המשקל הסגולי של עפרת טיטנומגנטיט: צפיפות ומשקל

עפרות טיטנומגנטיט הן תצורות טבעיות המכילות מינרלי עפרה ותכלילים נוספים שונים. המינרלים העיקריים בעפרות אלה הם:

• מגנטיט Fe3O4,

• טיטנומגנטיט Fe2+(Fe3+,Ti)2O4,

• אילמניט FeTiO3,

• סיליקטים שונים.

לטיטנומגנטיט ולמגנטיט תכונות מגנטיות מובהקות; אילמניט נמשך בדרך כלל למגנט במידה חלשה בהרבה, ולכן בתהליך העשרת העפרה מביאים בחשבון את ההבדלים בסוספטיביליות המגנטית.

עפרות אלה מסווגות לפי הרכבן. מבחינים ב:

• עפרות מסיביות — מורכבות מגרגרי מגנטיט ובהם תכלילים לוחיים של אילמניט וטיטנומגנטיט;

• עפרות מפוזרות — מורכבות מתכלילי טיטנומגנטיט ומגנטיט המפוזרים באופן אחיד פחות או יותר בתוך מסת הסיליקטים.

מבחינת הכרייה, העפרות המסיביות עשירות יותר באופן טבעי, משום שתכולת המינרלים השימושיים העיקריים בהן, ברזל וטיטניום, גבוהה בהרבה מזו שבעפרות המפוזרות. מבחינים גם בעפרות שעיקרן ברזל ובעפרות שעיקרן טיטניום.

המינרלים העיקריים בעפרת טיטנומגנטיט

טיטנומגנטיט הוא סוג של מגנטיט המכיל טיטניום או תמיסה מוצקה המבוססת עליו. נוסף על ברזל הוא מכיל תחמוצות טיטניום וזיהומים שונים, כגון ונדיום, אלומיניום וגרמניום. זהו מינרל שחור, גרגירי או בעל גבישים אוקטהדרליים.

אילמניט הוא מינרל שחור בעל פס חום אופייני וברק מתכתי. הוא יוצר גבישים לוחיים ומופיע כמסות גרגיריות או כהצטברויות רציפות. בתנאים רגילים אין לו תכונות מגנטיות.

מגנטיט, או אבן ברזל מגנטית, הוא מינרל שחור ואטום בעל ברק מתכתי או שומני; קיימות גם דגימות בעלות ברק עמום. זהו חומר פרומגנטי חזק המסוגל לשנות את קריאת המצפן.

הרכב ומרבצים של עפרות טיטנומגנטיט

ההרכב הכימי של עפרות טיטנומגנטיט עשוי להיות מגוון מאוד. נוסף על הרכיבים העיקריים, העפרה יכולה לכלול צורן, ונדיום, אלומיניום, כרום, מגנזיום, סידן, קובלט, גופרית, ניקל, ארסן ואפילו יסודות נדירים כגון טנטלום, פלטינה, זהב, נחושת, ניוביום ואחרים.

לעפרות טיטנומגנטיט המכילות ונדיום חשיבות רבה בכרייה תעשייתית. הן נוצרות בסלעים אולטרה־בסיסיים ובסיסיים ומתאפיינות בתכולה גבוהה של ונדיום וטיטניום. המאגרים הגדולים ביותר של סוג עפרה תעשייתי זה נמצאים בסין, ברוסיה, בקנדה, בנורווגיה, בדרום אפריקה ובארצות הברית, ומרבצים עשירים למדי קיימים גם בפינלנד ובברזיל. באוסטרליה, בהודו ובכמה מדינות חוף באפריקה נמצאו מרבצי חול של עפרות טיטנומגנטיט.

משקל ושימוש בעפרות טיטנומגנטיט

למרבצים שונים הרכב ותכונות פיזיקליות שונים. צפיפותם של הרכיבים המינרליים הצפופים בעפרת טיטנומגנטיט נמצאת בקירוב בטווח 4,8-5,3 גרם/סמ״ק. הצפיפות בתפזורת של עפרה גרוסה עשויה להיות נמוכה יותר בשל חללים בין הגושים, לחות והתפלגות גודל הגרגרים. ערכי המשקל הסגולי של הרכיבים העיקריים מוצגים בטבלה.

טבלת המשקל הסגולי והצפיפות של עפרת טיטנומגנטיט

מרבצי טיטנומגנטיט מפותחים לשם הפקת Fe,‏ Ti,‏ V וכמה מינרלים שימושיים נלווים, ובהם מתכות יקרות ונדירות.