Prix, occurrence, extraction et utilisations du rutile
Le rutile est un minéral fréquent de la classe minérale des « oxydes et hydroxydes » avec la composition chimique TiO2 et donc, chimiquement parlant, le dioxyde de titane.
Le rutile cristallise dans le système cristallin tétragonal et développe principalement des cristaux prismatiques courts à longs, rayés verticalement et très souvent des cristaux jumeaux sous forme de triplets, quadruplés et sextuplés polysynthétiques, lamellaires et cycliques, mais aussi d'agrégats minéraux granulaires à massifs. La plupart des cristaux de rutile mesurent entre quelques millimètres et quelques centimètres. Des cristaux mesurant jusqu'à 25 cm de long ont également pu être trouvés.[3]
La couleur des cristaux pour la plupart transparents à translucides varie entre le brun rougeâtre et le rouge intense, mais peut aussi être jaune doré, bleuâtre ou violet. Des couleurs de ternissement colorées sont également possibles. Les surfaces des cristaux ont un éclat semblable à celui du diamant.
Étymologie et histoire
Le rutile a été décrit en 1803 par Abraham Gottlob Werner, qui a nommé le minéral en fonction de sa couleur rougeâtre fréquente d'après le mot latin rutilus pour rouge ou rougeâtre.
Jusqu'en 1795, date à laquelle sa composition chimique a été connue, le rutile était confondu avec un minéral du groupe de la tourmaline.
classification
Dans la 1982e édition de la classification minérale selon Strunz, qui est obsolète depuis 8, le rutile appartenait à la classe minérale des « oxydes et hydroxydes » et là au département des oxydes de formule générale « MO2 et composés apparentés » , où il a été nommé d'après le "rutile" Row "avec le système no. IV/D.02 et les autres membres cassitérite, plattnérite et varlamoffite.
Dans le dernier répertoire de minéraux Lapis révisé et mis à jour par Stefan Weiß en 2018, qui, par considération pour les collectionneurs privés et les collections institutionnelles, est toujours basé sur cette systématique classique de Karl Hugo Strunz, le minéral a reçu le système et le numéro de minéral. IV / D.02-10, qui dans le "Système Lapis" correspond au département "Oxydes avec le rapport molaire métal:oxygène = 1: 2 (MO2 et apparentés)".
La 2001e édition de la systématique minérale de Strunz, valide depuis 2009 et mise à jour par l'International Mineralogical Association (IMA) jusqu'en 9, attribue également le rutile à la division des "Oxydes avec le rapport molaire métal:oxygène = 1: 2 et comparable". Cependant, cela est encore subdivisé en fonction de la taille des cations impliqués et de la structure cristalline, de sorte que le minéral est classé dans la sous-section « Avec des cations de taille moyenne ; On peut trouver des chaînes d'octaèdres liés aux bords ", où il est également nommé d'après le " groupe rutile " avec le système no. 4.DB.05 et les autres membres argutite, cassitérite, plattnérite, pyrolusite, tripuhyite, tugarinovite et varlamoffite.
La systématique des minéraux selon Dana classe également le rutile dans la classe des « oxydes et hydroxydes », mais d'abord dans la catégorie des « oxydes ». Le voici avec l'ilmenorutil, la struverite, la pyrolusite, la cassitérite, la plattnérite, l'argutite, la squawcreekite et la stishovite dans le "groupe rutile (tétragonal : P42 / mnm)" avec le système no. 04.04.01 à trouver dans la sous-section "Oxydes simples avec une charge cationique de 4+ (AO2)".
la structure cristalline
La structure rutile est un type de structure fréquent pour les composés AB2 et, contrairement à la structure fluorite, n'est pas basée sur l'empilement de sphères le plus proche. Les anions d'oxyde sont disposés à la manière de couches "hexagonales" déformées et ondulées, la moitié des espaces octaédriques entre eux étant occupés par les cations titane, mais en raison de la symétrie tétragonale, ces couches ondulées ne forment pas le tassement de sphères le plus proche. La structure cristalline peut donc être mieux décrite comme un empilement de tiges tétragonales de brins d'octaèdres à bords partagés [TiO6] (selon la notation de Niggli : [TiO4 / 2O2 / 1]), qui sont parallèles à l'axe c cristallographique. Les brins sont toujours liés par des coins communs pour former un réseau tridimensionnel [TiO6 / 3], qui, sous forme abrégée, donne la formule de somme TiO2. Les cations titane entourés octaédriquement par des atomes d'oxygène ont donc le numéro de coordination 6, tandis que les anions oxyde sont entourés de trois atomes de titane dans un arrangement plan trigonal légèrement déformé (numéro de coordination 3).
