Titanomagnetiitin koostumus, esiintyminen ja teollinen käyttö
Titanomagnetiitti on yksi arvokkaimmista mineraaleista. Sitä tuotetaan enimmäkseen perus- tai ultraemäksisissä kivikappaleissa ja se sisältää laajan valikoiman mineraaleja, mukaan lukien titaania, rautaa, kromioksideja, erilaisia silikaattimineraaleja ja pienen määrän rikkiä, arseeniyhdisteitä ja fosfaattimineraaleja. Titaanimagnetiitilla on monipuolinen mineraalikoostumus. Ilmeniitti ja titaanimagnetiitti ovat yleisimpiä malmista löytyviä arvomineraaleja. Lisäksi se saattaa sisältää myös magnetiittia, hematiittia ja sulfidia.
Titaanimagnetiitin tapahtuma on normaalisti levymuovattua ja pylväsmäistä ilmeniittiä ja kankaasta muodostettua ilmeniittiä jalokiveä istutettuna magnetiitin rakeisiin, ja sen ominaisuudet ovat kuin magnetiitin. Tällä mineraalilla on merkittävä teollinen arvo ja sitä tuotetaan enimmäkseen magmaesiintymissä. Se on pääasiallinen mineraaliraaka-aine metallisen titaanin ja raudan jalostukseen, ja sitä käytetään pääasiassa sienititaanin ja titaanidioksidin valmistukseen.
Kemiallisen koostumuksensa suhteen titaanimagnetiittia kutsutaan ilmeniitiksi, kun TiO2-pitoisuus on suurempi tai yhtä suuri kuin 25 %, kun taas titaanimagnetiittia kutsutaan TiO2-pitoisuudeksi alle 25 %. Sitä kutsutaan vanadiini-titaanimagnetiitiksi, jos se sisältää lisää titaania ja vanadiinia. Titanomagnetiitti ja vanadiini-titaanimagnetiitti muodostavat vahvan järjestelyn korkeassa lämpötilassa ja hajoavat lämpötilan laskiessa. Optisessa segmentissä on hyvin havaittavissa, että ilmeniitin pieni suunnattu kasvu magnetiittirakeissa kiertää usein magnetiitin, jota kutsutaan ilmeniitti-rautamagnetiitiksi, oktaederisiä katkoja pitkin.
Titaanimagnetiittimetallilla on vahva järjestelyn hajoamisrakenne. Suurin osa sen mineraaleista on kuomua, ja magnetiitti Fe3O4 ja ilmeniitti FeTiO3 voivat sisältää myös pienen määrän hematiittia Fe2O3. Vanadiinia esiintyy pääasiassa magnetiitissa V3+-muodossa syrjäyttäen osan Fe3+:sta. Vanadiinioksidin V2O3 aine mineraalissa on pääosin 0.2-0,4 %, ja muutamilla metalleilla aine on suurempi 1.4-1,9 %. Rautalaatu vaihtelee välillä 15-55 prosenttia ja TiO2-pitoisuus 15-25 prosenttia.
Titaanimagnetiittia esiintyy monissa paikoissa ympäri maailmaa, lähinnä Kiinassa, Venäjällä, Etelä-Afrikassa, Yhdysvalloissa, Kanadassa, Norjassa, Suomessa, Ruotsissa, Intiassa, Australiassa ja Uudessa-Seelannissa. Sichuanin Panzhihuassa sijaitsevalla vanadiini-titaanimagnetiittiesiintymällä, joka on yksi maailman tunnetuimmista ilmeniitin tuotantoalueista, on Kiinassa merkittäviä ilmeniittivarantoja. Sichuanin rautamalmivarantojen päätyyppi ovat vanadiini-titaanimagnetiittiesiintymät, jotka ovat osa myöhäistä magmaattista esiintymää. Kaupat edustavat yli 85 % alueen absoluuttisista rautametallivarastoista ja ovat kolmannella sijalla maan rautamineraalivarastoissa.
Myös titaanimagnetiitin rikastus- ja sulatustekniikka kehittyy jatkuvasti. Tyypillisesti vanadiini-titaanimagnetiittikonsentraatin erottamiseen käytetään magneettierotusta, jolloin titaanimagnetiitti toimii ensisijaisena talteenottokohteena. Flotaatiota, painovoimaerotusta, voimakasta magneettierotusta, painovoimaerotusta, vaahdotusta ja muita tekniikoita käytetään sitten ilmeniitin talteenottamiseksi rikastushiekkasta ilmeniittirikasteen tuottamiseksi. Flotaatiota käytetään tyypillisesti rikin talteenottoon raudanvalintaprosessissa. Talteen otettua vanadiini-rautamagnetiittirikastetta käytetään ensisijaisesti raudan ja vanadiinin uuttamiseen; rautamalmirikastetta käytetään ensisijaisesti sienititaanin ja titaanidioksidin valmistukseen; sulfidirikastetta käytetään ensisijaisesti koboltin, nikkelin ja niiden oksidien talteenottoon; ja raudan ja vanadiinin talteenottoprosessi johtaa myös arvokkaiden alkuaineiden, kuten skandiumin ja galliumin, talteenottoon.
