金红石,英文名称为rutile,由18世纪 德国 着名地质学家 亚伯拉罕·维尔纳 命名。该名称来源于拉丁语,原意是【浅红色】,反映了金红石的外观,即具有红色色调。金红石就是较纯的二氧化钛,一般含二氧化钛在95%以上,是提炼钛的重要矿物原料,但在地壳中储量较少。 化学式 为TiO 2 ,有时候会因为含有少量的铁、铌[ní]、钽[tǎn]等物质而改变色调,呈现为暗红、褐红、黑褐色,当杂质的含量达到一定限度时,可分别称其为 铁金红石 、银金红石和钽金红石。
金红石一般形成于高温条件下,主要产于变质岩系的含金红石 脉石英 和 伟晶岩 脉中。此外,还会作为副矿物在火成岩中出现,也常呈粒状见于 片麻岩 中。金红石由于 化学 稳定性大,所以在岩石风化后常形成 砂矿 。金红石中的宝石级 晶体 主要来自伟晶岩及其砂矿。金红石的综合利用价值很大,被广泛应用于航空、航天、机械等领域,是高档电焊条必需的原料之一。金红石中的二氧化钛广泛应用于光触媒材料中,能够通过其独特的晶体结构捕捉并分解甲醛、苯、TVOC等有毒气体,净化空气且不会造成二次污染。并且,金红石是制取 二氧化钛 、海绵钛、 氯化钛 等钛系列产品的优质原料。
简介
概述
金红石,是含钛的主要矿物之一。 四方晶系 ,常具完好的四方 柱状 或针状晶形,集合体呈粒状或致密块状。暗红、褐红、黄或橘黄色,富铁者呈黑色;条痕黄色至浅褐色。金刚光泽, 铁金红石 呈半金属光泽。性脆,硬度6~6.5,密度4.2~4.3g/cm,富含铁、 铌 、 钽 者密度增大,高者可达5.5g/cm以上。能溶于热磷酸,冷却稀释后加入 过氧化钠 可使溶液变成黄褐色(钛的反应)。金红石可产于 片麻岩 、 伟晶岩 、榴辉(闪)岩体和 砂矿 中。
化学组成
TiO₂,Ti60%,有时含Fe、Nb、Ta、Cr、Sn等。
鉴定特征:以其四方柱形、 双晶 、颜色为鉴定特征;可以和锡石(cassitoritc)区别;不溶于酸类,加入 碳酸钠 予以烧熔,则可溶解于 硅酸 ,若再加入 过氧化氢 ,可使溶液变为黄色。
名称来源
Rutile一字;来自 拉丁语 Rutilus ,指红色( 红色 ),象征着金红石的颜色;
四方晶系 双锥晶类,常具完好的四方 柱状 或针状晶形。常见单形为四方柱m、a和四方双锥s等,有时出现复四方柱和复四方双锥。
晶体结构
晶系 和 空间群 : 四方晶系 ,P42/mnm;
晶胞参数:a=45.9pm,c=29.6pm
玫瑰晶 数据:3.245(1)1.687(0.5)2.489(0.41)
比重:4.2-4.3g/cm
断口 :断口不平坦
颜色: 红棕色 、红色、黄色或黑色
条痕:浅棕色至浅黄色
透明度:透明到不透明
光泽:半金光泽至金属光泽
发光性:无
其他:有钛的反应
光学性质
一轴晶(+),No=2.621,Ne=2.908,双 反射率 =0.2870。
主要用途
金红石显微针状 晶体 常被包裹于 石英 、 金云母 、 刚玉 等晶体中,尤其在刚玉 中呈 六射星形分布形成 星光红宝石 和 星光蓝宝石 。金红石主要用于提取 二氧化钛 。制造 光触媒 产品。有少量金红石可用作宝石,还可作半导体和 检波器 。
资料
成因产状
形成于高温条件下,主要产于 变质岩 系的含金 红石 脉石英 中和 伟晶岩 脉中。此外,在火成岩中作为副矿物出现,也常呈粒状见于 片麻岩 中;金红石由于其 化学 稳定性大,在岩石风化后常转入 砂矿
来源产地
中国 河南省 方城县 世界级特大型金红石矿床、 湖北省 枣阳市 、世界著名产地有 瑞典 Binnental和Campolungo、 俄罗斯 乌拉尔 、 挪威 的Kfagero、 法国 Limoges 附近的Yrieix、 瑞士 、 奥地利 的Tyr01、 美国 的 Georgia 、NorthCarolifonia和 Arkansas 各州、 澳洲 NewSouthWales的北部和 Queensland 的南部,以及美国Florida州的东北部等地。
