กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 11 นาที

ไม่มีชื่อบทความ

อิลเมไนต์ เป็นแร่ไทเทเนียม-เหล็ก(II) ออกไซด์ ที่มีสูตรในอุดมคติคือ FeTiO3 เป็น ของแข็งสีดำหรือสีเทาเหล็กที่มีคุณสมบัติแม่เหล็กอ่อน อิลเมไนต์เป็น แร่ ไทเทเนียม ที่สำคัญที่สุด [ 6 ].

อิลเมไนต์

อิลเมไนต์เป็นแร่ไทเทเนียม-เหล็ก(II) ออกไซด์ที่มีสูตรในอุดมคติคือเป็นของแข็งสีดำหรือสีเทาเหล็กที่มีคุณสมบัติแม่เหล็กอ่อน อิลเมไนต์เป็นแร่ไทเทเนียม ที่สำคัญที่สุด [ 6 ]และเป็นแหล่งหลักของไทเทเนียมไดออกไซด์ซึ่งใช้เป็นเม็ดสี ขาว ในสีทา หมึกพิมพ์[ 7 ]ผ้า พลาสติก กระดาษ ครีมกันแดด อาหาร และเครื่องสำอาง[ 8 ]

โครงสร้างและคุณสมบัติ

อิลเมไนต์เป็นแร่สีดำทึบแสงที่มีน้ำหนักมาก (ความหนาแน่นสัมพัทธ์ 4.7) แข็งปานกลาง ( ความแข็งโมห์ 5.6 ถึง 6) และมีประกายคล้ายโลหะ[ 9 ]มักจะเป็นก้อนขนาดใหญ่ โดยผลึกแผ่นหนาค่อนข้างหายาก ไม่แสดงการแตกแยกที่สังเกตได้ แต่จะแตกออกเป็นรูปเปลือกหอยหรือรอยแตกที่ไม่สม่ำเสมอ[ 10 ]

อิลเมไนต์ตกผลึกใน ระบบ ไตรโกนัลที่มีกลุ่มพื้นที่R 3 [ 11 ] [ 4 ]โครงสร้างผลึกของอิลเมไนต์ประกอบด้วยอนุพันธ์ที่เป็นระเบียบของ โครงสร้าง คอรันดัมในคอรันดัม แคตไอออนทั้งหมดเหมือนกัน แต่ในอิลเมไนต์ ไอออน Fe 2+และ Ti 4+จะครอบครองชั้นสลับกันในแนวตั้งฉากกับแกน c ของไตรโกนัล

อิลเมไนต์บริสุทธิ์เป็นพาราแมกเนติก (แสดงแรงดึงดูดต่อแม่เหล็กเพียงเล็กน้อย) แต่อิลเมไนต์จะเกิดสารละลายของแข็งกับเฮมาไทต์ซึ่งมีคุณสมบัติเฟอร์โรแมกเนติ กอ่อนๆ จึงดึงดูดต่อแม่เหล็กได้อย่างเห็นได้ชัด แหล่งสะสมตามธรรมชาติของอิลเมไนต์มักจะมีแมกเนไทต์ ที่แทรกตัวหรือแยกตัวออกมา ซึ่งมีส่วนช่วยให้เกิดคุณสมบัติเฟอร์โรแมกเนติกด้วย[ 9 ]

อิลเมไนต์แตกต่างจากเฮมาไทต์ตรงที่มีสีดำไม่เข้มเท่าและมีลักษณะทึบแสงกว่า รวมถึงมีรอยขีด สีดำ และแตกต่างจากแมกเนไทต์ตรงที่มีแม่เหล็กอ่อนกว่า[ 10 ] [ 9 ]

การค้นพบ

ในปี ค.ศ. 1791 วิลเลียม เกรกอร์ค้นพบแหล่งทรายดำในลำธารที่ไหลผ่านหุบเขาทางใต้ของหมู่บ้านมานาคาน ( คอร์นวอลล์ ) และระบุเป็นครั้งแรกว่าไทเทเนียมเป็นหนึ่งในองค์ประกอบหลักของแร่ในทราย[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]เกรกอร์ตั้งชื่อแร่ชนิดนี้ว่ามานาคานไนต์[ 15 ]พบแร่ชนิดเดียวกันนี้ในเทือกเขาอิลเมนสกีใกล้เมืองมีอาสส์ประเทศรัสเซียและตั้งชื่อว่าอิลเมไนต์[ 10 ]

