Wikipedia

Ero sivun ”Ilmeniitti” versioiden välillä

Selaa historiaa interaktiivisesti
[katsottu versio][arvioimaton versio]
← Vanhempi muutosUudempi muutos →
Poistettu sisältö Lisätty sisältö
VisuaalinenWikiteksti
Arla (keskustelu | muokkaukset)
seulojat
39 170 muokkausta
p fix
korjasin kirjoitusvirheitä ja paransin kieliasua
Rivi 39:
'''Ilmeniitti''' eli rautatitaanioksidi, (FeTiO<sub>3</sub>) on tärkein ja louhituin [[Mineraali|titaanimineraali]], josta yli 90 prosenttia käytetään [[pigmentti]]teollisuudessa.<ref name="GUT">Güther et al. 2005</ref> Se on väriltään tummaa. Sen tärkein käyttö on valkoisen, [[inertia|inertin]] [[titaanidioksidi]]pigmentin valmistaminen.<ref name="MF">Murphy & Frick 2006</ref>
 
Ilmeniitti nimettiin vuonna 1827 Etelä-Uralilla Venäjällä sijaitsevien [[Ilmenvuoret|Ilmenvuorten]] mukaan. Se on yleinen aksessorinen mineraali monissa [[Metamorfinen kivilaji|metamorfosissametamorfisissa kivissä]] ja [[magmakivi]]ssä.<ref>Murphy & Frick 2006, s. 987</ref>
 
Ilmeniittiesiintymiä on [[gabro]]jen ja [[anortosiitti]]en yhteydessä niin kutsuttujen [[vanadiini]]-[[titaani]]-[[rautamalmi|rautarautamalmien]]-malmien muodossa. Lisäksi ilmeniittiä louhitaan [[upamalmi]]en muodossa esimerkiksi merenrannoilta ja dyyneiltä. Tärkeimmät ilmeniittiesiintymät ovat [[Australia]]ssa, [[Etelä-Afrikka|Etelä-Afrikassa]], [[Kanada]]ssa ja [[Norja]]ssa.<ref>{{Kirjaviite|Tekijä = David C. Cook, Wendy L. Kirk|Suomentaja = Kalle Taipale|Julkaisija = Gummerus|Nimeke = Mineraalit ja jalokivet|Viitattu = 18.11.2013|Selite = Suomeksi julkaissut Gummerus Kustannus Oy|Sivu = 98|Luku = Ilmeniitti|Vuosi = 2009|Kieli = |Isbn = 978-951-20-8083-0}}</ref> Suomessa ilmeniittiä on louhittu [[Otanmäen kaivos|Otanmäeltä]] Vuolijoelta, mutta kaivos suljettiin 1980-luvulla.<ref name="PAP">Papunen et al. 1986</ref> Ilmeniittiä esiintyy myös [[Kuu]]ssa, ja onkin esitetty, että mahdollisten [[kuusiirtokunta|kuusiirtokuntien]] [[happi|hapen]] tarve voitaisiin tyydyttää esimerkiksi ilmeniittiä [[pelkistäminen|pelkistämällä]].
 
Maankuoresta noin prosentti on titaania, joten se ei ole erityisen harvinainen metalli, mutta vain [[titaanioksidi]]mineraaleilla on kaupallista arvoa. Rikkaiden ja titaanipitoisuudeltaan korkeiden esiintymien harvinaistuessa on siirrytty yhä enemmän kemiallisiin ja [[metallurgia|metallurgisiin]] [[rikastus]]tapoihin, joilla ilmeniitin titaanidioksidipitoisuutta voidaan nostaa. Titaanidioksidipitoisuudeltaan korkeat jalosteet muodostavat nykyisin suuren osan titaaniraaka-aineiden markkinoista.<ref name="MF"/>
Rivi 47:
== Ilmeniitin ominaisuudet ==
=== Fysikaalis-kemialliset ominaisuudet ===
Ilmeniitin eli rautatitaanioksidin kemiallinen kaava on FeTiO<sub>3</sub>, joka merkitään usein myös FeO*TiO<sub>2</sub>. Yhdisteen painosta 36,8 prosenttia on [[rauta]]a, 31,6 prosenttia [[titaani]]a ja 31,6 prosenttiprosenttia [[Happi|happea]], mutta käytännössä luonnon ilmeniitissä on aina muitakin alkuaineita. Rauta voi esiintyä ilmeniitissä kolmiarvoisessa muodossa (Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-muodossa) ja rautaa voivat korvata esimerkiksi kaksiarvoinen [[mangaani]], [[magnesium]] tai [[kromi]]. Yleisesti puhutaan ilmeniitistä, jos se sisältää 35–65 prosenttia [[titaanidioksidi]]a.<ref>Murphy & Frick 2006, s. 988</ref> Ilmeniitti kuuluu ilmeniittiryhmän mineraaleihin, ja se muodostaa [[Isomorfinen seossarja|isomorfisen seossarjan]] (engl. ''solid solution'') [[hematiitti|hematiitin]] kanssa yli 1&nbsp;050 °C:ssa.<ref name="NES"/> Se muodostaa seossarjan myös [[geikieliitti|geikieliitin]] (MgTiO<sub>3</sub>) kanssa.<ref name="HYT"/>
 
Ilmeniitti voidaan esittää TiO<sub>2</sub>-Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-FeO–faasidiagrammissaFeO-faasidiagrammissa, joskin epäpuhtauksien vuoksi sen tarkka alue on määrittelykysymys. Amerikkalaisen geologin [[Arthur Francis Buddington]]in vuonna 1996 kehittämän ja sittemmin vakiintuneen nimeämisohjeen mukaisesti ilmeniitin ja sen variaatioiden määrittely tehdään [[faasidiagrammi]]ssa seuraavasti<ref name="MF988">Murphy & Frick 2006, s. 988</ref>:
 
* varsinaisessa ilmeniittissäilmeniitissä on alle 6 % rautaoksidia kolmiarvoisessa muodossa (Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>)
* 6–13 % rautaoksidia kolmiarvoisessa muodossa sisältävää ilmeniittiä kutsutaan ferri-ilmeniitiksi (engengl. ''ferrian-ilmenite'')
* ilmeno-alkuliite lisätään titaanioksidia yli 5 % mutta alle 50 % sisältävään magnetiittiin tai hematiittiin, esimerkiksi ilmenohematiitti (engengl. ''titano-hematite'')
* muuttuneeksi ilmeniitiksi ({{k-en|altered ilmenite}}) kutsutaan ilmeniittiä sisältäviä yhdisteitä, joiden kemiallinen koostumus on ilmeniitin ja pseudorutiilin (Fe<sub>2</sub>Ti<sub>3</sub>O<sub>9</sub> tai Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>*3TiO<sub>2</sub>) väliltä. Jos mineraalin titaanidioksidipitoisuus on yli 70 %, sitä kutsutaan [[leukokseeni]]ksi.
 
