इल्मेनाइट

इल्मेनाइट आदर्श सूत्र के साथ एक टाइटेनियम-आयरन ऑक्साइड खनिज है. यह एक कमजोर चुंबकीय काला या स्टील-ग्रे ठोस है। इल्मेनाइट टाइटेनियम का सबसे महत्वपूर्ण अयस्क है और रंजातु डाइऑक्साइड  का मुख्य स्रोत है, जिसका उपयोग पेंट, प्रिंटिंग स्याही, कपड़े, प्लास्टिक, कागज, सनस्क्रीन, भोजन और सौंदर्य प्रसाधन।

संरचना और गुण
इल्मेनाइट एक भारी (विशिष्ट गुरुत्व 4.7), मध्यम रूप से कठोर (मोह्स कठोरता 5.6 से 6), अपारदर्शी काला खनिज है जिसमें सबमेटेलिक चमक होती है। यह लगभग हमेशा बड़े पैमाने पर होता है, जिसमें मोटे सारणीबद्ध क्रिस्टल काफी दुर्लभ होते हैं। यह कोई स्पष्ट दरार नहीं दिखाता है, इसके बजाय असमान फ्रैक्चर के लिए शंकुधारी के साथ टूट रहा है।

इल्मेनाइट अंतरिक्ष समूह आर के साथ त्रिकोणीय प्रणाली में क्रिस्टलीकृत होता है$\overline{3}$. इल्मेनाइट क्रिस्टल संरचना में कोरंडम संरचना का एक क्रमबद्ध व्युत्पन्न होता है; कोरन्डम में सभी धनायन समान होते हैं लेकिन इल्मेनाइट Fe में2+ और Ti4+ आयन त्रिकोणीय c अक्ष के लंबवत वैकल्पिक परतों पर कब्जा कर लेते हैं।

शुद्ध इल्मेनाइट अनुचुंबकीय है (चुंबक के लिए केवल बहुत कमजोर आकर्षण दिखा रहा है), लेकिन इल्मेनाइट हेमेटाइट के साथ ठोस समाधान बनाता है जो कमजोर रूप से लौह-चुंबकीय होते हैं और इसलिए एक चुंबक से स्पष्ट रूप से आकर्षित होते हैं। इल्मेनाइट के प्राकृतिक जमाव में आमतौर पर अंतर्वर्धित या बहिष्कृत मैग्नेटाइट होता है जो इसके फेरोमैग्नेटिज्म में भी योगदान देता है। इल्मेनाइट हेमेटाइट से इसके कम तीव्र काले रंग और सुस्त उपस्थिति और इसकी काली लकीर (खनिज) और मैग्नेटाइट से इसके कमजोर चुंबकत्व द्वारा प्रतिष्ठित है।

डिस्कवरी
1791 में विलियम ग्रेगोर  ने  मनकं  (कॉर्नवाल) गांव के ठीक दक्षिण में घाटी से गुजरने वाली धारा में काली रेत के जमाव की खोज की और पहली बार रेत में मुख्य खनिज के घटकों में से एक के रूप में टाइटेनियम की पहचान की।   ग्रेगोर ने इस खनिज का नाम 'मैनैकनाइट' रखा। वही खनिज रूस के मिआस के पास इल्मेंस्की पर्वत में पाया गया और इसका नाम इल्मेनाइट रखा गया।

खनिज रसायन
शुद्ध इल्मेनाइट की रचना है FeTiO3. हालांकि, इल्मेनाइट में अक्सर मैग्नीशियम और मैंगनीज की प्रशंसनीय मात्रा होती है और हेमेटाइट का 6 wt% तक होता है, Fe2O3, के लिए प्रतिस्थापन FeTiO3 क्रिस्टल संरचना में। इस प्रकार पूर्ण रासायनिक सूत्र के रूप में व्यक्त किया जा सकता है (Fe,Mg,Mn,Ti)O3. इल्मेनाइट तुम एक गीक हो के साथ एक ठोस विलयन बनाता है और पाइरोफनाइट  जो ठोस समाधान श्रृंखला के मैग्नेशियन और मैंगनीफेरस अंत-सदस्य हैं।