เคมีแร่ธาตุ

อิลเมไนต์บริสุทธิ์มีองค์ประกอบเป็นFeTiO อย่างไรก็ตาม อิลเมไนต์ส่วนใหญ่มักมีแมกนีเซียมและแมงกานีสในปริมาณมาก และมีเฮมาไทต์Fe O มากถึง 6 wt%แทนที่FeTiO ในโครงสร้างผลึก ดังนั้นสูตรเคมีที่สมบูรณ์จึงสามารถแสดงได้เป็น(Fe,Mg,Mn,Ti)O [ 9 ] อิลเมไนต์ก่อตัวเป็นสารละลายของแข็งกับไกคีไลต์ ( MgTiO ) ) และไพโรฟาไนต์(MnTiO) ) ซึ่งเป็นสมาชิกปลายทางของแมกนีเซียมและแมงกานีเฟอรัสในชุดสารละลายของแข็ง [ 4 ]

แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วอิลเมไนต์จะใกล้เคียงกับ FeTiOในอุดมคติก็ตามโดยมีเปอร์เซ็นต์โมลของ Mn และ Mg เล็กน้อย [ 4 ​​] โดยทั่วไปแล้ว อิลเมไนต์ของคิมเบอร์ไลต์จะมีโมเลกุลของไกคีไลต์ในปริมาณมาก [ 16 ] และในหิน เฟลซิกที่มีการแยกตัวสูงบางชนิดอิลเมไนต์อาจมีโมเลกุลของไพโรฟาไนต์ในปริมาณมาก [ 17 ]

ที่อุณหภูมิสูงกว่า950 °C (1,740 °F)จะมีสารละลายของแข็งที่สมบูรณ์ระหว่างอิลเมไนต์และเฮมาไทต์ ที่อุณหภูมิต่ำกว่าจะมีช่องว่างการผสมกันทำให้แร่ธาตุทั้งสองชนิดนี้อยู่ร่วมกันในหินแต่ไม่มีสารละลายของแข็ง[ 9 ]การอยู่ร่วมกันนี้อาจส่งผลให้เกิดแผ่นแยกตัวในอิลเมไนต์ที่เย็นตัวลงซึ่งมีเหล็กในระบบมากกว่าที่สามารถบรรจุลงในโครงผลึกได้อย่างสม่ำเสมอ[ 18 ] อิลเมไนต์ที่มี Fe O 6 ถึง 13 เปอร์เซ็นต์บางครั้งเรียกว่า เฟอร์ เรียนอิลเมไนต์[ 19 ] [ 20 ]  

อิลเมไนต์จะเปลี่ยนแปลงหรือผุพัง จนกลาย เป็นลูโคซีนซึ่งเป็นแร่เทียมเป็นวัสดุเนื้อละเอียดสีเหลืองอมเทาหรือน้ำตาล[ 9 ] [ 21 ] ที่อุดมไปด้วย TiO ถึง70% หรือมากกว่า[ 20 ]ลูโคซีนเป็นแหล่งสำคัญของไทเทเนียมในแหล่งแร่ทรายหนัก[ 22 ]

พาราเจเนซิส

อิลเมไนต์เป็นแร่เสริมทั่วไปที่พบในหินอัคนี และ หินแปรระดับสูง[ 4 ]พบในปริมาณมากในหินแทรกซ้อนแบบชั้นโดยก่อตัวเป็นส่วนหนึ่งของ ชั้น สะสมภายในหินแทรกซ้อน โดยทั่วไปอิลเมไนต์จะพบในชั้นสะสมเหล่านี้ร่วมกับออร์โธไพรอกซีน[ 23 ]หรือรวมกับแพลจิโอเคลสและอะพาไทต์ ( เนลโซไนต์ ) [ 24 ]

อิลเมไนต์ ที่มีแมกนีเซียมก่อตัวขึ้นในคิมเบอร์ไลต์เป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มแร่ MARID ( ไมกา - แอมฟิโบล - รูไทล์ - อิลเมไนต์ - ไดออปไซด์ ) ซึ่งเป็นกลุ่มของ ซี โนลิธกลิมเมอไรต์ [ 25 ] อิลเมไนต์ ที่มี แมงกานีสพบได้ในหินแกรนิต[ 17 ]และยังพบใน หินแทรกซึม คาร์บอเนตไทต์ ซึ่งอาจมี ไนโอเบียมในปริมาณสูงผิดปกติอีกด้วย[ 26 ]