Rivi 62:
=== Optiset ominaisuudet ja kiderakenne ===
[[Kuva:Ilmenite.GIF|thumb|Ilmeniitin kiderakenne. Punaiset pallot ovat happiatomeita, siniset titaaniatomeita ja keltaiset rauta-atomeita.]]
Ilmeniitti on [[Kiderakenne|kiderakenteeltaan]] trigoninen, eli romboedrinen, opaakki mineraali, jossa esiintyy lamellikaksostusta. Mineraalin kiteet ovat paksuja levyjä, mutta se esiintyy myös massiivisena, lamellisena, tiiviinä ja hiekkamaisina rakeina. Ilmeniitissä ei ole lohkosuuntia, ja sen murros on simpukkamainen tai rosoinen.<ref name="HYT"/>
 
Ilmeniitin [[alkeiskoppi|alkeiskopin]] [[hilavakio]]t ovat pituudeltaan a=5,089 Å ja korkeudeltaan c=14,09 Å. Alkeiskopin koordinaatioluku on Z=6, eli kullakin atomilla on kuusi naapuria. Millerin indeksien mukaiset vastaavat luvut ovat a=10,18 Å, c=14,09 Å ja Z=24.<ref name="NES"/>
 
Hiotussa näytteessä ilmeniitti näyttää ruskehtavalta, hieman pinkiltä tai violetilta. Mineraalissa on selkeää kaksostusta ja se on pleokroinen. Kahdella nikolilla ilmeniitti on voimakkaasti [[isotropia|anisotrooppinen]], ja sen [[interferenssi|interferenssivärit]] vaihtelevat harmaasta ruskeanharmaaseen.<ref name="NES"/>
Rivi 70:
== Esiintyminen ==
 
Maankuoren painosta 0,86 prosenttia on [[titaani]]a (tai TiO<sub>2</sub>-muodossa 1,4 %), joten se on melko yleinen alkuaine.<ref>Force, s. 3</ref> 1991</ref> Titaani onkin esimerkiksi noin 5–10 kertaa yleisempää maankuoressa kuin [[kloori]] tai [[rikki]] ja 60 kertaa yleisempää kuin [[kupari]] tai [[nikkeli]].<ref name="GUT"/> Titaanin [[ionisäde]] on samaa luokkaa yleisimpien metallien, kuten raudan ja [[alumiini|alumiinin]] kanssa, joten monissa yleisissäkin kivissä on yli prosentin verran titaania. Kaupallisesti voidaan käyttää hyväksi kuitenkin vain kiviä, joissa titaani on oksidimineraalin muodossa. Kaikilla oksidimineraaleilla, joista yli neljännes on titaanidioksidia, voi olla kaupallista arvoa. [[Stoikiometria|Stoikiometrisesti]] ilmeniitissä on 52 prosenttisesti titaanidioksidia.<ref name="FOR">Force 1991</ref>
 
Suurin osa titaanimineraalirikasteista louhitaan nuorista rannikoiden [[sedimentti|sedimenttiesiintymistä]] ja magmaattisista ilmeniittiesiintymistä. Kaupallisesti hyödynnettävät titaanimineraalivarat ovatkin pääasiassa syntyneet näiden kahden esiintymätyypin syntymätavoilla, jotka ovat luonteeltaan [[mekaaninen|mekaanisia]]. Lisäksi syntyolosuhteiden pitää olla sellaiset, että lopputuotteena titaani pääosin esiintyisi oksidimineraalina eikä silikaattimineraalina. [[Magmakivi]]ssä vaaditaan tietyt fysikaalis-kemialliset olosuhteet, jotka suosivat oksidimuotoa, sedimenttikivissä tietynlaiset rapautuvat kivet ja rapautumisolosuhteet.<ref name="FOR"/> Malmin titaanidioksidipitoisuus on yleensä suurempi sedimenttimalmeissa.<ref>Griebler et al. 2006</ref>
Rivi 103:
Kvartäärisiä sedimenttiesiintymiä hyväksikäyttäviä kaivoksia sijaitsee esimerkiksi Australian itä- ja länsirannikolla, eteläisen [[Afrikka|Afrikan]] itärannikolla [[Richards Bay|Richards Bayn]] ympäristössä ja [[Mosambik|Mosambikin]] rantatasangoilla, Intian ja Sri Lankan itä- ja länsirannikoilla sekä Floridassa ja [[Georgia (osavaltio)|Georgiassa]] Yhdysvalloissa.<ref name="MF"/>
 
Intiassa [[Kerala|Keralan]] ja [[Tamil Nadu|Tamil Nadun]] osavaltioiden rannikoilla sijaitsevat esiintymät ovat [[holoseeni|holoseenin]] aikana syntyneitä ja korkealaatuisia. Alueella on aloitettu kaivostoiminta [[monantsiitti|monantsiitin]] vuoksi jo vuonna 1911. Tärkeimmät esiintymät ovat [[Kayankulam]]-[[Needakara|Needakaran]] alueella Keralassa ja [[Manavalakurichi]]n alueella Tamil Nadussa. Intia oli 1940-luvulla maailman suurin ilmeniitintuottaja, koska alueella oli paljon halpaa [[työvoima]]a. Keralan ja Tamil Nadun esiintymien tyyppisiä esiintymiä on myös [[Odisha|Odishan]] alueella ja Sri Lankassa. Raskasmineraalihiekan osuus rannoilla vaihtelee kausittain: raskasmineraalit rikastuvat [[monsuuni|monsuunien]] aikaan, kun myrskyt huuhtelevat kevyemmät mineraalit pois rannoilta. Esiintymien raskasmineraalihiekan päämineraali on ilmeniitti (70–80 %), [[zirkoni|zirkonia]] on noin 5 % ja rutiilia 4 %. Keralan ilmeniittirikasteessa titaanidioksidia on 60–62 %, Tamil Nadun rikasteessa 54 %.<ref>Force, s. 93</ref>
 
Australian itärannikon esiintymissä tärkein mineraali on rutiili, sivutuotteita ovat zirkoni ja ilmeniitti. Alueen esiintymät ovat maailman arvokkaimmat titaanimineraalien lähteet. Aluksi siellä kaivettiin kultaa ja zirkonia, mutta rutiili tuli mukaan 1940-luvulla. Alueella on iältään sekä [[pleistoseeni]]n että holoseenin aikaisia esiintymiä. Lisäksi alueella on sekä rantojen että tuulien rikastamia esiintymiä. Alueen raskasmineraalihiekka voi koostua lähes kokonaan rutiilista, zirkonista ja ilmeniitistä. Tämän vuoksi siellä louhitaan hiekkoja, joiden raskasmineraalipitoisuus voi olla jopa alle prosentin.<ref>Force, s. 80</ref>
 
Australian länsirannikon esiintymistä [[Bunbury (Australia)|Bunburyn]] ja [[Capel (Australia)|Capelin]] alueilla on tuotettu ilmeniittiä vuodesta 1956 lähtien. Alueella on kolme raskasmineraalihiekkakompleksia, jotka edustavat eri aikoina syntyneitä rantahiekkoja. Vanhimmat ovat 66 metrin korkeudella nykyisestä merenpinnasta ja nuorimmat lähes merenpinnan tasolla. Alueen raskasmineraalihiekat sisältävät ilmeniittiä 56–95 %, zirkonia 2–18 % ja rutiilia 0,5–2 %. Hiekkojen raskamineraalipitoisuusraskasmineraalipitoisuus on usein yli 10 %.<ref>Force, s. 89</ref> Bunburystä ja Capelista reilut 400 km pohjoiseen sijaitsevat [[Eneabba|Eneabban]] alueen esiintymät, joiden pääpaino on rutiilissa. Esiintymät löydettiin vasta 1970-luvulla. Raskasmineraalipitoisen hiekan osuus on usein yli 10 %. Ylempien penkereiden, jotka ovat yli 100 metrin korkeudessa, raskasmineraalihiekka sisältää paljon zirkonia (36–61 %) ja monantsiittia, kun ilmeniittiä (28–46 %) ja rutiilia (5–8 %) on verrattain vähän. Alemmilla penkereillä ilmeniittiä (53–68 %) ja rutiilia (8–11 %) on enemmän, ja zirkonia (15–23 %) vähemmän.<ref>Force, s. 91</ref>
 