हालांकि इल्मेनाइट आमतौर पर आदर्श के करीब है रचना, Mn और Mg के मामूली तिल प्रतिशत के साथ,  किंबरलाईट ्स के इल्मेनाइट्स में आमतौर पर पर्याप्त मात्रा में गीकीलाइट अणु होते हैं, और कुछ अत्यधिक विभेदित felsic चट्टानों में इल्मेनाइट्स में महत्वपूर्ण मात्रा में पाइरोफैनाइट अणु हो सकते हैं। ऊपर के तापमान पर 950 C, इल्मेनाइट और हेमेटाइट के बीच एक पूर्ण ठोस समाधान है। कम तापमान पर मिश्रणीयता का अंतर होता है, जिसके परिणामस्वरूप चट्टानों में इन दो खनिजों का सह-अस्तित्व होता है लेकिन कोई ठोस समाधान नहीं होता है। इस सह-अस्तित्व के परिणामस्वरूप सिस्टम में अधिक लोहे के साथ ठंडा इल्मेनाइट्स में बहिर्वाह लैमेला हो सकता है, जो कि क्रिस्टल जाली में सजातीय रूप से समायोजित किया जा सकता है। इल्मेनाइट युक्त 6 से 13 प्रतिशत Fe2O3 को कभी-कभी फेरियन इल्मेनाइट के रूप में वर्णित किया जाता है। खनिज बनाने के लिए इल्मेनाइट मेटासोमैटिज्म या अपक्षय#खनिजों और चट्टानों के बीच अंतर|छद्म-खनिज leucoxene, भूरे या भूरे रंग की सामग्री के लिए एक महीन दाने वाला पीलापन 70% या उससे अधिक तक समृद्ध TiO2. ल्यूकोक्सीन भारी खनिज रेत अयस्क जमा में टाइटेनियम का एक महत्वपूर्ण स्रोत है।

पैराजेनेसिस
इल्मेनाइट एक सामान्य सहायक खनिज है जो रूपांतरित चट्टान और आग्नेय चट्टानों में पाया जाता है। यह स्तरित घुसपैठ में बड़ी सांद्रता में पाया जाता है जहां यह घुसपैठ के भीतर एक संचयी चट्टान परत के हिस्से के रूप में बनता है। इल्मेनाइट आम तौर पर इन संचयकों में ऑर्थोपायरॉक्सिन के साथ होता है या plagioclase और एपेटाइट ( nelsonite ) के संयोजन में। मैगनीशियम इल्मेनाइट किम्बरलाइट्स में  पीटा  xenolith के MARID एसोसिएशन ऑफ मिनरल्स (माइका- एम्फिबोल -रूटाइल-इल्मेनाइट- diopside ) के हिस्से के रूप में बनता है। मैंगनीज इल्मेनाइट ग्रेनाइट चट्टानों में पाया जाता है और कार्बोनाइट घुसपैठ में भी जहां इसमें नाइओबियम की असामान्य रूप से उच्च मात्रा हो सकती है। कई माफिक आग्नेय चट्टानों में अंतर्वर्धित मैग्नेटाइट और इल्मेनाइट के दाने होते हैं, जो ulvospinel के ऑक्सीकरण द्वारा बनते हैं।