Un certain nombre d'autres composés inorganiques cristallisent également dans la structure du rutile, notamment les oxydes NbO2, TaO2, MnO2 et SnO2 ainsi que les fluorures CrF2, MnF2, FeF2, CoF2, NiF2, CuF2 et ZnF2.
Propriétés
morphologie
Le rutile forme souvent des cristaux prismatiques au port colonnaire épais à fines aiguilles, sur lesquels prédominent les formes plates {110} et {010} et dont les faces cristallines sont parallèles étirées et striées. En plus de nombreuses autres formes, il existe également des prismes ditétragonaux.
Enfermé sous forme d'aiguille fine à fibreuse, le rutile est responsable de l'astérisme (étoile de lumière) qui se produit dans les saphirs et les rubis, entre autres. Dans les inclusions microscopiques, en plus de l'hématite et d'autres inclusions minérales, elle peut accentuer les « cristaux fantômes » observés notamment dans le quartz.
Les jumeaux se trouvent généralement dans le rutile, qui peut être formé selon deux lois : Les jumeaux, triplets et multifilaments polysynthétiques sont particulièrement fréquents sous forme lamellaire ou cyclique selon (101), où les individus se rencontrent à un angle de 65°35′. Les caractéristiques sont des jumeaux en forme de genou, de visière et en forme de V et même des sextuplés qui forment des anneaux fermés. Les jumeaux selon (301) en forme de cœur, dont les axes verticaux se rejoignent à 54 ° 44 ′, sont moins fréquents. Les deux lois peuvent également se produire en même temps et former ainsi un agrégat en forme de grille ou réticulé, appelé sagénite.
Couleur
Le rutile peut se présenter sous différentes couleurs, mais le plus souvent, il se présente dans des couleurs allant du brun rougeâtre au rouge et au noir intenses. En tant qu'inclusions (inclusions) dans d'autres minéraux - tels que le quartz - le rutile brille également dans une forte couleur jaune doré et, sous cette forme, est appelé cheveux de vénus et est souvent transformé en pierres précieuses. En revanche, les tons bleutés ou violets apparaissent rarement.
Propriétés chimiques et physiques
Le rutile est insoluble dans les acides et infusible avant le tube de soudure. Sous sa forme pure, il est faiblement paramagnétique avec une susceptibilité magnétique spécifique (susceptibilité de masse) de 7,7 · 10−7 emu / Oe · mg, mais s'il contient également du fer, il devient antiferromagnétique [4].
Modifications et variétés.
Le rutile est la modification la plus importante et la seule du dioxyde de titane qui soit stable à haute température. Les deux autres sont l'anatase et la brookite.
La sagenite est appelée une variété de rutile, qui a des intercroissances plates, réticulées à en treillis de jumeaux rutile fins en forme d'aiguille. Il est également connu sous le nom d'intercroissance épitaxiale (orientée).
Nigrin est le nom d'un rutile noir ferreux.
Éducation et emplacements
Conditions pédagogiques
En tant que minéral à haute température et à haute pression, le rutile forme à la fois magmatique et métamorphique et peut être trouvé en tant que composant accessoire dans de nombreuses roches, y compris en tant que savon minéral dans les sédiments fluviaux. En conséquence, le rutile peut être trouvé en association avec de nombreux autres minéraux, tels que l'adulara, l'albite, l'apatite, la calcite, la chlorite, l'ilménite, la pyrophyllite, la titanite et le quartz en plus des autres modifications TiO2 anatase et brookite déjà mentionnées. Avec l'hématite, le rutile forme également des adhérences épitaxiales.
Le rutile est présent dans les éclogites et constitue la phase Ti dominante dans les amphibolites à grenat.
