Одним из основных источников титана является рутил. Он относится к группе распространенных минералов. Известность камень получил из-за необычных форм. Этот же факт очень часто приумножает его цену, так как самородки интересной конфигурации стремятся купить коллекционеры. Рутил имеет некую схожесть с брукитом и анатазом, которые также относятся к полимерным модификациям титана.

Одним из основных источников титана является камень рутил

Впервые рутил был найден Петером Симоном Палласом на территории Центрального Урала. Тогда естествоиспытатель дал своей находке название «лучистый шерл» из-за необычного расположения кристаллов. До 1803 года камню давали и другие названия «волос Венеры», «волосатик» (существует легенда о том, что камень — это локон богини Любви, который она потеряла во время купания в горном озере) или «стрелы Амура». Так продолжалось до тех пор, пока Абраам Готлоб Вернер не изучил вещество и не назвал его рутилом. Однако до сих пор в некоторых источниках этот минерал именуют прежними неофициальными названиями или титановой рудой.

В химический состав рутила входят кислород и различные металлы (железо, сурьма, ванадий и некоторые другие). Камень отличается высокой прочностью, он устойчив практически к любым воздействиям, например, не растворяется в кислотах и не поддается оплавлению паяльной трубкой. Добыча этого минерала в промышленных масштабах ведется на территории Урала, Казахстана, США, Австралии и Бразилии.

Рутиловый кварц и его тайны (видео)

Использование минерала

Камень способен образовывать весьма необычные агрегации. Некоторые из них по форме напоминают одушевленных существ. Так, известны самородки, очень похожие на ежа или звезду со множеством лучей. Конечно, подобные экземпляры охотно разбираются по коллекциям. Стоимость таких минералов назначается индивидуально. Цена на обработанный камень обычной формы составляет порядка 450-500 рублей. На стоимость влияют оттенок и количество вкраплений. Так, разновидность сагенит имеет внутри причудливые геометрические фигуры, поэтому его стоимость может быть существенно увеличена.

Так называемый кольский вид считается самой дешевой разновидностью этого минерала. На снижение цены существенно влияет отсутствие прозрачности. Его поверхность закрыта пятнами, в целом камень имеет темно-зеленый оттенок. Некоторые геологи вообще не относят эту разновидность к рутилу, а выделяют ее в отдельную горную породу, не представляющую особенной материальной ценности.

Особенный интерес у коллекционеров вызывают минералы красного цвета. Их размер, как правило, не превышает 1 карата, поэтому такие образцы чаще используют в композициях. Рутил довольно часто используется для инкрустирования украшений. В ювелирных магазинах можно встретить кольца, браслеты, серьги и прочие украшения, в которых присутствует обработанный самородок.

Галерея: камень рутил (25 фото)

Лечебные и магические свойства

Минерал рутил с древних времен привлекает внимание целителей и астрологов. Широкое распространение в этих кругах он получил благодаря своей живучести и особенности перерождаться в другие кристаллы. Из камня изготавливают амулеты, цель которых состоит в том, чтобы поддерживать иммунитет своего владельца, а также избавлять его от простудных заболеваний. Носить украшения с рутилом рекомендуется людям, которые страдают заболеваниями верхних дыхательных путей.

Поскольку камень заслуженно называют волосатиком, его рекомендуют носить людям, страдающим выпадением волос. Самородки с вкраплениями красно-золотистого цвета применяются литотерапевтами для лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы. Черно-зеленые камни способны помогать людям с ослабленной нервной системой. Украшения рекомендуют надевать в период депрессий и жизненных неурядиц.

Магические свойства камня были известны еще со времен Древнего Египта. Во времена Средневековья в Европе этот камень использовали гадалки для определения будущего человека. Они позиционировали волоски как мостики, связывающее прошлое, настоящее и будущее. Особенный интерес у магов и экстрасенсов вызывают самородки с зелеными и красными вкраплениями. Считается, что эти цвета в несколько раз усиливают энергетическую силу минерала.

Амулеты и обереги изготавливаются, в большинстве случаев, из самородков крупного размера. Очень часто к этим изделиям добавляют маленькие зеркала. Амулет не должен иметь оправу. Однако астрологи и маги не рекомендуют носить такой оберег постоянно. Лучше хранить его дома в укромном месте и лишь иногда держать в руках. В случае непрерывного ношения оберег может начать действовать в обратную сторону.

Кварц волосатик с золотистым рутилом (видео)

Рутил и знаки зодиака

Наибольшим сочетанием рутил обладает со следующими знаками зодиака:

• Телец;

Однако не возбраняется ношение этого камня и другими представителями зодиакального созвездия. Украшения, инкрустированные рутилом, рекомендуется носить одиноким мужчинам и незамужним женщинам вне зависимости от знака зодиака.

Этот камень помогает обрести счастье в личной жизни, а также восстановить разрушившиеся семейные узы. Камень необходимо дарить человеку, от которого хочется получать взаимные чувства.