प्रसंस्करण और खपत
टाइटेनियम डाइऑक्साइड उत्पादन के लिए अधिकांश इल्मेनाइट का खनन किया जाता है। टाइटेनियम धातु के उत्पादन में इल्मेनाइट और टाइटेनियम डाइऑक्साइड का उपयोग किया जाता है। टाइटेनियम डाइऑक्साइड का उपयोग सफेद वर्णक के रूप में किया जाता है और TiO2 के लिए प्रमुख उपभोग करने वाले उद्योग हैं2 रंगद्रव्य पेंट और सतह कोटिंग्स, प्लास्टिक, और कागज और पेपरबोर्ड हैं। टीआईओ की प्रति व्यक्ति खपत2 पश्चिमी यूरोप और संयुक्त राज्य अमेरिका के लिए 2.7 किलोग्राम की तुलना में चीन में लगभग 1.1 किलोग्राम प्रति वर्ष है। इल्मेनाइट को सल्फेट प्रक्रिया या क्लोराइड प्रक्रिया के माध्यम से वर्णक ग्रेड टाइटेनियम डाइऑक्साइड में परिवर्तित किया जा सकता है। इल्मेनाइट को बीचर प्रक्रिया का उपयोग करके रूटाइल के रूप में टाइटेनियम डाइऑक्साइड में सुधार और शुद्ध किया जा सकता है। इल्मेनाइट अयस्कों को गलाने की प्रक्रिया का उपयोग करके तरल लोहे और टाइटेनियम युक्त धातुमल में भी परिवर्तित किया जा सकता है। इल्मेनाइट अयस्क का उपयोग स्टील निर्माताओं द्वारा ब्लास्ट फर्नेस चूल्हा दुर्दम्य को लाइन करने के लिए प्रवाह के रूप में किया जाता है। इल्मेनाइट का उपयोग aluminothermic कमी के माध्यम से फेरोटाइटेनियम का उत्पादन करने के लिए किया जा सकता है।

फीडस्टॉक उत्पादन
अधिकांश इल्मेनाइट भारी खनिज रेत अयस्क जमा से पुनर्प्राप्त किया जाता है, जहां खनिज जमा जमा के रूप में केंद्रित होता है और अपक्षयण इसकी लौह सामग्री को कम कर देता है, जिससे टाइटेनियम का प्रतिशत बढ़ जाता है। हालांकि, इल्मेनाइट को हार्ड रॉक टाइटेनियम अयस्क स्रोतों से भी पुनर्प्राप्त किया जा सकता है, जैसे कि अल्ट्रामैफिक से मैफिक स्तरित घुसपैठ या anorthosite द्रव्यमान। स्तरित घुसपैठ में इल्मेनाइट कभी-कभी प्रचुर मात्रा में होता है, लेकिन इसमें मैग्नेटाइट के काफी अंतर होते हैं जो इसके अयस्क ग्रेड को कम करते हैं। एनोरोथोसाइट पुंजक से इल्मेनाइट में अक्सर बड़ी मात्रा में कैल्शियम या मैग्नीशियम होता है जो इसे क्लोराइड प्रक्रिया के लिए अनुपयुक्त बना देता है। इल्मेनाइट और रूटाइल अयस्क के सिद्ध भंडार का अनुमान 423 और 600 मिलियन टन टाइटेनियम डाइऑक्साइड के बीच है। सबसे बड़ा इल्मेनाइट जमा दक्षिण अफ्रीका, भारत, संयुक्त राज्य अमेरिका, कनाडा, नॉर्वे, ऑस्ट्रेलिया, यूक्रेन, रूस और कजाखस्तान में हैं। अतिरिक्त जमा बांग्लादेश, चिली, मैक्सिको और न्यूजीलैंड में पाए जाते हैं। 2011 में लगभग 1.3 मिलियन टन उत्पादन के साथ ऑस्ट्रेलिया दुनिया का सबसे बड़ा इल्मेनाइट अयस्क उत्पादक था, इसके बाद दक्षिण अफ्रीका, कनाडा, मोज़ाम्बिक, भारत, चीन, वियतनाम, यूक्रेन, नॉर्वे, मेडागास्कर और संयुक्त राज्य अमेरिका थे।

2010 में शीर्ष चार इल्मेनाइट और रूटाइल फीडस्टॉक उत्पादकों में रियो टिंटो समूह,  इलुका संसाधन ेज, एक्सक्सारो और  केनमेयर संसाधन ेज थे, जो सामूहिक रूप से दुनिया की 60% से अधिक आपूर्ति के लिए जिम्मेदार थे।