Emplacements
En tant que formation minérale fréquente, le rutile peut être trouvé dans de nombreux endroits à travers le monde, avec environ 5900 2019 emplacements documentés à ce jour (à partir de XNUMX).
La « Mine Graves Mountain » dans le comté de Lincoln (Géorgie), aux États-Unis, où des cristaux jusqu'à 15 cm de taille ont été mis au jour, mérite d'être mentionnée en raison de ses extraordinaires découvertes minérales. Des épitaxies d'hématite rutile particulièrement belles sont connues dans les «gorges de Cavradi» près de Sedrun dans le canton suisse des Grisons et dans la municipalité d'Ibitiara dans l'État brésilien de Bahia. De plus, des inclusions de rutile sont souvent découvertes dans du quartz fumé à Ibitiara et dans la commune d'Itabira, qui appartient à l'état du Minas Gerais. De gros jumeaux en cristal en forme de genou ou de visière mesurant jusqu'à environ 7 cm ont été trouvés à Golčův Jeníkov et Soběslav en République tchèque. Des cristaux atteignant 9 cm de diamètre et 3 cm de longueur ont été trouvés dans le gisement de Paragachay sur le mont Kapujuk, dans la République autonome du Nakhitchevan en Azerbaïdjan.
En Allemagne, le rutile a été trouvé principalement dans certaines régions de la Forêt-Noire (Bade-Wurtemberg), dans le Fichtelgebirge, le Spessart, la forêt bavaroise et la forêt du Haut-Palatinat (Bavière), Hesse, Basse-Saxe, dans le Siebengebirge de Rhénanie du Nord-Westphalie, le Eifel (Rhénanie-Palatinat), dans la Sarre, dans les Monts Métallifères saxons, Schleswig-Holstein et Thuringe.
En Autriche, le minéral a été trouvé dans le Burgenland, sur des fissures alpines dans de nombreuses régions de Carinthie, Salzbourg et Styrie, dans certaines régions de Basse-Autriche et du Tyrol ainsi qu'en Haute-Autriche et Vorarlberg.
En Suisse, le rutile est présent principalement dans les fissures alpines des cantons des Grisons, du Tessin et du Valais.
Le rutile pourrait également être trouvé dans des échantillons de roche de la dorsale médio-atlantique et de la dorsale sud-ouest de l'Inde et à l'extérieur de la Terre sur la lune, plus précisément dans les hautes terres de Fra Mauro.
Les plus grands pays producteurs
Dans le monde, les réserves minières des plus importants minéraux de titane lménite et rutile sont estimées à 692,58 millions de tonnes, avec les plus grandes concentrations régionales en Chine avec 28,9%, en Australie avec 17,0% et en Inde avec 13,3% (En novembre 2014).
Utiliser
Avec une teneur en métal d'environ 60 %, le rutile est le minéral de titane le plus important après l'ilménite.
Le dioxyde de titane dans la modification rutile est utilisé comme pigment blanc en raison de sa réfraction élevée. De plus, il sert seul ou en association avec la cellulose comme revêtement d'électrodes pour le soudage à l'arc, ce qui améliore le soudage ou le rend possible en premier lieu.
En raison de ses propriétés semi-conductrices, le rutile est utilisé dans les cellules solaires à colorant, appelées cellules de Grätzel. Sa bande interdite est d'environ 3,0 eV, il peut donc absorber la lumière avec une longueur d'onde inférieure à environ 400 nm.
Comme un joyau
Le rutile naturel n'est qu'occasionnellement transformé en pierres précieuses par les collectionneurs, car il forme généralement des cristaux trop petits. Le rutile synthétique, quant à lui, est vendu sous le nom commercial "Titania" ou "Diamonite" (à ne pas confondre avec la diamantite !) En tant qu'imitation de diamant depuis 1948, il dépasse même sa brillance six fois plus (Feu).
Les aiguilles de rutile enfermées dans d'autres minéraux sont également populaires, qui, en plus de l'éclat doré, fournissent également divers effets optiques tels que l'astérisme (réflexions lumineuses en forme d'étoile) et la chatoyance (effet œil de chat).
Prix du rutile
