Cena rutilu, výskyt, těžba a použití
Rutil je často se vyskytující minerál z minerální třídy "oxidů a hydroxidů" s chemickým složením TiO2 a tedy chemicky řečeno oxid titaničitý.
Rutil krystalizuje v tetragonální krystalové soustavě a vyvíjejí se většinou krátké až dlouhé prizmatické, svisle pruhované krystaly a velmi často krystalová dvojčata ve formě polysyntetických, lamelárních a cyklických tripletů, čtveřic a šestinečků, ale i zrnité až masivní minerální agregáty. Většina krystalů rutilu má velikost mezi několika milimetry a několika centimetry. Bylo možné nalézt i krystaly dlouhé až 25 cm [3].
Barva většinou průhledných až průsvitných krystalů se pohybuje mezi červenohnědou a silně červenou, ale může být také zlatožlutá, namodralá nebo fialová. Možné jsou i barevné matné barvy. Povrchy krystalů mají diamantový lesk.
Etymologie a historie
Rutil popsal v roce 1803 Abraham Gottlob Werner, který minerál pojmenoval na základě jeho často se vyskytující načervenalé barvy podle latinského slova rutilus pro červený nebo načervenalý.
Až do roku 1795, kdy vešlo ve známost jeho chemické složení, byl rutil mylně považován za minerál skupiny turmalínu.
klasifikace
V 1982. vydání klasifikace minerálů podle Strunze, která je od roku 8 neaktuální, patřil rutil do minerální třídy "oxidy a hydroxidy" a tam do oddělení oxidů s obecným vzorcem "MO2 a příbuzné sloučeniny" , kde byl pojmenován po "rutilovém" Row "se systémem č. IV / D.02 a ostatní členové kassiterit, plattnerit a varlamoffit.
V posledním revidovaném a aktualizovaném adresáři minerálů Lapis od Stefana Weiße v roce 2018, který z ohledu na soukromé sběratele a institucionální sbírky stále vychází z této klasické systematiky Karla Huga Strunze, byl minerálu přidělen systém a číslo minerálu. IV / D.02-10, což v "systému Lapis" odpovídá oddělení "Oxidy s molárním poměrem kov: kyslík = 1: 2 (MO2 a příbuzné)".
2001. vydání Strunzovy minerální systematiky, platné od roku 2009 a aktualizované Mezinárodní mineralogickou asociací (IMA) do roku 9, přiřazuje rutil také k rozdělení „Oxidy s molárním poměrem kov: kyslík = 1:2 a srovnatelné“. To se však dále dělí podle velikosti obsažených kationtů a krystalové struktury, takže minerál je klasifikován v podsekci „Se středně velkými kationty; Řetězce hraně spojených oktaedrů "lze nalézt, kde je také pojmenován podle" rutilové skupiny "se systémem č. 4.DB.05 a ostatní členové argutit, kassiterit, plattnerit, pyrolusit, tripuhyit, tugarinovit a varlamoffit.
Systematika minerálů podle Dany zařazuje rutil také do třídy „oxidů a hydroxidů“, zpočátku však do kategorie „oxidy“. Zde je spolu s ilmenorutilem, struveritem, pyrolusitem, kassiteritem, plattneritem, argutitem, squawcreekitem a stishovitem ve „skupině rutilu (tetragonální: P42 / mnm)“ se systémem č. 04.04.01 naleznete v podsekci "Jednoduché oxidy s kationtovým nábojem 4+ (AO2)".
krystalová struktura
Rutilová struktura je často se vyskytujícím typem struktury sloučenin AB2 a na rozdíl od fluoritové struktury není založena na nejbližším uspořádání kuliček. Oxidové anionty jsou uspořádány na způsob zdeformovaných a zvlněných "šestihranných" vrstev, přičemž polovinu oktaedrických mezer mezi nimi zabírají kationty titanu, ale díky tetragonální symetrii tyto zvlněné vrstvy netvoří nejbližší kouli. Krystalovou strukturu lze tedy lépe popsat jako čtyřúhelníkovou tyčovinu z vláken oktaedrů s hranou sdílení [TiO6] (podle Niggliho notace: [TiO4 / 2O2 / 1]), které probíhají rovnoběžně s krystalografickou osou c. Řetězce jsou stále spojeny prostřednictvím společných rohů a tvoří trojrozměrnou síť [TiO6 / 3], která ve zkrácené formě vede k součtovému vzorci TiO2. Titanové kationty obklopené oktaedricky atomy kyslíku tak mají koordinační číslo 6, zatímco oxidové anionty jsou obklopeny třemi atomy titanu v mírně deformovaném trigonálním plošném uspořádání (koordinační číslo 3).