Richards Bayn aluellaalueella Etelä-Afrikassa kaivostoimintaa on ollut vuodesta 1967 lähtien. Esiintymien ilmeniitti on titaanidioksidiköyhää (46–50 % TiO<sub>2</sub>), mutta sitä rikastetaan metallurgisesti slagiksi eli kuonaksi. Alueen esiintymät ovat pääosin holoseenin aikaisia, mutta jotkut esiintymistä saattavat olla varhaisempiakin. Tuulen synnyttämissä dyyneissä on keskimäärin 10–14 % raskasmineraalihiekkoja. Ilmeniitti on esiintymien yleisin raskasmineraali.<ref>Force, s. 94</ref>
 
Yhdysvaltojen [[Jacksonville (Florida)|Jacksonvillen]] alueella sijaitsee useita esiintymiä, joista kahta louhitaan. Alueen pääasialliset mineraalit ovat muuttunut ilmeniitti ja zirkoni. [[Trail Ridge]]n esiintymää ruoppaa [[DuPont]] ja [[Green Cove Springs]]in esiintymää [[Associated Minerals]]. Trail Ridgen esiintymän hieno-keskirakeisissa hiekoissa on keskimäärin 4 % raskasmineraaleja, joista noin 50 % on titaanimineraaleja ja 15 % zirkonia. Green Cove Springsin hienorakeisessa malmihiekassa on yli 3 % raskasmineraaleja ja mineraalien keskinäiset suhteet ovat melko samat kuin Trail Ridgessä.<ref>Force, s. 80</ref>
Rivi 117:
Lakehurstin alueen esiintymiä New Jerseyssä Yhdysvalloissa louhittiin vuosina 1962–1982. Alueella toimi kaksi kaivosyritystä kahdella eri louhoksella. Esiintymät ovat muodostuneet ennen kvartäärikautta ja ilmeniitti on alueella muuttuneessa muodossa, jonka titaanidioksidipitoisuus on keskimäärin 65 %. Parhaan laatuisissa kerroksissa raskasmineraaleja oli yli 5 %, ja raskasmineraaleista muuttunutta ilmeniittiä 85 %.<ref>Force, s. 98</ref>
 
Jokiympäristöjen rikastamista esiintymistä tärkein on GbanbamanGbangbaman esiintymä Sierra Leonessa, jossa päämineraalina on rutiili. Sitä on louhittu vuodesta 1967 lähtien. Muita samantyyppisiä esiintymiä on esimerkiksi [[Pacoima Canyon]] [[Kalifornia|Kaliforniassa]], [[Otter Creek]] [[Oklahoma|Oklahomassa]] ja [[Roseland (Virginia)|Roseland]] [[Virginia]]ssa. Näihin esiintymiin liittyy usein myös titaanipitoisuudeltaan rikkaat isäntäkivet, kuten Kaliforniassa [[San Gabriel (Kalifornia)|San Gabrielin]]in [[ferrodioriitti|ferrodioriitit]]. Jokiympäristön esiintymät ovat usein verrattain köyhiä eikä niiden louhinta olisi taloudellisesti kannattavaa vain titaanimineraalien takia. Malesiassa, [[Indonesia]]ssa ja [[Thaimaa]]ssa näiden kaivosten päämalmi on tina, Kaliforniassa päätuotteena ovat hiekka ja sora.<ref>Force, s. 70</ref>
 
=== Esiintymät magmakivissä ===
 
Magmakivien ilmeniittivarat ovat syntyneet, kun koostumukseltaan [[ferrodioriitti]]ä tai [[gabro]]a oleviin magmoihin kerääntyy tiheitä ja hapekkaita [[fluidi|fluideja]] magmojen jäähtyessä.<ref name="FOR"/> TälläisiäTällaisia malmeja kutsutaan V-Ti-Fe-malmeiksi.<ref name="PAP"/> Ilmeniittimalmit sisältävät Kanadan kaivoksissa noin 35 % titaanidioksidia, Yhdysvalloissa pitoisuus on noin 20 %, Norjassa 18 % ja Suomessa 13 %.<ref name="GUT"/> Näiden malmien suora käyttö teollisuudessa on vähentynyt niiden suuren rautapitoisuuden vuoksi.<ref name="GR"/>
 
Pääasiassa ilmenomagneetiittiailmenomagnetiittia sisältävät V-Ti-Fe-malmit ovat melko yleisiä, koska sekä rauta että titaani ovat yleisiä alkuaineita maapallon kuoressa. Malmit esiintyvät kerrosmyötäisinä ja linssimäisinä ja niiden primäärit isäntäkivet ovat anortosiitit, [[anortosiitti|anortosiittiset]] [[gabro|gabrot]] ja gabrot. TälläistenTällaisten emäksisien magmojen [[viskositeetti]] on niin pieni, että sekä kiteinen että sulakin malmiaines voivat gravitatiivisesti erottua melko helposti [[intrusiivi|intrusiivin]] sisäisiksi muodostumiksi, malmeiksi.<ref name="PAP"/> Ilmeniitin magmakivien malmiot ovat massiivisissa anortosiiteissa. Suuria määriä ilmeniittiä löytyy myös [[kerrosintruusio|kerrosintruusioista]], mutta niiden hyödyntäminen on kaupallisestakaupallisesti haastavaa, koska niissä on mukana paljon magnetiittiämagnetiittia.<ref name="MF"/>
 
V-Ti-Fe-malmeja syntyy ferrodioriittisissa intruusioissa, jossajoissa ainakin kiteytymisen alkuvaiheessa vesipitoisuus on ollut matala, mutta hapen [[osapaine]] ja kiteytymislämpötila ovat olleet korkeat. Nämä olosuhteet suosivat [[plagioklaasi|plagioklaasin]] kiteytymistä, jolloin [[mafinen|mafisten]] mineraalien magnesiumpitoisuus suhteessa rautaan nousee. Jäännössula sisältää paljon [[kvartsi|piidioksidia]], rautaa, titaania ja [[vanadiini|vanadiinia]], mikäli kiteytyminen etenee loppuun asti. TälläistäTällaista differentiaatiosarjaa kutsutaan [[Fennerin sarja|Fennerin sarjaksi]].<ref name="PAP"/>
 
Magma kiteytyy loppuun asti Fennerin sarjan mukaisesti vain harvoin. Vesi rikastuu hiljalleen jäännössulassa, jolloin se kohottaa hapen [[fugasiteetti]]a ja laskee kiteytymislämpötilaa. [[Rauta#Yhdisteet|Kolmenarvoisen raudan]] lisääntyessä titaanipitoinen fluidi alkaa kiteytyä. Tuloksena syntyy ilmenomagnetiittia.<ref name="PAP"/> KysessäKyseessä on siis tiheä titaanipitoinen fluidi, joka painonsa vuoksi vajoaa sekoittumattomana isäntämagmassa ja kumuloituu magmakammion pohjalle. Se voi kiteytyä sinne tai jatkaa matkaansa allaoleviin magmarakenteisiin, jotka ovat usein anortosiitteja.<ref name="FOR"/>
 
IlmenomagneetiitillaIlmenomagnetiitilla tarkoitetaan magnetiitin ja ilmeniitin yhteenkasvettumaa. Ne ovat syntyneet yli 800 °C lämpötilassa. Ilmeniitti on magnetiitin sisällä [[oktaedri]]pintojen suuntaisina [[lamelli|lamelleina]] tai epäsäännöllisinä rakeina. Alkuainesuhteista, lämpötilasta ja hapen fugasiteetista riippuen erilaisia suotautumarakenteita esiintyy niin hematiitissa kuin ilmeniitissäkin. Lamellirakenteet ovat metamorfoitumattomissa malmeissa usein niin hienorakenteisia, ettei mineraaleja pystytä erottelemaan jauhamalla.<ref name="PAP"/> Anortosiittien ilmeniittiesiintymät ovatkin usein käyneet läpi [[korkean asteen metamorfoosi]]n, jossa niiden yhteenkasvettumat ovat erottuneet omiksi faaseikseen. Ilmeniitin esiintyminen omassa faasissaan on taloudellisesti erittäin tärkeää, jotta esiintymää pystyttäisiin louhimaan [[taloudellinen kannattavuus|kannattavasti]]. Yhteenkasvettumina esiintyvä ilmeniitti on yleensä [[kaivannaisteollisuus|kaivannaisteollisuutta]] ajatellen toistaiseksi arvotonta.<ref name="FOR"/>
 