Меньше остальных с этим минералом контактируют Овны. Если Весы будут носить этот камень, то у них откроются таланты, о которых люди до этого даже не догадывались. Долгожданное душевное спокойствие могут обрести Водолеи. Для представителей этого знака зодиака оптимальным будет ношение рутила с золотистыми вкраплениями. Однако не стоит забывать о том, что рутил не терпит постоянного ношения. Даже если у вас есть серьги или кольцо с этим минералом, астрологи рекомендуют периодически давать украшениям «отдых».

В промышленности большое распространение получила электро- и газовая сварка. Каждый вид обладает конкретными преимуществами, но имеет и некоторые отрицательные качества. Для сварочного процесса используются разные расходные материалы. Рутиловые электроды — не исключение.

Рутиловые электроды обычно применяются при ручной дуговой сварке и наплавке.

Особенности материала

Технологический процесс сварки не может происходить без сварочного электрода. Для каждого вида сварки разработан определенный вид электродов.

Сам сварочный электрод сделан из двух частей. Это его сердцевина и соответствующее покрытие. Сердцевина делается из металла и покрывается особым порошком, который наносится равномерно. Состав покрытия во многом влияет на качественные показатели сварочного процесса, от него зависит, какой материал можно сваривать данным электродом.

Преимуществами рутиловых электродов являются: способность легко зажигаться, создавать дугу и склонность к созданию пор.

В последнее время большую популярность у сварщиков имеет электрод с особым покрытием, называемым рутилом. Что такое рутиловые электроды? В основном покрытие сделано из оксида титана и обладает большими преимуществами в сравнении с другими. Это связано с несколькими причинами.

Прежде всего, покрытие не выделяет токсичных газов. Это очень важно, так как это напрямую связано со здоровьем рабочего. Такие электроды дают возможность серьезно сократить время сварочного процесса. Материалы, имеющие рутиловое покрытие, можно применять для проведения работ в вертикальной плоскости.

При сварке различных видов стали требуется учитывать уровень технологических показателей электродов:

• сварка в пространстве;
• род сварочного тока;
• производительность;
• возможность появления пор;
• наличие водорода;
• появление трещин.

Рутиловые электроды не стоит использовать в работе при слишком высоких температурах.

Все указанные выше характеристики обязательно нужно учитывать, когда делается выбор марки электрода. Это сильно зависит от используемого покрытия. Они могут быть:

• целлюлозными;
• кислыми;
• смешанными;
• рутиловыми.

Рассмотрим сварочные электроды, которые имеют рутиловое покрытие. Основой такого покрытия является рутиловый концентрат, которого больше 50%. Шов, который получается после сварочных работ рутиловым электродом, состоит из низкоуглеродистой стали. Полученный металлический шов имеет высокую стойкость к возникновению трещин, если проводить сравнение с подобными электродами, оснащенными кислым покрытием.

Главные параметры сварочного шва, полученного рутиловыми электродами, напоминают сварку, проводимую электродами марки Э42. Этот вид наделен малой чувствительностью к возникновению пор, когда происходит изменение величины длины дуги. Электроды не обладают чувствительностью, когда проводится сварка водянистой поверхности или требуется сварить кислую поверхность.

Вернуться к оглавлению

Положительные качества рутиловых электродов

Если сравнивать их с аналогичными видами, то можно выделить различные положительные качества:

1. Газовые выделения нетоксичны. Наносят минимальный вред здоровью сварщика.
2. При работе переменным током поддерживается стабильное и сильное горение дуги.
3. В случае разбрызгивания наблюдаются небольшие потери металла.
4. Без труда отделяется шлаковая корка.
5. Качественное формирование шва.

В состав рутиловых электродов входят алюмосиликаты, карбонаты и минерал рутил.

Когда покрытие имеет много карбонатов, увеличивается щелочность шлака. В результате наплавленный металл получает малое количество кремния, обнаруживается низкое содержание кислорода. Происходит увеличение показателей ударной вязкости, увеличивается стойкость металла, сводится к нулю образование трещин.

В случае большой влажности покрытий наблюдается малое количество водорода в металлическом шве, практически минимизируется образование пор.

За счет присутствия TiO2 в электродах, имеющих рутиловое покрытие, они способны с легкостью повторно зажечь дугу. Причем этот процесс не требует удаления пленки с кратера электрода, так как при большом количестве TiO2 он имеет свойства полупроводниковой проводимости. Он способен зажечь дугу, не входя в соприкосновение своим стержнем со свариваемым металлом. Такое положительно качество рутилового покрытия позволяет выполнять работу короткими швами, при которой приходится очень часто прерывать горение дуги.

Чтобы проводить сварочные работы, можно использовать только рутиловые качественные электроды, которые прошли сушку более 24 часов. Если они были прокалены при большой температуре, возможно появление пор. Их появление может быть связано с увеличением силы тока, когда выполняется сварка тавровыми швами, когда варится тонкий металл и требуется использование электродов большого размера.

Когда проводится сварка стали, имеющей окалину, такие электроды не образуют поры. Они наделены высокой стойкостью в случае образования трещин, если сравнивать их с аналогичными электродами, отличающимися кислым покрытием.

