Prezzo, occorrenza, estrazione e usi del rutilo
Il rutilo è un minerale frequente della classe minerale degli "ossidi e idrossidi" con la composizione chimica TiO2 e quindi, dal punto di vista chimico, il biossido di titanio.
Il rutilo cristallizza nel sistema cristallino tetragonale e sviluppa per lo più cristalli prismatici da corti a lunghi, a strisce verticali e molto spesso gemelli cristallini sotto forma di triplette polisintetiche, lamellari e cicliche, quadruple e sestine, ma anche aggregati minerali granulari o massicci. La maggior parte dei cristalli di rutilo ha una dimensione compresa tra pochi millimetri e pochi centimetri. Si possono trovare anche cristalli lunghi fino a 25 cm.[3]
Il colore dei cristalli per lo più trasparenti o traslucidi varia tra il marrone rossastro e il rosso intenso, ma può anche essere giallo dorato, bluastro o viola. Sono possibili anche colori di appannamento colorati. Le superfici dei cristalli hanno una lucentezza simile al diamante.
Etimologia e storia
Il rutilo fu descritto nel 1803 da Abraham Gottlob Werner, che chiamò il minerale in base al suo frequente colore rossastro dopo la parola latina rutilus per rosso o rossastro.
Fino al 1795, quando la sua composizione chimica divenne nota, il rutilo fu scambiato per un minerale del gruppo della tormalina.
classificazione
Nell'ottava edizione della classificazione dei minerali secondo Strunz, ormai superata dal 1982, il rutilo apparteneva alla classe minerale degli "ossidi e idrossidi" e ivi al dipartimento degli ossidi con la formula generale "MO8 e relativi composti" , dove prendeva il nome dalla Riga "rutilo" con il sistema n. IV/D.2 e gli altri membri cassiterite, plattnerite e varlamoffite.
Nell'ultimo elenco di minerali Lapis rivisto e aggiornato da Stefan Weiß nel 2018, che, per rispetto dei collezionisti privati e delle collezioni istituzionali, si basa ancora su questa sistematica classica di Karl Hugo Strunz, al minerale sono stati assegnati il sistema e il numero del minerale. IV/D.02-10, che nel “sistema Lapis” corrisponde al reparto “Ossidi con rapporto molare di metallo: ossigeno = 1: 2 (MO2 e affini)”.
La 2001a edizione della Sistematica mineraria di Strunz, valida dal 2009 e aggiornata dall'International Mineralogical Association (IMA) fino al 9, assegna anche il rutilo alla divisione di "Ossidi con rapporto molare di metallo: ossigeno = 1: 2 e comparabili". Tuttavia, questo viene ulteriormente suddiviso in base alla dimensione dei cationi coinvolti e alla struttura cristallina, in modo che il minerale sia classificato nella sottosezione “Con cationi di media grandezza; Si possono trovare catene di ottaedri concatenati ", dove prende anche il nome dal "gruppo rutilo" con il sistema n. 4.DB.05 e gli altri membri argutite, cassiterite, plattnerite, pyrolusite, tripuhyite, tugarinovite e varlamoffite.
La sistematica dei minerali secondo Dana assegna anche il rutilo alla classe degli "ossidi e idrossidi", ma inizialmente alla categoria degli "ossidi". Eccolo insieme a ilmenorutil, struverite, pyrolusite, cassiterite, plattnerite, argutite, squawcreekite e stishovite nel "gruppo rutilo (tetragonale: P42 / mnm)" con il sistema n. 04.04.01 che si trova nella sottosezione "Ossidi semplici con carica cationica di 4+ (AO2)".