दुनिया की दो सबसे बड़ी ओपन कास्ट माइनिंग इल्मेनाइट खदानें हैं: प्रमुख खनिज रेत आधारित इल्मेनाइट खनन कार्यों में शामिल हैं:
 * मेरी गिनती करो सोकंडल, नॉर्वे में स्थित है, और 0.55 एमटीपीए क्षमता और 57 एमटी समाहित के साथ टिटानिया एएस (क्रोनोस वर्ल्डवाइड इंक. के स्वामित्व वाली) द्वारा संचालित है भंडार।
 * रियो टिंटो ग्रुप की लैक टियो खदान कनाडा में हावरे सेंट-पियरे, क्यूबेक के पास स्थित है, जिसकी क्षमता 3 एमटीपीए और 52 एमटी भंडार है।
 * दक्षिण अफ्रीका में रिचर्ड्स बे खनिज, जिसका बहुमत रियो टिंटो समूह के पास है।
 * मोज़ाम्बिक में केनमारे रिसोर्सेज की मोमा खदान।
 * इलुका रिसोर्सेज का ऑस्ट्रेलिया में माइनिंग ऑपरेशंस जिसमें मुर्रे बेसिन, एनेबा, वेस्टर्न ऑस्ट्रेलिया और कैपेल, वेस्टर्न ऑस्ट्रेलिया शामिल हैं।
 * केरल मिनरल्स एंड मेटल्स लिमिटेड (KMML), इंडियन रेअर अर्थ्स लिमिटेड (IRE), भारत में VV मिनरल माइन।
 * सेनेगल में TiZir Ltd. की Grande Cote खदान
 * QIT मेडागास्कर खनिज खदान, रियो टिंटो समूह के बहुमत के स्वामित्व वाली, जिसने 2009 में उत्पादन शुरू किया और इल्मेनाइट के 0.75 Mtpa का उत्पादन करने की उम्मीद है, जो भविष्य के चरणों में संभावित रूप से 2 Mtpa तक बढ़ जाएगा।

आकर्षक प्रमुख संभावित इल्मेनाइट जमा में शामिल हैं:
 * उत्तरी फिनलैंड के कोलारी में करहुजुपुक्का मैग्नेटाइट-इल्मेनाइट जमा, जिसमें लगभग 5 मिलियन टन भंडार और लगभग 6.2% टाइटेनियम युक्त अयस्क है।
 * पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया के पिलबरा  में बल्ला बल्ला मैग्नेटाइट-लौह-टाइटेनियम-वैनेडियम अयस्क जमा, जिसमें 456 मिलियन टन संचयी चट्टान अयस्क क्षितिज ग्रेडिंग 45% है, 13.7%  और 0.64% , ऑस्ट्रेलिया में सबसे अमीर मैग्नेटाइट-इल्मेनाइट अयस्क निकायों में से एक
 * द कोबर्न, डब्ल्यूआईएम 50, डगलस, ऑस्ट्रेलिया में Pooncarie  खनिज रेत के भंडार।
 * कनाडा के पूर्वी क्यूबेक में मैगपाई टिटानो-मैग्नेटाइट (लौह-टाइटेनियम-वैनेडियम-क्रोम) जमा लगभग 1 बिलियन टन है जिसमें लगभग 43% Fe, 12% TiO2 है।2, 0.4% वी2O5, और 2.2% सीआर2O3.
 * पूर्वोत्तर मिनेसोटा में लॉन्गनोज डिपॉजिट को उत्तरी अमेरिका में सबसे बड़ा और सबसे अमीर इल्मेनाइट डिपॉजिट माना जाता है।

चंद्र इल्मेनाइट
इल्मेनाइट चंद्रमा चट्टानों में पाया गया है, और आमतौर पर किम्बरलाइट एसोसिएशन के समान मैग्नीशियम में अत्यधिक समृद्ध होता है। 2005 में नासा ने हबल अंतरिक्ष सूक्ष्मदर्शी का उपयोग संभावित इल्मेनाइट-समृद्ध स्थानों का पता लगाने के लिए किया। यह खनिज एक अंतिम चंद्र आधार के लिए आवश्यक हो सकता है, क्योंकि इल्मेनाइट संरचनाओं के निर्माण और आवश्यक ऑक्सीजन निष्कर्षण के लिए लोहे और टाइटेनियम का स्रोत प्रदान करेगा।