Kaupallisesti tärkeimmät massiivisten anortosiittien ilmeniittimineralisaatiot ovat [[Lac Allard|Lac Allardin]] esiintymä [[Quebec|Quebecissa]] [[Kanada|Kanadassa]] ja [[Tellnes|Tellnesin]] esiintymä Etelä-Norjassa. Muita tämän tyyppisiä mineralisaatioita ovat esimerkiksi [[Otanmäen kaivos|Otanmäen esiintymä]] Suomessa sekä Yhdysvalloissa sijaitsevat [[Sandford]]-järven, [[Roseland|Roselandin]], San Gabrielin ja [[Duluth|Duluthin]] esiintymät. Näiden mineralisaatioiden titaanidioksidipitoisuus on verrattain pieni, koska ilmeniitti esiintyy hematiitin ja magnetiitin yhteydessä, mutta kaupallinen potentiaali saattaa tulevaisuudessa kasvaa, koska esiintymät ovat melko yleisiä.<ref name="MF"/>
Rivi 140:
Otanmäen kaivoksen sulkeuduttua vuonna [[1985]] kiveä louhivia kaivoksia on ollut vain [[Kanada]]ssa ja [[Norja]]ssa. Uusia kaivospaikkoja on tutkittu Suomessa ja Australiassa.<ref name="MF990">Murphy & Frick 2006, s. 990</ref>
 
Kanadan [[Lac Allard]]in esiintymä [[Quebec]]issä löydettiin vuonna 1946. Kaivos avattiin vuonna 1950, ja se on suurin ilmeniittikaivos, jonka esiintymä on magmaattinen. Hevosenkengän muotoinenmuotoisen [[avolouhos|avolouhoksen]] omistaa [[Quebec Iron and Titanium]] (QIT). Alueella on kuusi tärkeää esiintymää. Ilmeniitti on karkearakeista ja se esiintyy [[hematiitti|hematiitin]] kanssa anortosiitissa yli 60 metrin paksuisina kerroksina. Malmissa on noin 75 % ilmeniittiä ja loput magnetiittia. Kivi sisältää 32-36 % titaanidioksidia ja malmintuotanto on yli 3 megatonnia vuodessa. Esiintymän malmi on kilpailukykyistä, koska QIT on kehitänytkehittänyt malmille [[sulattamorikastus]]menetelmiä. Malmi louhitaan yksinkertaisesti [[räjäytys|räjäyttämällä]], minkä jälkeen se kuljetetaan [[malminmurskaus|murskauslaitokselle]] ja sieltä suoraan satamaan kohti [[Sorel]]ia, jossa se sulatetaan.<ref>Force, s. 27</ref><ref name="MF"/>
 
Norjan etelärannikolla sijaitsevan Tellnesin kaivoksen omistaa [[Titania A/S]] ja esiintymä löydettiin 1954. Malmin louhinta aloitettiin vuonna 1960. Kaivos sijaitsee lähellä [[Storgangen|Storgangenin]] kaivosta [[Sandbekk|Sandbekkissä]], joka oli maailman ensimmäinen titaanikaivos. Tellnes löydettiinkin sopivasti korvaamaan Storgangenin esiintymä, jonka malmi oli lopuillaan ja joka suljettiin vuonna 1964. Lisäksi alueella on [[Blåfjell]]in esiintymä. Yhteensä esiintymistä on ollut louhittavissa jopa 160 megatonnia ilmeniittiä. Tällä hetkellä Tellnesissä malmia louhitaan vuodessa 2 megatonnia ja lisäksi sivukiveä 1,6 megatonnia, joista muodostuu noin 580 000 tonnia ilmeniittirikastetta. Tellnesissäkin räjäytetty aines kuljetetaan murskaamolle, jossa se murskataan 200-250 mm rakeiksi. Rakeet edelleen jauhetaan, ja magnetiitti ja sulfidimineraalit erotellaan malmista.<ref>Force, s. 27</ref><ref name="MF"/>
 
Tellnesissä malmi on [[Åna-Sira]]n anortosiittimassiivissäanortosiittimassiivissa, jonka ikä on noin 900 miljoonaa vuotta. Alue on käynyt läpi korkean asteen metamorfoosin ja rakenteellisesti massiivin päällä on [[Bjerkreim]]-[[Sokndal|Sokndalin]] [[lopoliitti]]. Tellnesin esiintymä on 2700 metriä pitkä ja 400 metriä leveä, ja leikkauksessa se on [[J]]-kirjaimen muotoinen. Malmi on hieman kompleksisempi kuin Kanadan kaivos, koska ilmeniitin seassa on huomattavasti enemmän hematiittia ja [[sulfidimineraalit|sulfidimineraaleja]]. Ilmeniitti on 0,2–0,5 mm rakeina. Alueen malmi sisältää keskimäärin vain 18,4 % titaanidioksidia, mutta sen titaanidioksidipitoisuus nostetaan 44-45 prosenttiin rikastamalla. Storgangenin esiintymän malmi sisälsi keskimäärin 19,6 % titaanidioksidia. Storgangenin esiintymä on hieman vanhempi kuin Tellnesin, mutta molemmat liittyvät Bjerkreim-Sokndalin intruusioon.<ref>Force. s. 29</ref>
 
Sandford Laken alueen esiintymistä New Yorkista Yhdysvalloista on louhittu yhteensä yli 10 megatonnia ilmeniittiä, jonka titaanidioksidipitoisuus oli keskimäärin 46 %. [[NL Industries|NL Industriesin]] omistamien esiintymien pääasiallinen isäntäkivi on anortosiitti, jonka plagioklaasin koostumus on keskimäärin An50.<ref>Force, s.25</ref>
Rivi 160:
Ilmeniitin louhinnan pääpaino on sedimenttiesiintymissä, joista louhittiin vuonna 2003 noin 75 % tuotannosta. Sedimenttiesiintymiä on helppo louhia, jolloin kulut ovat verrattain pienet. Toisaalta esiintymät ovat usein lähellä rantaa, jolloin ongelmiksi ovat muodostuneet maankäyttö sekä rannikoiden herkkyys [[Ympäristöongelma|ympäristöongelmille]]. Näistä ongelmista johtuen tulevaisuudessa muiden ilmeniittiesiintymätyyppien käyttö tulleekin kasvamaan.<ref name="MF"/> Titaanin saanti perustui ennen toista maailmansotaa lähes kokonaan rantahiekkoihin.<ref name="PAP"/>
 
Ilmeniittiesiintymien louhintaa ja uusien malmioiden etsintää vauhdittaa lähes suoraan titaanipigmenttiteollisuus, joka käyttää leijonanosan tuotannosta. IlmeniittiteollisuusIlmeniitti eroaakin tässä mielessä monista muista malmeista, joissajoita hyödyntävä kaivosteollisuus on syntynyt tyydyttämään metallin kysyntäkysyntää markkinoilla. Monien esiintymien hyödyntäminen on taloudellisesti kannattavaa vain, koska titaaniraaka-aineiden lisäksi louhitaan zirkonia. Yli 70 % titaaniraaka-aineen tuottajista tuottaa myös zirkonia. Muita louhinnan sivutuotteita ovat [[granaatti]], [[sillimaniitti]] ja monantsiitti.<ref name="MF"/>
 