หินอัคนีมา ฟิกจำนวนมากมีเม็ดแมกเนไทต์และอิลเมไนต์ที่แทรกตัวกัน ซึ่งเกิดจากการออกซิเดชันของอัลโวสปิเนล[ 19 ]

การแปรรูปและการบริโภค

เหมืองแร่อิลเมไนต์แบบเปิด Tellnes เทศบาล Sokndalประเทศนอร์เวย์

แร่ไอล์เมไนต์ส่วนใหญ่ถูกขุดเพื่อใช้ในการผลิตไทเทเนียมไดออกไซด์[ 27 ]ไอล์เมไนต์และไทเทเนียมไดออกไซด์ถูกนำมาใช้ในการผลิตโลหะไทเทเนียม[ 28 ] [ 29 ]

ไทเทเนียมไดออกไซด์ส่วนใหญ่ใช้เป็นเม็ด สีขาว และอุตสาหกรรมที่ใช้เม็ดสี TiO2 หลักๆสีและสารเคลือบผิว พลาสติก และกระดาษและกระดาษแข็ง การบริโภค TiO2 ต่อหัวประเทศจีนอยู่ที่ประมาณ 1.1 กิโลกรัมต่อปี เมื่อเทียบกับ 2.7 กิโลกรัมสำหรับยุโรปตะวันตกและสหรัฐอเมริกา[ 30 ]

ปริมาณการผลิตไทเทเนียมเข้มข้นทั่วโลกโดยประมาณ จำแนกตามแหล่งแร่ (หน่วยเป็นตัน) ปี 2015–2019 ไทเทเนียมเข้มข้นได้มาจากการแปรรูปแร่ไอล์เมไนต์เป็นหลัก รองลงมาคือตะกรันที่มีไทเทเนียม และแร่รูไทล์ธรรมชาติ

ไทเทเนียมเป็นธาตุที่มีมากเป็นอันดับที่เก้าบนโลกและคิดเป็นประมาณ 0.6 เปอร์เซ็นต์ของเปลือกโลก โดยทั่วไปแล้วแร่ไอล์เมไนต์จะถูกแปรรูปเพื่อให้ได้ไทเทเนียมเข้มข้น ซึ่งเรียกว่า "รูไทล์สังเคราะห์" หากมี TiO2 มากกว่า 90 เปอร์เซ็นต์โดยทั่วไปเรียกว่า "ตะกรันไทเทเนียม" หากมีปริมาณ TiO2 ต่ำกว่านั้น 80 เปอร์เซ็นต์ของการผลิตไทเทเนียมเข้มข้นทั่วโลกโดยประมาณได้มาจากการแปรรูปไอล์เมไนต์ ในขณะที่ 13 เปอร์เซ็นต์ได้จากตะกรันไทเทเนียม และ 5 เปอร์เซ็นต์ได้จากรูไทล์[ 31 ]

อิลเมไนต์สามารถแปลงเป็นไทเทเนียมไดออกไซด์เกรดเม็ดสีได้โดยผ่านกระบวนการซัลเฟตหรือกระบวนการคลอไรด์ [ 32 ] นอกจากนี้ อิลเมไนต์ยังสามารถปรับปรุงและทำให้บริสุทธิ์เป็นไทเทเนียมไดออกไซด์ในรูปของรูไทล์โดยใช้กระบวนการเบเชอร์ได้อีก ด้วย [ 33 ]

แร่ไอล์เมไนต์ยังสามารถแปลงเป็นเหล็ก เหลว และตะกรันที่มีไทเทเนียมสูงได้โดยใช้กระบวนการถลุง[ 34 ]

ผู้ผลิตเหล็กใช้แร่ไอล์เมไนต์เป็นฟลักซ์เพื่อบุผนังเตาหลอมเหล็กทน ไฟ [ 35 ]

อิลเมไนต์สามารถใช้ในการผลิตเฟอร์โรไททาเนียมผ่านการลดด้วยอะลูมิโนเทอร์มิกได้[ 36 ]