Ve struktuře rutilu krystalizuje také řada dalších anorganických sloučenin, včetně oxidů NbO2, TaO2, MnO2 a SnO2 a také fluoridů CrF2, MnF2, FeF2, CoF2, NiF2, CuF2 a ZnF2.
Eigenschaften
Morphologie
Rutil často tvoří prizmatické krystaly se silným sloupcovým až jemným jehličkovým habitem, na kterých převládají ploché tvary {110} a {010} a jejichž krystalové plochy jsou rovnoběžně protaženy a pruhovány. Kromě mnoha dalších tvarů existují i ditetragonální hranoly.
Rutil, uzavřený v jemnojehlové až vláknité formě, je zodpovědný za asterismus (světelná hvězda), který se vyskytuje mimo jiné v safírech a rubínech. V mikroskopických inkluzích může kromě hematitu a dalších minerálních inkluzí zdůraznit „fantomové krystaly“ pozorované zejména v křemeni.
Dvojčata se obecně vyskytují v rutilu, který může vzniknout podle dvou zákonů: Dvojčata, triplety a polysyntetická multifilamenta jsou zvláště běžná v lamelární nebo cyklické formě podle (101), kdy se jedinci setkávají pod úhlem 65° 35′. Charakteristická jsou dvojčata ve tvaru kolena, hledí a tvaru V a dokonce šestinedělí, která tvoří uzavřené prstence. Méně obvyklá jsou dvojčata podle (301) ve tvaru srdce, jejichž svislé osy se setkávají v 54° 44′. Oba zákony se také mohou vyskytovat současně a tvořit tak mřížkovitý nebo síťovaný agregát, který se nazývá sagenit.
Barva
Rutil se může vyskytovat v různých barvách, ale nejčastěji se vyskytuje v červenohnědých až výrazně červených a černých barvách. Jako inkluze (inkluze) v jiných minerálech - např. křemene - se rutil leskne také silnou zlatožlutou barvou a v této podobě je označován jako venušiny chlupy a je často zpracováván do drahých kamenů. Namodralé nebo fialové tóny se naopak objevují zřídka.
Chemické a fyzikální vlastnosti
Rutil je nerozpustný v kyselinách a netavitelný před pájecí trubicí. Ve své čisté formě je slabě paramagnetický se specifickou magnetickou susceptibilitou (hmotnostní susceptibilitou) 7,7 · 10−7 emu / Oe · mg, ale pokud obsahuje i železo, stává se antiferomagnetickým [4].
Modifikace a odrůdy.
Rutil je nejdůležitější a jediná modifikace oxidu titaničitého, která je stabilní při vysokých teplotách. Další dva jsou anatas a brookite.
Sagenit se nazývá odrůda rutilu, která má ploché, síťované až mřížkovité srůsty jehličkovitých jemných rutilových dvojčat. Je také známý jako epitaxní (orientovaný) srůst.
Nigrin je název železnatého, černého rutilu.
Vzdělání a umístění
Vzdělávací podmínky
Jako vysokoteplotní a vysokotlaký minerál tvoří rutil magmatický i metamorfní a lze jej nalézt jako doplňkovou složku v mnoha horninách, včetně mýdlového minerálu v říčních sedimentech. Odpovídajícím způsobem lze rutil nalézt ve spojení s mnoha dalšími minerály, jako je adulara, albit, apatit, kalcit, chlorit, ilmenit, pyrofylit, titanit a křemen, kromě již zmíněných dalších modifikací TiO2 anatasu a brookitu. S hematitem tvoří rutil také epitaxní adheze.