Metalliteollisuudessa on painotettu kierrätystä yhä kasvavissa määrin samalla kun kaivosteollisuudelle asetetut vaatimuksenvaatimukset ympäristöystävällisyyden suhteen ovat kasvaneet. [[Kierrätys]] voi vähentää tuonnin määrää tietyn talousalueen sisällä, joten hallitukset ovat voineet perustella määräyksiä ympäristösyiden lisäksi myös taloussyihin vedoten. Toisaalta kierrättäminen voi tulla myös halvemmaksi kuin [[malmi|malmin]] jalostaminen metalliksi, joka saattaa laskea metallien hintoja. Esimerkiksi kierrätetyn [[lyijy|lyijyn]] osuus lyijyn maailmanlaajuisesta kulutuksesta on jo noin 50 %.<ref name="MF"/>
 
Ilmeniitin lopputuote jalostetaan hyvin monenlaiseen käyttöön esimerkiksi [[maali|maaleissa]], [[paperi|papereissa]], [[muovi|muoveissa]] ja [[muste|musteissa]], joten sitä on hyvin hankala kierrättää. Metallista titaania toki kierrätetään tehokkaasti. Ilmeniitti muistuttaakin kierrätyksen kannalta teollisuuskemikaaleja, joiden kierrättäminen on hankalaa. Titaania ei pystytä kannattavasti erottamaan edes jätemaaleista tai -papereista, joten kierrätyksen vaikutus ilmeniitin louhintaan ja hintaan on mitätön.<ref name="MF"/> Pigmentti- ja metallisovellusten titaanille ei ole myöskään löydetty korvaajia. Onkin väitetty että titaani on yksi ainoista perusmetalleista, joiden käyttö lisääntyy tulevaisuudessa.<ref name="FOR"/>
 
Valtaosa louhittavasta ilmeniitistä saadaan sedimenttiesiintymistä, joiden ilmeniitti on raskaan, hienojakoisen hiekan muodossa. Louhinta tehdään ruoppaamalla tai kuivalouhinnalla. Ruoppauslaitteisto on kalliimpi mutta tehokkaampi, ja yleensä samalla lautalla on niin imukalusto kuin rikastuskalustokin: märkä liete pumpataan suoraan rikastuslaitokselle. Ruoppaus kuluttaa myös suhteessa enemmän energiaa. Kuivalouhinnassa vaaditaan enemmän henkilökuntaa, koska [[Kaivinkone|kaivureille]], [[dumpperi|dumppereille]] ja [[rikastamo|rikastamolle]] vaaditaan omat operoijansa. Malmin tyypistä riippuu, mitä louhintatekniikkaa käytetään.<ref name="MF"/>
 
=== Tärkeimmät esiintymisalueet ja louhintamäärät ===
[[File:2005ilmenite.PNG|thumb|Ilmeniitin tuotantoalueita vuonna 2005 maailmankartalla. Vihreällä on merkitty suurimmat tuottajat, keltaisella suuria tuottajia ja punaisella pienempiä tuottajia. Kuva ei sisällä kaikkia ilmeniitintuottajia.]]
 
TiO<sub>2</sub>-muodolla tarkoitetaan tuotantomäärää kerrottuna tuotteen TiO<sub>2</sub>–prosenttiosuudella-prosenttiosuudella. Tässä muodossa laskettuna maailman titaanituotanto oli 5,04 megatonnia vuonna 2003. Tästä käsittelemättömän ilmeniitin osuus oli 2,13 megatonnia.<ref name="MF"/>
 
Etelä-Afrikka oli maailman suurin ilmeniitin tuottaja vuonna 2012. Jos mukaan lasketaan muiden titaanimineraalien tuotanto, Australia oli suurin titaaniraaka-aineiden tuottaja vuonna 2012. Vuoden aikana ilmeniittivaroista, samoin kuin kaikista titaanimineraalien varoista, käytettiin hyväksi alle prosentti. Ilmeniitin osuus titaaniraaka-aineen markkinoista oli noin 92 % (mukaan laskettu ilmeniitijalosteetilmeniittijalosteet). Mineraalien varannoiksi arvioitiin yli 2 miljardia tonnia.<ref name="Bedinger"/>
 
Titaanilouhintateollisuus on hyvin keskittynyttä ja kolme suurinta tuontantoyhtiötä tuottaa lähes puolet titaaniraaka-aineesta. Australialainen Iluka Resources Limited oli vuonna 2003 suurin titaaniraaka-aineen tuottaja ja sillä oli 20 % markkinoista, kanadalainen QIT toiseksi suurin oli kanadalainen QIT 14 % osuudellaan ja kolmanneksi suurin etelä-afrikkalaineneteläafrikkalainen Richards Bay Minerals 13 % osuudellaan. Yhdeksän suurinta yhtiötä tuotti 75 % titaaniraaka-aineesta vuonna 2003.<ref name="MF"/>
 
Ilmeniitti oli pitkään tärkein titaanimineraali, kunnes vuonna 1990 slagin tuotanto ylitti ilmeniitin tuotannon TiO<sub>2</sub>-yksiköillä mitattuna. Ilmeniitin louhinta on kuitenkin kasvanut nopeasti Kiinassa. Vuonna 2003 ilmeniitin markkinaosuus TiO<sub>2</sub>-yksiköillä mitattuna oli 42 %, kun slagin osuus oli 33 %.<ref name="MF"/>
Rivi 334:
== Rikastusprosessit ==
[[Kuva:Silos conveyor belts crushing plant Tyssedal.jpg|thumb|Ilmeniittirikastuslaitoksen slagisiiloja [[Tyssedal|Tyssedalissa]], Norjassa.]]
Ilmeniittiesiintymän ja -rikasteen yhteydessälaatuluokasta puhuttaessa sen laatuluokasta tarkoitetaan yleensä sen titaanidioksidipitoisuutta eikä rikasteen tai malmin ilmeniittipitoisuutta. Malmin arvo onkin melko suoraan verrannollinen sen titaanidioksidipitoisuuteen. Ilmeniittiä, jonka titaanidioksidipitoisuus on alle 54 %, ei yleensä ole myynnissä vaan sitä louhivat yhtiöt rikastavat sitä itse.<ref name="FOR"/> Noin puolet maailman ilmeniittiresursseista on titaanidioksidipitoisuudeltaan niin köyhää, että malmia pitää rikastaa, jotta sitä voitaisiin käyttää hyväksi pigmenttiteollisuudessa.<ref name="MF"/>
 
Sedimenttiesiintymien hiekan raskasmineraalipitoisuudet vaihtelevat alle yhdestä prosentista jopa yli 20 prosenttiin. Raskaat mineraalit erotellaan hiekasta märkäerottelulaitoksilla, jonkaminkä lopputuloksena saadaan ainesta, jossa raskaiden mineraalien osuus on 90-97 %. Aluksi aines seulotaan ja siitä poistetaan karkeammat klastit. Mahdollinen hienoaines poistetaan [[hydrosykloni|hydrosyklonien]] avulla. Saadusta melko tasarakeisesta aineksesta erotellaan kevyemmät hiekat kartioerottimilla ja spiraaleilla niin moneen kertaan, että tuloksena saadaan halutun puhdasta ainesta.<ref name="MF"/>
 
Ilmeniitti erotellaan muista raskaista mineraaleista, kuten zirkonista ja rutiilista, erilaisin prosessein, jotka perustuvat ilmeniitin tiheyteen sekä magneettisiin ja [[Konduktiivisuus|konduktiivisiin]] ominaisuuksiin. Ilmeniitti erotellaan yleensä raskashiekasta ensimmäisenä, koska sitä on eniten.<ref name="GR"/><ref name="MF"/>
 