การผลิตวัตถุดิบ

เกรดวัตถุดิบอิลเมไนต์ต่างๆ[ 37 ]
วัตถุดิบไทโอเนื้อหากระบวนการ
(%)
แร่<55ซัลเฟต
แร่>55คลอไรด์
แร่<50การถลุง (กากโลหะ)
รูไทล์สังเคราะห์88–95คลอไรด์
ตะกรันคลอไรด์85–95คลอไรด์
ตะกรันซัลเฟต80ซัลเฟต
คาดว่ามีTiO อยู่การผลิต [ 38 ] [ 39 ] (เมตริกตันต่อปี x 1,000,อิลเมไนต์และรูไทล์)
ปี20112012–13
ประเทศยูเอสจีเอสคาดการณ์
ออสเตรเลีย1,300247
แอฟริกาใต้1,161190
โมซัมบิก516250
แคนาดา700
อินเดีย574
จีน500
เวียดนาม490
ยูเครน357
เซเนกัล-330
นอร์เวย์300
สหรัฐอเมริกา300
มาดากัสการ์288
เคนยา-246
ศรีลังกา62
เซียร์ราลีโอน60
บราซิล48
ประเทศอื่นๆ37
โลกโดยรวม~6,700~1,250

อิลเมไนต์ส่วนใหญ่ได้มาจากแหล่งแร่ทรายหนัก ซึ่งแร่ชนิดนี้มีความเข้มข้นในรูปของแหล่งสะสมตะกอนและการผุพังจะลดปริมาณเหล็ก ทำให้เปอร์เซ็นต์ของไทเทเนียมเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม อิลเมไนต์ยังสามารถได้มาจากแหล่งแร่ไทเทเนียม "หินแข็ง" เช่นหินแทรกซ้อนแบบชั้นอัลตรามาฟิกถึงมาฟิกหรือมวลแอนอร์โทไซต์ อิลเมไนต์ในหินแทรกซ้อนแบบชั้นบางครั้งมีปริมาณมาก แต่มีแมกเนไทต์แทรกอยู่เป็นจำนวนมาก ซึ่งลดเกรดของแร่ อิลเมไนต์จากมวลแอนอร์โทไซต์มักมีแคลเซียมหรือแมกนีเซียมในปริมาณมาก ทำให้ไม่เหมาะสำหรับกระบวนการคลอไรด์[ 40 ]

ปริมาณสำรองแร่ไอล์เมไนต์และรูไทล์ที่พิสูจน์แล้วคาดว่าจะอยู่ระหว่าง 423 ถึง 600 ล้านตันของไทเทเนียมไดออกไซด์ แหล่งแร่ไอล์เมไนต์ที่ใหญ่ที่สุดอยู่ในแอฟริกาใต้ อินเดีย สหรัฐอเมริกา แคนาดา นอร์เวย์ ออสเตรเลีย ยูเครน รัสเซีย และคาซัคสถาน นอกจากนี้ยังพบแหล่งแร่เพิ่มเติมในบังกลาเทศ ชิลี เม็กซิโก และนิวซีแลนด์[ 41 ]

ในปี 2011 ออสเตรเลียเป็นผู้ผลิตแร่ไอล์เมไนต์รายใหญ่ที่สุดของโลก โดยมีผลผลิตประมาณ 1.3 ล้านตัน ตามมาด้วยแอฟริกาใต้ แคนาดา โมซัมบิก อินเดีย จีน เวียดนาม ยูเครน นอร์เวย์ มาดากัสการ์ และสหรัฐอเมริกา

ผู้ผลิตวัตถุดิบอิลเมไนต์และรูไทล์สี่อันดับแรกในปี 2553 ได้แก่Rio Tinto Group , Iluka Resources , Exxaro และKenmare Resourcesซึ่งรวมกันแล้วมีสัดส่วนมากกว่า 60% ของอุปทานทั่วโลก[ 42 ]

เหมืองแร่ไอล์เมไนต์ แบบเปิดที่ใหญ่ที่สุดสองแห่งของโลกได้แก่:

  • เหมือง Tellnesตั้งอยู่ในเทศบาล Sokndalประเทศนอร์เวย์ดำเนินการโดย Titania AS (ซึ่งเป็นบริษัทในเครือ Kronos Worldwide Inc.) มีกำลังการผลิต 0.55 ล้านตันต่อปี และมี ไทเทเนียมได ออกไซด์ (TiO₂ ) 57 ล้านตันสำรอง
  • เหมือง Lac Tio ของกลุ่ม Rio Tinto ตั้งอยู่ใกล้Havre Saint-Pierreรัฐควิเบก ประเทศแคนาดามีกำลังการผลิต 3 ล้านตันต่อปี และมีปริมาณสำรอง 52 ล้านตัน[ 43 ]