Rutil se vyskytuje v eklogitech a je dominantní Ti fází v granátových amfibolitech.
Místa
Jako častý nerostný útvar lze rutil nalézt na mnoha místech po celém světě, přičemž dosud bylo zdokumentováno přibližně 5900 lokalit (stav k roku 2019).
Díky mimořádným nálezům minerálů stojí za zmínku „Graves Mountain Mine“ v Lincoln County (Georgia), USA, kde se na světlo dostaly krystaly o velikosti až 15 cm. Zvláště krásné rutilové hematitové epitaxe jsou známy z „Cavradi Gorge“ poblíž Sedrunu ve švýcarském kantonu Graubünden a obce Ibitiara v brazilském státě Bahia. Kromě toho jsou rutilové inkluze často objeveny v kouřovém křemeni v Ibitiaře a v obci Itabira, která patří do státu Minas Gerais. Velká křišťálová dvojčata ve tvaru kolena nebo hledí o velikosti až 7 cm byla nalezena v Golčově Jeníkově a Soběslavi v České republice [9]. Krystaly o průměru až 3 cm a délce 5 cm byly nalezeny v nalezišti Paragachay na hoře Kapujuk, autonomní republika Nakhichevan v Ázerbájdžánu.
V Německu se rutil vyskytoval především v některých oblastech Černého lesa (Bádensko-Württembersko), ve Fichtelgebirge, Spessart, Bavorském lese a Hornofalckém lese (Bavorsko), v Hesensku, Dolním Sasku, v Severním Porýní-Vestfálsku Siebengebirge, tzv. Eifel (Porýní-Falc), v Sársku, v saských Krušných horách, Šlesvicku-Holštýnsku a Durynsku.
V Rakousku byl minerál nalezen v Burgenlandu, na alpských puklinách v mnoha oblastech Korutan, Salcburku a Štýrska, v některých oblastech Dolního Rakouska a Tyrolska, jakož i v Horním Rakousku a Vorarlbersku.
Ve Švýcarsku se rutil vyskytoval především na alpských puklinách v kantonech Graubünden, Ticino a Wallis.
Rutil lze nalézt také ve vzorcích hornin ze Středoatlantického hřbetu a Jihozápadního Indického hřbetu a mimo Zemi na Měsíci, přesněji ve vysočině Fra Mauro.
Největší producentské země
Celosvětově se zásoby těžby nejdůležitějších titanových minerálů lmenit a rutil odhadují na 692,58 milionů tun, přičemž největší regionální koncentrace jsou v Číně s 28,9 %, Austrálii s 17,0 % a Indii s 13,3 % (stav k listopadu 2014).
Verwendung
S obsahem kovu kolem 60 % je rutil po ilmenitu nejdůležitějším titanovým minerálem.
Oxid titaničitý v rutilové modifikaci se pro svůj vysoký lom používá jako bílý pigment. Kromě toho slouží samostatně nebo ve spojení s celulózou jako obal elektrod pro obloukové svařování, což svařování zlepšuje nebo především umožňuje.
Díky svým polovodičovým vlastnostem se rutil používá v barvivových solárních článcích, tzv. Grätzelových článcích. Jeho zakázané pásmo je kolem 3,0 eV, takže může absorbovat světlo s vlnovou délkou menší než kolem 400 nm.
Jako klenot
Přírodní rutil jen příležitostně sběratelé zpracovávají na drahé kameny, protože většinou tvoří příliš malé krystaly. Syntetický rutil se naproti tomu prodává pod obchodním názvem „Titania“ nebo „Diamonite“ (neplést s diamantitem!) Jako imitace diamantu od roku 1948, čímž dokonce převyšuje svůj lesk šestkrát vyšší disperzí. (oheň).
Oblíbené jsou i rutilové jehlice uzavřené v jiných minerálech, které kromě zlatého lesku poskytují i různé optické efekty jako asterismus (hvězdovité odlesky světla) a chatoyance (efekt kočičího oka).
Cena rutilu