Ilmeniittiä voi kadota kaikissa tuotannon vaiheissa. Tyypillisesti märkäerottelussa saadaan ilmeniitistä eroteltua 90–95 % ja kuivamyllyissä 92–95 %. Yhteensä ilmeniitistä saadaan käyttöön rikastusprosessien jälkeen 82-90 %, kun louhintaa ei oteta huomioon.<ref name="MF"/>
Rivi 344:
Koska titaanidioksidipigmentin valmistuksessa tarvittavia korkealaatuisia titaanipitoisuudeltaan suuria esiintymiä on maailmassa verrattain vähän, on jouduttu kehittelemään prosesseja, joissa ilmeniitin titaanidioksidipitoisuutta pystytään nostamaan. Näillä prosesseilla poistetaan malmista rautaa sekä mahdollisesti muitakin epäpuhtauksia. Synteettisten raaka-aineiden osuus on kasvanut voimakkaasti.<ref name="FOR"/><ref name="MF"/>
 
Rikastusprosessissa sulattamolla syntynyt slagi sisältää yleensä 75–85 % titaanidioksidia riippuen raaka-aineen titaanidioksidipitoisuudesta. Kyseessä on [[metallurgia|metallurginen]] prosessi, jossa ilmeniitin rauta pelkistetään kivihiilen avulla 1200–1600 °C lämpötilassa ja sitten erotetaan lopputuotteesta. Titaanikuonan lisäksi prosessissa syntyy [[takkirauta|takkirautaa]].<ref name="GR"/> Tämä sivutuote lisää prosessin ekonomista tehokkuutta, erityisesti verrattuna synteettisen rutiilin tuotantoon. Slagin tuotantoa suositaan erityisesti Etelä-Afrikassa, Norjassa ja Quebecissä, joissa sähkö on edullista ja ilmeniitin titaanidioksidipitoisuus on verrattain alhainen, mutta malmissa ei ole paljoa epäpuhtauksia. Yleensä käytettävän raaka-aineen titaanidioksidipitoisuus on 36–50 %, koska silloin termodynaamiset olosuhteet ovat sopivat sulatukselle ja koska takkirauta on arvokas sivutuote. Epäpuhtauksien määrä saattaa kasvaa slagiprosessissa, ellei käytetä kemikaalisiakemiallisia jatkoprosesseja, ja niiden konsentraatio riippuu suoraan raaka-aineen koostumuksesta. Epäpuhtaudet, joita ovat esimerkiksi [[kalsium]] ja [[magnesium]], eivät juuri siirry rautaan.<ref name="MF"/>
 
Slagia tuotettiin ensimmäisen kerran vuonna 1951 QIT:n Lac Allardin ilmeniitistä [[Sorel|Sorelissa]] ja samaa tekniikkaa käytetään esimerkiksi Etelä-Afrikassa Richards Bay Mineralsissa. Suurimmat slagin tuottajat Sorelin ja Richards Bayn lisäksi ovat [[Ticor]] [[Empange|Empangessa]] Etelä-Afrikassa, Tinfos Titan and Iron KS Tyssedalissa Norjassa ja [[Namakwa Sands Limited]] [[Saldanhanlahti|Saldanha Bayssa]] Etelä-Afrikassa. QIT kehitti vuonna 1995 slagin jatkokehitysprosessin, jossa 75–80 % titaanidioksidia sisältävästä slagista poistetaan kalsiumia, magnesiumia ja rautaa, jolloin titaanidioksidipitoisuus nousee noin 95 prosenttiin. Tällaisesta raaka-aineesta käytetään termiä UGS eli Upgraded Slag.<ref name="MF"/>
Rivi 350:
Slagia tuotetaan kahdessa eri laatuluokassa. Etelä-Afrikassa tuotettava slagi soveltuu titaanipigmentin tuotantoon kloridiprosessilla, koska sen titaanidioksidipitoisuus on 85-86 % ja magnesiumpitoisuus on alle 1,1 %. Norjassa ja Kanadassa tuotettavan slagin titaanidioksidipitoisuus on 75-80 % ja magnesiumpitoisuus 5,0 % (Kanada) ja 7,9 % (Norja), joten slagi soveltuu titaanidioksidin tuotantoon vain sulfaattiprosessilla. Myös slagin raekoolla on merkitystä: 10-20 % parempilaatuisesta slagista menee sulfaattiprosessilla tuotettavaksi koska se on raekooltaan liian pientä.<ref name="MF"/>
 
Ilmeniitistä voidaan tehdä erilaisten prosessien kautta myös synteettistä rutiilia, jonka titaanidioksidipitoisuus on 90–95 %. Näissä prosesseissa käytettävän ilmeniitin titaanidioksidipitoisuus on yleensä noin 55 %. Kaikki prosessit perustuvat ilmeniitin [[Pelkistäminen|pelkistämiseen]] pyörivissä [[polttouuni|polttouuneissa]], jonkaminkä jälkeen rauta huuhdotaan pelkistyneistä ilmeniittirakeista. Prosesseissa syntyvää rautaa ei yleensä käytetä hyödyksi vaan se on jätettä. Tärkeimmät ja käytetyimmät näistä prosesseista ovat Becherin ja Beniliten prosessit. Becherin prosessissa raaka-aineen epäpuhtaudet kasvavat lopputuotteessa samaan tapaan kuin slagin tuotannossa.<ref name="FOR"/><ref name="MF"/> Synteettistä rutiilia tuotetaan eniten Australiassa, Yhdysvalloissa, Intiassa ja Malesiassa. Vuonna 1994 synteettisen rutiilin tuotanto maailmassa oli 669 000 tonnia puhtaana titaanidioksidina laskettuna.<ref name="GR"/>
 
Kaikissa teollisissa prosesseissa käytetään hyväksi kolmiarvoisen raudan pelkistämistä hiilen tai vedyn avulla, jota ennen yleensä ilmeniittiä yleensä aktivoidaan hapettamalla. Pelkistämisolosuhteista riippuen syntyy joko kaksiarvoista rautaa ilmeniitin kidehilaan tai rautametallia. Kaksiarvoinen rauta voidaan poistaa heikoilla hapoilla. Rautametallin poistoon on kehitetty useita menetelmiä, kuten esimerkiksi mekaanisia erottelumenetelmiä ja kemiallisia prosesseja.<ref name="GR"/>
 
[[Becherin prosessi]] kehitettiin Australiassa 1960-luvun lopulla. Australiassa oli paljon ilmeniittiä, mutta sen titaanidioksidipitoisuus oli liian alhainen myyntiin, joten haluttiin etsiä keino rikastaa malmia. Prosessi on seuraavanlainen.<ref name="MF"/>:
# Pyörivään polttouuniin, jonka poistolämpötila on 1050–1150 °C, syötetään ilmeniittiä, hiiltä ja rikkiä. Rauta pelkistyy metalliksi ja TiO<sub>2</sub> pelkistyy osittain Ti<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-muotoon. [[Rikki]] muodostaa uunissa raudan ja [[mangaani|mangaanin]] kanssa kompleksin, joka poistetaan myöhemmin [[rikkihappo|rikkihapon]] avulla.
# Pelkistynyt ilmeniitti sekoitetaan ilmastetun veden kanssa pienissä erissä. [[Ammoniumkloridi]] katalysoi reaktiota, jossa ilmeniittirakeiden rauta hajoaa liuokseksi ja leviää rakeiden pinnalle kompleksi-ioneina. Ilmastettu vesi hapettaa [[Kompleksi-ioni|kompleksi-ionit]] rautaoksideiksi ja –hydroksideiksi-hydroksideiksi, jotka [[Saostaminen (kemia)|saostuvatsaostuttuaan]] ja niin ne voidaan poistaa liuoksesta.
# Raudasta köyhdytetty ilmeniitti liuotetaan heikossa rikkihapossa, jotta siitä irtoaisi mangaanisulfaatit ja jäljelle jäänyt rauta irtoaisivat siitä. Lopuksi synteettinen rutiili pestään ja kuivataan. Lopputuote sisältää yleensä 90-93 % titaanidioksidia.
Becherin prosessi on kustannustehokkain tapa synteettisen rutiilin tuottamiseen ja se toimii parhaiten noin 62 % titaanidioksidia sisältävälle ilmeniitille. Becherin prosessi ei kuitenkaan poista ilmeniitistä muita epäpuhtauksia kuin rautaa ja mangaania. [[RGC Minerals]] kehitti 1990-luvun puolivälissä synteettisen rutiilin kehitysprosessin, jossa vähennetään sen uraani- ja [[Thorium|toriumpitoisuuksia]]. Prosessi on tehokas, mutta lisää kustannuksia. Becherin prosessia joudutaan tulevaisuudessa muokkaamaan, jotta se toimisi myös titaanidioksidipitoisuudeltaan köyhemmillä ilmeniiteillä, joita on paljon enemmän saatavilla.<ref name="MF"/>
 