การดำเนินงานเหมืองแร่ไอล์เมไนต์ขนาดใหญ่ที่ใช้ทรายแร่เป็นฐาน ได้แก่:

แหล่งแร่ไอล์เมไนต์ขนาดใหญ่ที่มีศักยภาพน่าสนใจ ได้แก่:

  • แหล่งแร่แมกเนไทต์-อิลเมไนต์ คาร์ฮูจูปุคกา ในเมืองโคลาลี ทางตอนเหนือของฟินแลนด์มีปริมาณสำรองประมาณ 5 ล้านตัน และแร่มีส่วนประกอบของไทเทเนียมประมาณ 6.2%
  • แหล่งแร่แมกเนไทต์-เหล็ก-ไทเทเนียม-วานาเดียม บัลลา บัลลา ในภูมิภาคพิลบารา ทางตะวันตก ของออสเตรเลียมี ปริมาณแร่ สะสม 456 ล้านตัน โดยมี ปริมาณเหล็ก 45% และ ไทเทเนียมไดออกไซด์ 13.7%และ 0.64%Vโอซึ่งเป็นหนึ่งในแหล่งแร่แมกนีไทต์-อิลเมไนต์ที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดในออสเตรเลีย [ 45 ]
  • แหล่งแร่ทรายCoburn, WIM 50, Douglas และPooncarie ใน ประเทศออสเตรเลีย
  • แหล่งแร่ไททาโนแมกเนไทต์ (เหล็ก-ไทเทเนียม-วานาเดียม-โครเมียม) ชื่อแม็กไพร์ ตั้งอยู่ในภาคตะวันออก ของ รัฐควิเบกประเทศแคนาดามีปริมาณแร่ประมาณ 1 พันล้านตัน ประกอบด้วยเหล็กประมาณ 43%, ไทเทเนียมไดออกไซด์ (TiO2) 12% วานาเดียม ( V2O5 % และโครเมียม ( ) %
  • แหล่งแร่ Longnose ในรัฐมินนิโซตาตะวันออกเฉียงเหนือถือเป็น "แหล่งแร่อิลเมไนต์ที่ใหญ่ที่สุดและอุดมสมบูรณ์ที่สุดในอเมริกาเหนือ" [ 46 ]
ปริมาณการทำเหมืองแร่ที่มีไทเทเนียมเป็นส่วนประกอบ ได้แก่ อิลเมไนต์และรูไทล์ ทั่วโลก (หน่วยเป็นพันตันเทียบเท่า TiO2) ตามประเทศ ในปี 2020

ในปี 2020 จีนมีกิจกรรมการทำเหมืองไทเทเนียมสูงที่สุดอย่างเห็นได้ชัด ประมาณ 35 เปอร์เซ็นต์ของอิลเมไนต์ทั่วโลกถูกขุดในประเทศจีน ซึ่งคิดเป็น 33 เปอร์เซ็นต์ของการทำเหมืองแร่ไทเทเนียมทั้งหมด (รวมถึงอิลเมไนต์และรูไทล์) แอฟริกาใต้และโมซัมบิกก็เป็นผู้มีส่วนร่วมที่สำคัญเช่นกัน โดยคิดเป็น 13 เปอร์เซ็นต์และ 12 เปอร์เซ็นต์ของการทำเหมืองอิลเมไนต์ทั่วโลกตามลำดับออสเตรเลียคิดเป็น 6 เปอร์เซ็นต์ของการทำเหมืองอิลเมไนต์ทั้งหมดและ 31 เปอร์เซ็นต์ของการทำเหมืองรูไทล์เซียร์ราลีโอนและยูเครนก็เป็นผู้มีส่วนร่วมรายใหญ่ในการทำเหมืองรูไทล์เช่นกัน[ 31 ]

จีนเป็นผู้ผลิตไทเทเนียมไดออกไซด์รายใหญ่ที่สุด รองลงมาคือสหรัฐอเมริกาและเยอรมนี นอกจากนี้ จีนยังเป็นผู้นำในการผลิตโลหะไทเทเนียม แต่ญี่ปุ่น สหพันธรัฐรัสเซีย และคาซัคสถานก็ก้าวขึ้นมาเป็นผู้มีส่วนร่วมสำคัญในด้านนี้เช่นกัน