struttura cristallina
La struttura del rutilo è un tipo di struttura frequente per i composti AB2 e, contrariamente alla struttura della fluorite, non si basa sull'impaccamento più vicino delle sfere. Gli anioni ossido sono disposti alla maniera di strati "esagonali" distorti e corrugati, con metà degli spazi ottaedrici tra loro occupati dai cationi di titanio, ma a causa della simmetria tetragonale questi strati corrugati non formano il più vicino imballaggio di sfere. La struttura cristallina può quindi essere meglio descritta come un impacchettamento di barre tetragonali di filamenti di ottaedri di condivisione dei bordi [TiO6] (secondo la notazione di Niggli: [TiO4 / 2O2 / 1]), che corrono paralleli all'asse c cristallografico. I trefoli sono ancora collegati tramite angoli comuni per formare una rete tridimensionale [TiO6 / 3], che in forma abbreviata risulta nella formula di somma TiO2. I cationi di titanio circondati ottaedricamente da atomi di ossigeno hanno quindi il numero di coordinazione 6, mentre gli anioni di ossido sono circondati da tre atomi di titanio in una disposizione planare trigonale leggermente distorta (numero di coordinazione 3).
Nella struttura del rutilo cristallizzano anche numerosi altri composti inorganici, inclusi gli ossidi NbO2, TaO2, MnO2 e SnO2, nonché i fluoruri CrF2, MnF2, FeF2, CoF2, NiF2, CuF2 e ZnF2.
Proprietà
Morfologia
Il rutilo forma spesso cristalli prismatici con uno spesso portamento da colonnare a fine ago, su cui predominano le forme piatte {110} e {010} e le cui facce cristalline sono parallele allungate e striate. Oltre a molte altre forme, esistono anche prismi ditetragonali.
Racchiuso in una forma da ago sottile a fibrosa, il rutilo è responsabile dell'asterismo (stella di luce) che si verifica negli zaffiri e nei rubini, tra le altre cose. Nelle inclusioni microscopiche, oltre all'ematite e ad altre inclusioni minerali, può enfatizzare i “cristalli fantasma” osservati soprattutto nel quarzo.
I gemelli si trovano generalmente nel rutilo, che si può formare secondo due leggi: Gemelli, triplette e multifilamenti polisintetici sono particolarmente comuni in forma lamellare o ciclica secondo (101), per cui gli individui si incontrano ad un angolo di 65 ° 35 . Caratteristici sono i gemelli a forma di ginocchio, a forma di visiera e a forma di V e persino le sestine che formano anelli chiusi. I gemelli secondo (301) a forma di cuore, i cui assi verticali si incontrano a 54 ° 44 , sono meno comuni. Entrambe le leggi possono anche verificarsi contemporaneamente e quindi formare un aggregato reticolare o reticolato, chiamato sagenite.
Colore
Il rutilo può presentarsi in diversi colori, ma il più delle volte si trova nei colori da bruno-rossastro a rosso e nero forti. Come inclusioni (inclusioni) in altri minerali - come il quarzo - anche il rutilo brilla di un forte colore giallo dorato e in questa forma è indicato come capelli di venere e viene spesso trasformato in pietre preziose. D'altra parte, i toni bluastri o viola appaiono raramente.
Proprietà chimiche e fisiche
Il rutilo è insolubile negli acidi e infusibile prima del tubo di saldatura. Nella sua forma pura è debolmente paramagnetico con una suscettività magnetica specifica (suscettibilità di massa) di 7,7 · 10−7 emu / Oe · mg, ma se contiene anche ferro diventa antiferromagnetico [4].
Modifiche e varietà.
Il rutilo è la più importante e unica modifica del biossido di titanio che è stabile alle alte temperature. Gli altri due sono anatasio e brookite.
La sagenite è chiamata una varietà di rutilo, che ha intercrescite piatte, reticolate a reticolo di gemelli di rutilo sottile aghiformi. È anche noto come intercrescita epitassiale (orientata).
Nigrin è il nome di un rutilo nero e ferroso.
Istruzione e luoghi
Condizioni educative
Come minerale ad alta temperatura e ad alta pressione, il rutilo forma sia magmatico che metamorfico e può essere trovato come componente accessorio in molte rocce, incluso come minerale di sapone nei sedimenti fluviali. Corrispondentemente, il rutilo può essere trovato in associazione con molti altri minerali, come adulara, albite, apatite, calcite, clorite, ilmenite, pirofillite, titanite e quarzo oltre alle altre modificazioni di TiO2 anatasio e brookite già menzionate. Con l'ematite, il rutilo forma anche aderenze epitassiali.
Il rutilo si trova nelle eclogiti ed è la fase Ti dominante negli anfiboliti di granato.