资源概况
南召县 金红石矿主要产在 二叠纪 宽坪群 片岩 、变粒岩、钭长角闪片岩和大理岩中,这套 地层 东起 云阳镇 的朱坪村,与 方城县 的柳河镇金红石矿区接壤;往西北方向经云阳的火石岈、鹿鸣山、官山、八里桥、小店的杨树林、留山的油坊、土门、玲珑山、张庄、城郊的小东庄到县城东的青峰山;经县城西的罗坪南山、周湾、贯沟等地直到马市坪乡的西北部,均有大面积出露,全长约50公里,最宽处6公里,最窄处1公里(指含矿地层)。金红石品位一般为2%,最高达4.1%。按省地勘二院提供的平均宽800米,采深50米估算,全县金红石 矿石 量达50亿吨以上。这套含矿 地层 中,按照金红石粒度大小可分为粗、细两种类型,其中粗粒占90%。
(一)粗粒金红石矿矿体长数万米,一般3层,最多6层。矿石类型简单,为含金红石角闪片岩及斜长角闪片岩。主要有益组分金红石TiO₂含量最高4.1%,平均2.2%。金红石为自形、半自形柱状,棕红色,油脂光泽, 粒径 0.02×0.12mm--0.12×0.8mm,嵌布在 角闪岩 、斜长石、 绿帘石 等脉石矿物之间。
(二)细粒金红石矿
矿体长数千米,一般10--20层。矿层以含金红石角闪片岩为主,所占比例为60%。其它含金红石云母 片岩 、斜长片岩、绿帘片岩次之。其金红石TiO含量一般1.76--3.60%,平均2.00%。金红石的基本特征与粗粒近似,但粒度较细,大多在0.05--0.1mm之间。
人造金红石又称合成金红石(syntheticrutile),系指利用化学加工方法,将钛铁矿中的大部分铁成分分离出去所生产的一种在成分上和结构性能上与天然金红石相同的富钛原料,其TiO2含量视加工工艺之不同波动在91%~96%,是天然金红石的优质代用品,大量用于生产氯化法二氧化钛,也可用于生产四氯化钛、金属钛以及搪瓷制品和电焊条药皮,还可用于生产人造金红石黄颜料。主要生产国家有 澳大利亚 、美国、 日本 、 印度 、 马来西亚 等,产量已超过天然金红石,主要原因是天然金红石产量日渐枯竭,产量逐年下降。
应用价值
金红石是一种重要的金属和非金属矿物,从其中提炼的金属钛,由于具有耐高温、耐低温、耐腐蚀、高强度、小比重等优异性能,被广泛用于军工航空、航天、航海、机械、化工、海水淡化等方面。由于中国金红石供应严重短缺,金红石型钛白粉的生产极其有限,绝大部分依赖国外进口,价格高达每吨20000元以上。我国金红石年生产量仅数千吨,而需求量已达十万吨以上,除了花费巨额外汇大量进口外,不足部分仍需用成本不菲的 人造金红石 等代替。因此,有关部门把金红石列入我国严重依赖国外资源的14种战略储备矿种之一。需要特别指出的是,我国金红石的主要消费领域是电焊条,尚不能满足,国际上则主要用于金红石型高档钛白粉,而这一用途的市场空间十分巨大。据有关外资企业人士估算,全球钛白粉产量约400万吨,如在未来20年内中国达到世界平均消费水平的话,年需求量将达到100万吨,其中至少一半以上为金红石型钛白粉。另据有关资料,已有数家 外国公司 准备在我国设厂生产金红石型钛白粉,为了获得稳定的原料来源,也正在积极联系金红石原料产地事宜。总之,未来金红石资源需求旺盛,市场空间巨大。
科学研究
中国科学院地球化学研究所 联合 澳门科技大学 和 广东工业大学 ,通过对 嫦娥五号探测器 月壤颗粒开展研究,在月壤玻璃珠表面微 石陨石 撞击坑中发现一系列含Ti的蒸发沉积颗粒,分析显示包括金红石(TiO2)(2为下角标,下同)、三方结构Ti2O(Trigonal-Ti2O)和三斜结构Ti2O(Triclinic-Ti2O)共3种Ti纳米矿物。