กิจกรรมการจดสิทธิบัตร

กิจกรรมการจดสิทธิบัตรเกี่ยวกับการผลิตไทเทเนียมไดออกไซด์จากแร่ไอล์เมไนต์เพิ่มขึ้นตั้งแต่ปี 2012

กิจกรรม การจดสิทธิบัตรที่เกี่ยวข้องกับการผลิตไทเทเนียมไดออกไซด์จากอิลเมไนต์กำลังเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว[ 31 ]ระหว่างปี 2002 ถึง 2022 มีสิทธิบัตร 459 ชุดที่อธิบายถึงการผลิตไทเทเนียมไดออกไซด์จากอิลเมไนต์ และจำนวนนี้กำลังเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว สิทธิบัตรส่วนใหญ่เหล่านี้อธิบายถึงกระบวนการเตรียมการก่อน เช่น การถลุงและการแยกด้วยแม่เหล็ก เพื่อเพิ่มความเข้มข้นของไทเทเนียมในแร่เกรดต่ำ ส่งผลให้ได้ไทเทเนียมเข้มข้นหรือตะกรัน สิทธิบัตรอื่นๆ อธิบายถึงกระบวนการในการได้มาซึ่งไทเทเนียมไดออกไซด์ ไม่ว่าจะผ่านกระบวนการไฮโดรเมทัลลurgical โดยตรงหรือผ่านกระบวนการที่ใช้ประโยชน์ในอุตสาหกรรมสองกระบวนการ ได้แก่ กระบวนการซัลเฟตและกระบวนการคลอไรด์

การชะล้างด้วยกรดอาจใช้เป็นขั้นตอนเตรียมการหรือเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการไฮโดรเมทัลลurgical เพื่อให้ได้ไทเทเนียมไดออกไซด์หรือรูไทล์สังเคราะห์โดยตรง (>90 เปอร์เซ็นต์ไทเทเนียมไดออกไซด์, TiO2 กระบวนการซัลเฟตคิดเป็น 40 เปอร์เซ็นต์ของการผลิตไทเทเนียมไดออกไซด์ทั่วโลกและได้รับการคุ้มครองในกลุ่มสิทธิบัตร 23 เปอร์เซ็นต์ กระบวนการคลอไรด์มีการกล่าวถึงในกลุ่มสิทธิบัตรเพียง 8 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น แม้ว่าจะคิดเป็น 60 เปอร์เซ็นต์ของการผลิตไทเทเนียมไดออกไซด์ในระดับอุตสาหกรรมทั่วโลกก็ตาม[ 31 ]

บริษัทสำคัญที่จดสิทธิบัตรในการผลิตไทเทเนียมไดออกไซด์ ได้แก่ บริษัทจากจีน ออสเตรเลีย และสหรัฐอเมริกา ซึ่งสะท้อนให้เห็นถึงการมีส่วนร่วมอย่างมากของประเทศเหล่านี้ในการผลิตภาคอุตสาหกรรม บริษัทจีนอย่าง PangangและLomon Billions Groups เป็นผู้มีส่วนร่วมหลักและถือครองสิทธิบัตร ที่หลากหลาย ครอบคลุมทั้งการเตรียมวัตถุดิบและกระบวนการผลิตจนถึงผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว กิจกรรมการจดสิทธิบัตรที่เกี่ยวข้องกับการผลิตโลหะไทเทเนียมจากอิลเมไนต์ยังคงมีเสถียรภาพ[ 31 ]ระหว่างปี 2002 ถึง 2022 มีสิทธิบัตร 92 ชุดที่อธิบายถึงการผลิตโลหะไทเทเนียมจากอิลเมไนต์ และจำนวนนี้ยังคงค่อนข้างคงที่ สิทธิบัตรเหล่านี้อธิบายถึงการผลิตโลหะไทเทเนียมโดยเริ่มจากแร่ธาตุ เช่น อิลเมไนต์ และจากไทเทเนียมไดออกไซด์ (TiO ) และไทเทเนียมเตตระคลอไรด์ (TiCl ) ซึ่งเป็นสารเคมีที่ได้มาเป็นสารตัวกลางในกระบวนการคลอไรด์ วัสดุเริ่มต้นจะถูกทำให้บริสุทธิ์หากจำเป็น จากนั้นจึงแปลงเป็นโลหะไทเทเนียมผ่านกระบวนการลดทางเคมีโดยใช้สารลด กระบวนการส่วนใหญ่แตกต่างกันในเรื่องของสารลดที่ใช้ในการเปลี่ยนวัสดุเริ่มต้นให้เป็นโลหะไทเทเนียม: แมกนีเซียมเป็นสารลดที่ถูกกล่าวถึงบ่อยที่สุดและถูกนำไปใช้มากที่สุดในการผลิตทางอุตสาหกรรม