Posizioni
Come formazione minerale frequente, il rutilo può essere trovato in molti luoghi in tutto il mondo, con circa 5900 località documentate finora (a partire dal 2019).
Da segnalare la “Graves Mountain Mine” nella contea di Lincoln (Georgia), USA, dove sono venuti alla luce cristalli di dimensioni fino a 15 cm, per i suoi straordinari ritrovamenti minerali. Epitassie di ematite rutilo particolarmente belle sono note dalla “Gola di Cavradi” vicino a Sedrun nel cantone svizzero dei Grigioni e dal comune di Ibitiara nello stato brasiliano di Bahia. Inoltre, le inclusioni di rutilo sono spesso scoperte nel quarzo fumé a Ibitiara e nel comune di Itabira, che appartiene allo stato di Minas Gerais. Grandi gemelli di cristallo a forma di ginocchio o visiera fino a circa 7 cm di dimensione sono stati trovati a Golčův Jeníkov e Soběslav nella Repubblica Ceca. [9] Cristalli fino a 3 cm di diametro e 5 cm di lunghezza sono stati trovati nel deposito di Paragachay sul Monte Kapujuk, Repubblica Autonoma di Nakhichevan in Azerbaigian.
In Germania, il rutilo è stato trovato principalmente in alcune regioni della Foresta Nera (Baden-Württemberg), nel Fichtelgebirge, nello Spessart, nella Foresta Bavarese e nell'Alto Palatinato (Baviera), nell'Assia, nella Bassa Sassonia, nel Siebengebirge del Nord Reno-Westfalia, nel Eifel (Renania-Palatinato), nel Saarland, nei Monti Metalliferi sassoni, Schleswig-Holstein e Turingia.
In Austria il minerale è stato trovato nel Burgenland, su fessure alpine in molte regioni della Carinzia, del Salisburghese e della Stiria, in alcune regioni della Bassa Austria e del Tirolo, nonché nell'Alta Austria e nel Vorarlberg.
In Svizzera, il rutilo si è verificato principalmente nelle fessure alpine dei Cantoni Grigioni, Ticino e Vallese.
Il rutilo potrebbe essere trovato anche in campioni di roccia della dorsale medio-atlantica e della dorsale indiana sudoccidentale e al di fuori della Terra sulla luna, più precisamente negli altopiani di Fra Mauro.
I maggiori paesi produttori
A livello mondiale, le riserve minerarie per i più importanti minerali di titanio, lmenite e rutilo, sono stimate a 692,58 milioni di tonnellate, con le maggiori concentrazioni regionali in Cina con il 28,9%, in Australia con il 17,0% e in India con il 13,3% (a novembre 2014).
Utilizzare
Con un contenuto di metallo di circa il 60%, il rutilo è il minerale di titanio più importante dopo l'ilmenite.
Il biossido di titanio nella modifica del rutilo viene utilizzato come pigmento bianco a causa della sua elevata rifrazione. Inoltre, serve da solo o in combinazione con la cellulosa come rivestimento per elettrodi per saldatura ad arco, che migliora la saldatura o la rende possibile in primo luogo.
Grazie alle sue proprietà di semiconduttore, il rutilo viene utilizzato nelle celle solari a coloranti, le cosiddette celle di Grätzel. Il suo band gap è di circa 3,0 eV, quindi può assorbire la luce con una lunghezza d'onda inferiore a circa 400 nm.
Come un gioiello
Il rutilo naturale viene trasformato in gemme solo occasionalmente dai collezionisti, poiché di solito forma cristalli troppo piccoli. Il rutilo sintetico, d'altra parte, è stato venduto con il nome commerciale "Titania" o "Diamonite" (da non confondere con la diamondite!) Come imitazione del diamante dal 1948, per cui supera anche la sua lucentezza di sei volte più alta dispersione (fuoco).
Sono popolari anche gli aghi di rutilo racchiusi in altri minerali, che oltre alla lucentezza dorata forniscono anche vari effetti ottici come l'asterismo (riflessi di luce a forma di stella) e il chatoyance (effetto occhio di gatto).
Prezzo rutilo