== Ilmeniitin lopputuotteet, niiden prosessointi ja käyttö ==
 
Titaani on 17. tuotetuin alkuaine ja titaanidioksidi on kolmanneksi tuotetuin epäorgaaninen kemikaali [[ammoniakki|ammoniakin]] ja [[fosforihappo|fosforihapon]] jälkeen. Maailman titaanituotannosta vain 2,5 % käytetään metallina ja yli 93 % käytetään titaanidioksidipigmenttinä. Jäljelle jäävä osa louhitusta ilmeniitistä käytetään sulateaineina ja pinnoitteina [[Hitsaus|hitsauksessa]], lisäaineena rauta- ja terästeollisuudessa, [[hiekkapuhallus|hiekkapuhalluksessa]] ja [[poraus|porauksen]] lisäaineena sekä pieniävähäisessä määriämäärin muina titaanikemikaaleina.<ref name="MF"/>
 
Titaanin käyttöhistoria ei ole kovin pitkä. Titaanipigmenttien teollinen tuotanto on aloitettu vasta 1930-luvun lopulla ja metallinametallin tuotanto vasta 1950-luvun lopulla. Metallin käytön kasvu on ollut nopeaa, 30 vuotta ensimmäisten sovellusten jälkeen 1980-luvun lopulla keskivertolentokoneen painosta saattoi olla jo 30 % titaania.<ref name="FOR"/>
 
=== Titaanidioksidi ===
{{Pääartikkeli|[[titaanidioksidi]]}}
Titaanidioksidi (TiO<sub>2</sub>) on hyvin [[inertti]], myrkytön [[valkoinen]] yhdiste, jonka [[moolimassa]] on 79,90. Sen taittokerroin on erittäin korkea (2,6–2,9), minkä takia sitä käytetään maaleissa, papereissa ja muoveissa lisäämään niiden [[peittokyky|peittokykyä]]. Titaanidioksidipigmentit ovat parempien ominaisuuksiensa vuoksi syrjäyttäneet lyijypohjaiset pigmentit ja TiO<sub>2</sub> onkin ominaisuuksiensa takia tuotetuin epäorgaaninen [[väriaine]]. Esimerkiksi maalien painosta on usein yli 20 % titaanipigmenttiä.<ref name="FOR"/><ref name="GR"/>
 
Vuonna 1994 valmistetusta titaanipigmentistä käytettiin 59 % pinnoitteina ja maaleina, 20 % muovien lisäaineena, 13 % paperin lisäaineena ja 8 % muuhun käyttöön. Väriaineen lisäksi titaanidioksidia käytetään esimerkiksi [[Katalysaattori|katalysaattoreissa]] voima- ja teollisuuslaitoksilla, [[ultraviolettisuojaus|UV-suojana]] [[aurinkovoide|aurinkovoiteissa]] sekä [[elektrokeramiikka|elektrokeraamisissa]] tuotteissa.<ref name="GR"/>
 
Puhtaan titaanioksidin valmistusreaktio keksittiin vuonna 1908 ja sen teollinen valmistus alkoi Norjassa vuonna 1916.<ref name="GUT"/> Titaanidioksidia voidaan valmistaa sulfaatti- tai kloridiprosessilla. Kloridiprosessia käytetään, kun raaka-aineena on rutiilimineraali, ja sulfaattiprosessia, kun raaka-aineaineena on esimerkiksi ilmeniitti.<ref name="SEP">Seppälä 1999</ref>
 
Kloridiprosessissa titaanimineraalit muutetaan titaanitetrakloridiksi ja siitäedelleen titaanidioksidiksi tai titaanimetalliksi. Kloridimenetelmä on uudempi kuin sulfaattimenetelmä ja se saastuttaa vähemmän, mutta se vaatii raaka-aineekseen paljon titaanidioksidia sisältävän malmin eli yli 70 % titaanidioksidia sisältävän malmin. Tätä tuotantotapaa käyttävien tehtaiden pääraaka-aine ei ole ilmeniitti.<ref>Force, s. 5</ref>
 
Sulfaattimenetelmässä TiO<sub>2</sub> tiivistetään malmista rikkihapon avulla monimutkaisessa prosessissa. Tässä prosessissa ei raaka-aineelta vaadita korkeaa titaanidioksidipitoisuutta, mutta sen jätteet ovat [[ympäristömyrkky]]jä, ellei niitä neutraloida. Yleensä sulfaattiprosessia käyttävien titaanipigmenttitehtaiden käyttämän ilmeniittiraaka-aineen titaanidioksidipitoisuus on 45–60 %.<ref>Force, s. 6, 36</ref>
Rivi 384:
[[Kuva:Titan-crystal bar.JPG|thumb|[[Kidetankoprosessi|Kidetankoprosessilla]] [[Neuvostoliitto|Neuvostoliitossa]] tuotettu titaanikidetanko. Tangon puhtausprosentti on 99,995 %, se painaa noin 283 g ja on pituudeltaan noin 14 cm.]]
[[File:Titanium-cylinder.jpg|thumb|Raakatitaanisylinteri. Kuvan sylinteri on painoltaan noin 120 g ja se on kooltaan 3 x 4 cm.]]
Titaani on vaalea hopeanvärinenvaaleanhopea, kevyt ja helposti muokattavissa oleva metallinen alkuaine, joka kestää korroosiota erittäin hyvin. Eniten titaania käytetään [[Lentokoneteollisuuden historia|lentokoneteollisuudessa]], johtuen sen korroosiokestävyydestäkorroosionkestävyydestä sekä hyvästä sitkeys-tiheys-suhteestatiheyssuhteesta. Titaanin käyttö on lisääntynyt myös muualla liikenneteollisuudessa kun autojen ja muiden liikennevälineiden hyötysuhdetta ja polttoainetaloudellisuutta on pyritty kasvattamaan. Titaania käytetään myös kemianteollisuuden laitoksissa, joissa komponenteilta vaaditaan erityisen hyvää korroosionkestoa, kuten esimerkiksi [[merivedenpuhdistuslaitos|merivedenpuhdistuslaitoksissa]].<ref>Force, s. 3</ref><ref name="MF"/> Titaania käytetään myös terässeoksien vahvistamiseen<ref name="NES"/> ja lääketieteessä muun muassa [[tekonivel|tekoniveliin]] ja –[[proteesi|proteeseihin]] sekä kirurgisiin työvälineisiin.<ref name="GUT"/>
 