ผู้เล่นหลักในสาขานี้คือบริษัทญี่ปุ่น โดยเฉพาะToho TitaniumและOsaka Titanium Technologiesซึ่งทั้งสองบริษัทมุ่งเน้นการลดโดยใช้แมกนีเซียม Pangang ยังมีส่วนร่วมในการผลิตโลหะไทเทเนียมและถือสิทธิบัตรที่อธิบายการลดโดยการอิเล็กโทรไลซิสเกลือหลอมเหลว[ 31 ]

อิลเมไนต์จันทร์

มีการพบอิลเมไนต์ในตัวอย่างจากดวงจันทร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน หินบะ ซอลต์ ทะเลดวงจันทร์ ที่ มีไทเทเนียมสูงซึ่งพบได้ทั่วไปใน บริเวณที่ภารกิจ Apollo 11และApollo 17ดำเนินการ และโดยเฉลี่ยแล้วมีสัดส่วนถึง 5% ของอุกกาบาตจากดวงจันทร์[ 47 ]อิลเมไนต์ถูกกำหนดเป้าหมายสำหรับ การสกัด น้ำและออกซิเจนISRUเนื่องจากปฏิกิริยารีดักชันที่เรียบง่ายซึ่งเกิดขึ้นกับบัฟเฟอร์ CO และ H [ 48 ] [ 49 ] [ 50 ] ภารกิจ VMMOขององค์การอวกาศยุโรปซึ่งคาดว่าจะเปิดตัวในปี 2028 มีเป้าหมายที่จะทำแผนที่การกระจายตัวของอิลเมไนต์บนดวงจันทร์[ 51 ] [ 52 ]

แหล่งที่มา

 บทความนี้มีการนำข้อความจากงานเขียนที่เผยแพร่อย่างเสรีมาใช้ ได้รับอนุญาตภายใต้ CC-BY ข้อความนำมาจาก “ การผลิตไทเทเนียมและไทเทเนียมไดออกไซด์จากอิลเมไนต์และการใช้งานที่เกี่ยวข้อง” องค์การทรัพย์สินทางปัญญาโลก ( WIPO)

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ไม่มีชื่อบทความ

อิลเมไนต์ เป็นแร่ไทเทเนียม-เหล็ก(II) ออกไซด์ ที่มีสูตรในอุดมคติคือ FeTiO3 เป็น ของแข็งสีดำหรือสีเทาเหล็กที่มีคุณสมบัติแม่เหล็กอ่อน อิลเมไนต์เป็น แร่ ไทเทเนียม ที่สำคัญที่สุด [ 6 ].

โครงสร้างและคุณสมบัติ

อิลเมไนต์เป็นแร่สีดำทึบแสงที่มีน้ำหนักมาก (ความหนาแน่นสัมพัทธ์ 4.7) แข็งปานกลาง ( ความแข็งโมห์ 5.

การค้นพบ

ในปี ค.ศ. 1791 วิลเลียม เกรกอร์ ค้นพบแหล่งทรายดำในลำธารที่ไหลผ่านหุบเขาทางใต้ของหมู่บ้าน มานาคาน ( คอร์นวอลล์ ) และระบุเป็นครั้งแรกว่าไทเทเนียมเป็นหนึ่งในองค์ประกอบหลักของแร่ในทราย [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] เกรกอร์ตั้งชื่อแร่ชนิดนี้ว่า มานาคานไน ต์ [ 15 ]...

เคมีแร่ธาตุ

อิลเมไนต์บริสุทธิ์มีองค์ประกอบเป็น FeTiO อย่างไรก็ตาม อิลเมไนต์ส่วนใหญ่มักมีแมกนีเซียมและแมงกานีสในปริมาณมาก และมีเฮมาไทต์ Fe O มากถึง 6 wt% แทนที่ FeTiO ในโครงสร้างผลึก ดังนั้นสูตรเคมีที่สมบูรณ์จึงสามารถแสดงได้เป็น (Fe,Mg,Mn,Ti)O [ 9 ]...