الوزن النوعي لخام التيتانومغنتيت: الكثافة والوزن
خامات التيتانومغنتيت تكوينات طبيعية تضم معادن مكوّنة للخام وتضمينات إضافية مختلفة. وأهم معادنها:
-
المغنتيت Fe3O4،
-
التيتانومغنتيت Fe2+(Fe3+,Ti)2O4،
-
الإلمنيت FeTiO3،
-
سيليكات مختلفة.
للتيتانومغنتيت والمغنتيت خصائص مغناطيسية واضحة، بينما يكون تمغنط الإلمنيت أضعف عادة، لذلك تُراعى فروق القابلية المغناطيسية عند إثراء الخام.
تُصنف الخامات بحسب التركيب إلى:
-
متصلة، تتكون من حبيبات المغنتيت بتضمينات صفائحية من الإلمنيت والتيتانومغنتيت؛
-
مبعثرة، تتكون من تضمينات التيتانومغنتيت والمغنتيت الموزعة بانتظام متفاوت داخل كتلة السيليكات.
وتكون الخامات المتصلة أغنى من حيث التطوير، لأن محتوى الحديد والتيتانيوم فيها أعلى بكثير. كما توجد خامات يغلب عليها الحديد وأخرى يغلب عليها التيتانيوم.
المعادن الأساسية لخام التيتانومغنتيت
التيتانومغنتيت نوع من المغنتيت يحتوي على التيتانيوم أو محلول صلب قائم عليه. ويضم إلى جانب الحديد أكاسيد التيتانيوم وشوائب مختلفة من الفاناديوم والألومنيوم والجرمانيوم وغيرها. وهو معدن أسود حبيبي أو في صورة بلورات ثمانية السطوح.
الإلمنيت معدن أسود ذو مخدش بني مميز وبريق معدني. ويكوّن بلورات صفائحية ويوجد كتلًا حبيبية أو تجمعات متصلة، ولا يمتلك خصائص مغناطيسية في الظروف العادية.
المغنتيت، أو حجر الحديد المغناطيسي، معدن أسود معتم ذو بريق معدني أو دهني، وقد يكون مطفيًا. وهو مادة حديدية مغناطيسية قوية قادرة على تغيير قراءة البوصلة.
تركيب الرواسب ومواقعها
قد يكون التركيب الكيميائي شديد التنوع. وإلى جانب المكونات الأساسية، قد يحتوي الخام على السيليكون والفاناديوم والألومنيوم والكروم والمغنيسيوم والكالسيوم والكوبالت والكبريت والنيكل والزرنيخ، بل التنتالوم والبلاتين والذهب والنحاس والنيوبيوم النادرة وغيرها.
تكتسب الخامات الحاوية على الفاناديوم أهمية صناعية. وتتكون في الصخور فوق القاعدية والقاعدية، وتتميز بمحتوى مرتفع من الفاناديوم والتيتانيوم. وتوجد أكبر الاحتياطيات الصناعية في الصين وروسيا وكندا والنرويج وجنوب أفريقيا والولايات المتحدة، ورواسب غنية في فنلندا والبرازيل. كما وُجدت رواسب رملية في أستراليا والهند وبعض البلدان الساحلية الأفريقية.
وزن الخام واستخدامه
تختلف الرواسب في التركيب والخصائص الفيزيائية. وتتراوح كثافة المكونات المعدنية الكثيفة تقريبًا بين 4,8 و5,3 غ/سم³. وقد تقل الكثافة الظاهرية للخام المكسر بسبب الفراغات والرطوبة والتوزيع الحبيبي. وترد قيم المكونات في الجدول.
جدول الوزن النوعي وكثافة خام التيتانومغنتيت
| اسم المعدن | الصيغة الكيميائية | الصلادة على موس | الكثافة (غ/سم³) | الوزن النوعي للمتر المكعب (كغ) | وزن 1 م³ (طن) |
|---|---|---|---|---|---|
| المغنتيت | Fe3O4 | 5,5–6 | 4,9–5,2 | 4900–5200 | 4,9–5,2 |
| التيتانومغنتيت | Fe2+(Fe3+,Ti)2O4 | 5–5,5 | 4,8–5,3 | 4800–5300 | 4,8–5,3 |
| الإلمنيت | FeTiO3 | 5–6 | 4,72 | 4720 | 4,72 |
تُستخرج الرواسب للحصول على Fe وTi وV وعدد من المعادن المفيدة المصاحبة، ومنها المعادن النفيسة والنادرة.
الأسئلة الشائعة
كم يزن 1 م³ من خام التيتانومغنتيت؟
تورد المقالة للمكونات المعدنية الكثيفة قيمة تقريبية تبلغ 4,8-5,3 طن/م³. وقد يكون الوزن الظاهري للخام المكسر أقل بسبب الفراغات والرطوبة.
لماذا لا توجد صيغة ثابتة واحدة للتيتانومغنتيت؟
يُعد عادة مغنتيتًا حاويًا على التيتانيوم أو محلولًا صلبًا من المغنتيت والأولفوسبينيل، ولذلك يتغير التركيب بحسب الحقل.
ما المكونات المهمة في الخام؟
أهم المكونات الصناعية الحديد والتيتانيوم، وغالبًا الفاناديوم. كما يؤثر الإلمنيت والمغنتيت والصخر السيليكاتي والشوائب المصاحبة في الكثافة والقيمة.