Titaanimetallin eristämisen keksi [[Matthew Hunter]], joka valmisti vuonna 1910 98-99 %prosenttista puhdasta titaania vuonna 1910. Puhtaan titaanin eristäminen on vaikeaa, koska titaanin affiniteetti ilman kaasuihin on korkea. [[Anton Eduard van Arkel]] kehitti menetelmän puhtaan titaanin valmistamiseksi niin sanotulla kidetankoprosessilla vuonna 1922, mutta se soveltuu vain pienen mittakaavan tuotantoon. Hunterin prosessin syrjäytti [[William Kroll|William Krollin]] kehittämä valmistusprosessi, jota käytetään yhä teollisen titaanin valmistamiseen, joskin on olemassa kilpailevia valmistusprosesseja.<ref name="GUT"/>
 
Titaanimetallia valmistetaan pelkistämällä titaanitetrakloridia, jota prosessoidaan synteettisestä tai luonnollisesta rutiilista. Sulfaattiprosessissa valmistettu titaanipigmentti on sen sijaan sopimaton metallin valmistamiseen epäpuhtauksien vuoksi. Titaanidioksidin muuntaminen metalliksi ei ole energiatehokas prosessi, koska titaanidioksidin perusmuodostumisentalpia on niin korkea ja koska happi on niin liukoinen titaaniin. Teolliset titaanimetalliprosessit perustuvat [[titaanihalidit|titaanihalideihin]].<ref name="GUT"/>
 
Hunterin prosessi perustuu titaanitetrakloridin pelkistämiseen natriumin avulla kun Krollin prosessissa pelkistämiseen käytetään magnesiumia. Natriumin kanssa pelkistäessäpelkistettäessä prosessi on halvempi toteuttaa, mutta lopputuote on puhtaampaa magnesiumpelkistäjän kanssa. Vuonna 1995 magnesiumprosessi hallitsi markkinoita: 98 % maailman raakatitaanista valmistettiin sen avulla.<ref name="GUT"/>
 
Raakatitaania tuotetaan maailmassa vain yhdeksässä tehtaassa ja tuotantoa on Kiinassa, Japanissa, Venäjällä, Yhdysvalloissa, Ukrainassa ja Kazakstanissa. Raakatitaani sisältää vielä paljon epäpuhtauksia, joita vähennetään esimerkiksi liuotustekniikoin tai tislaamalla.<ref name="MF"/>
 
Titaanimetallin kierrättämisestä on tullut tärkeä titaaniraaka-aineen lähde. Yhdysvalloissa jätteestä tuotetaan noin 40 % titaaniraaka-aineesta, Euroopassa vain noin 10–30 %.<ref name="GUT"/>
Rivi 412:
Malmialueen hallitsevat kivilajit ovat arkeeiset heterogeeniset [[granitoidi|granitoidit]], joissa on [[trondhejmiitti]]sia ja pegmaattisia osia sekä [[kiillegneissi]]- ja [[amfiboliitti|amfiboliittisulkeumia]]. Alueella on rakenteeltaan allasmainen pintasyntyisten kivilajien kompleksi, jossa tavataan kiilleliuskeita, [[kvartsi]]-[[maasälpä|maasälpäliuskeita]] ja metadiabaaseja. Itse malmi on gabro-anortosiitti-intruusioissa, ja se muodostaa suprakrustisten liuskeiden ympärille rengasmaisen alueen. Gabrojen pyrokseenit ja [[oliviini]] ovat muuttuneet [[amfibolit|amfiboleiksi]] ja [[serpentiniitti|serpentiniiteiksi]]. Renkaan keskellä on pintasyntyisten kivien lisäksi alkaligneissejä. Iänmääritysten mukaan gabro on 2060 Ma vanhaa ja alkaligneissi 2000 Ma vanhaa.<ref name="PAP"/>
 
Otanmäen esiintymä ei ole alueen ainoa malmipitoinen intruusio, mutta muut lukuun ottamatta Vuorokkaan esiintymää ovat liian pieniä kannattavalle kaivostoiminnalle. Otanmäen malmivyöhyke on itä-länsi-suunnassalänsisuunnassa noin kolmen kilometrin pituinen ja noin puoli kilometriä leveä, ja se sijaitsee isohkon gabrointruusion pohjoisreunalla. Vyöhykkeen malmi on itä-länsi-suuntaisissalänsisuuntaisissa jyrkkäkaateisissa linsseissä, joiden pituusakseli kaatuu noin 50 astetta länteen. Linssejä on useita satoja ja ne ovat 20–200 m pitkiä ja 3–5 m leveitä.<ref name="PAP"/>
 
Malmikiven päämineraalit ovat magnetiitti ja ilmeniitti, lisäksi [[harmemineraali]]na esiintyy [[kloriitti|kloriittia]], [[sarvivälke|sarvivälkettä]] ja plagioklaasia. Malmissa on gabro- ja anortosiittifragmentteja sulkeumina ja sen raitaisuus noudattelee sulkeumien muotoja. Magnetiitin ja ilmeniitin suhteellinen määrä on malmissa melko vakio, vaikka absoluuttiset määrät vaihtelevat. Keskimäärin magnetiittia on 38 % ja ilmeniittiä 29 %.<ref name="PAP"/>
Rivi 420:
Malmiesiintymän hyödyntämiseksi perustettiin [[Otanmäki Oy]] vuonna 1950, jonka omistivat [[Suomen valtio]], [[Suomen pankki]] ja [[Imatran Voima]] Oy. Tuotantolaitoksien rakentaminen aloitettiin 1951 ja tuotanto lähti käyntiin 1953. Yhtiö vei aluksi ilmeniittirikasteensa ulkomaille, mutta vuodesta 1961 lähtien ilmeniitti vietiin kokonaisuudessaan [[Vuorikemia|Vuorikemia Oy:n]] titaanidioksiditehtaalle Poriin. Otanmäen ilmeniitti oli pitkään Vuorikemian tehtaiden lähes ainoa titaaniraaka-aine.<ref name="SEP"/>
[[File:Kaanaan vesitorni 6.jpg|thumb|Porin titaanidioksiditehdas vuonna 2012.]]
Vuorikemian titaanidioksiditehdas oli seurausta ilmeniittivarantojen löytämisestä. Hallintoneuvosto halusi, rikasteenettä rikaste käytettävänkäytetään Suomessa, ja valmistukseen liittyvät tutkimukset saatiin kunnolla käytiin ilmeniittirikasteen ostajien kanssa 1950-luvun puolivälissä. Ostajat olivat kiinnostuneita yhteistyöstä, koska rikasteen kuljettaminen vähentyisi ja lisäksi Suomessa oli [[rikkihappo|rikkihapon]] tuotantoa. Kauppa- ja teollisuusministeriö kutsui useita valtionyhtiöitä neuvotteluihin ja lopulta Vuorikemia Oy saatiin perustettua eri yhtiöiden yhteisyrityksenä kesällä 1957. Titaanidioksidin tuotanto sopi hyvin yhtiöille, sillä [[Outokumpu (yritys)|Outokummun]] [[Kotalahti|Kotalahden]] nikkelitehtaan jalostuksessa syntyi rikkipitoisia kaasuja, jostajoista valmistettiin Rikkihappo- ja Superfosfaattitehtaat Oy:n [[Harjavalta|Harjavallan]] tehtailla rikkihappoa,. jokaSe taas saatiin hyödynnettyä titaanidioksidin valmistuksessa.<ref name="SEP"/>
 
Tehdas päätettiin rakentaa lähelle [[Harjavalta]]a, mutta meren äärelle, joten päädyttiin [[Pori|Poriin]]. Rakennustyöt käynnistyivät vuonna 1959. Tehtaan tekniikka ja tietotaito ostettiin British Titan Productsilta [[Englanti|Englannista]]. Tuotanto käynnistyi 1962, jolloin [[Kemira|Rikkihappo Oy]] myös osti tehtaan kokonaan itselleen.<ref name="SEP"/>
Noudettu kohteesta ”https://fi.wikipedia.org/wiki/Ilmeniitti”