В основном данный тип имеет технологические показатели, которые намного лучше показателей электродов, имеющих другое покрытие. Использование рутила обеспечивает великолепное постоянство работы дуги, когда проводится сварка постоянным электрическим током.

Электроды отличает низкий показатель разбрызгивания, простота отделяемости шлаковых образований. Этот вид считается самым лучшим для проведения сварочных работ на потолке, а также в вертикальной плоскости. Такая простота возникает вследствие того, что этот тип покрытия во время плавления начинает образовывать соединения титана, которые мгновенно появляются на поверхности, выплывая из расплавленной ванны.

Кроме того, такие титановые покрытия сильно увеличивают вязкость шлака, особенно в моменты понижения температуры. Эти шлаки получили название «короткие».

Технологические свойства рутиловых электродов:

• простота зажигания дуги;
• минимальное образование пор в момент розжига;
• высокая сопротивляемость усталостным характеристикам сварочных соединений.

Благодаря высокому содержанию металлического порошка в рутиловых покрытиях происходит уменьшение количества углерода в сварочном шве, сера распределяется более однородно.

Рутил, гематит (сросток кристаллов). Бразилия. Коллекция геологического музея г.Лозанны, Швейцария. Фото Д.Тонкачеев.

Кристаллическая структура рутила типична, она отличается некоторым и особенностями от плотноупакованных структур оксидов, таких как корунд . Если в кристаллической структуре типа корунда листы плотнейшей упаковки ионов кислорода располагаются перпендикулярно тройной оси, а в структуре типа шпинели - параллельно граням октаэдра (т.е. также перпендикулярно тройным осям), то в кристаллической структуре типа рутила, как показал Н.В. Белов , направления плотнейшей упаковки в виде колонок параллельны главной (четверной) оси кристаллов рутила. Каждый ион Тi окружается шестью нонами кислорода, располагающимися по углам почти правильного октаэдра.
Такие октаэдры в кристаллической структуре рутила вытянуты вдоль оси "с" в виде прямолинейных колонок, чем и обусловливается игольчатый или шестоватый облик кристаллов с направлениями плоскостей спайности параллельно вытянутости индивидов. Характерно, что в структуре рутила, в отличие от других модификаций ТiO 2 , каждый октаэдр ТiO 6 имеет по два ребра, общих с соседними октаэдрами. Поскольку колонки плотно упакованных ионов кислорода, вытянутых вдоль чстверной оси рутила, в сущности отвечают одному из трёх возможных направлений в плоскости гексагональной плотнейшей упаковки, то не случайно, что для минералов группы рутила мы имеем коленчатой формы двойвики н тройники срастания с углом, образуемым отдельными индивидами, близким к 120° (т. е. соответственно направлениям гексагональной сетки). Таким путём могут возникнуть даже кольцеобразные шестерники. Это же обстоятельство лежит в основе закономерных (под углом 120°) нарастаний тончайших иголочек или призматических кристалликов рутила на базальном пинаконде {0001} гематита, ильменита, слюд и других минералов, грани которых представлены плоскостями плотнейшей упаковки ионов кислорода.

Применение

Добывается гл. образом из комплексных титан-циркониевых россыпей . Природный рутил используют для выплавки ферротитана, применяемого в производстве некоторых стойких при ударе сортов стали, для изготовления титановых белил, изделий с высокой диэлектрической проницаемостью, в керамике. Кристаллы искусственного рутила могут быть применены для изготовления выпрямителей, работающих при высокой температуре. Чистые кристаллы рутила с определенными примесями, подобно рубину , могут использоваться в квантовых генераторах света. Pутил получен искусственно различными способами.

Фотографии рутила

Рутил (англ. RUTILE) - T i O 2

КЛАССИФИКАЦИЯ

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Рутил - распространенный минерал; важнейший компонент титановых руд. Включения рутила создают оптические эффекты во многих ювелирных камнях. Назван по окраске (лат. «rutilus» - красноватый). Термин ввел немецкий минералог А. Г. Вернер (Abraham Gottlob Werner) в 1803 году.

Впервые рутил был установлен в 1770 году на Среднем Урале немецким ученым П. С. Палласом (Peter Simon Pallas), который во второй половине XVIII века много путешествовал по России. Тогда новый минерал был описан им как лучистый шерл.

Другие синонимы: шерл красный - «shorl rouge» (Rome de Lisle; 1783), криспит - «crispite» (Delametherie; 1797), волосы венеры (англ. - venus’s hair stone), стрелы амура (франц. - fleches d’amour), волосы из бороды пророка, гранат шерловидный, руда титановая, шерл титановый.

Состав: оксид титана - ТіО2. В природе это вещество встречается в виде четырех полиморфных модификаций - минералов одинакового хим. состава, но различающихся строением кристаллов. Это рутил, анатаз, брукит и очень редкий акаогиит.

Сингония рутила: тетрагональная. Теоретическое содержание Ті - 59,95%. Обычно содержит примесь железа (отчасти за счет включений). Также отмечаются небольшие количества Sn, V, Nb, Ta, Cr. Разности с высоким содержанием железа (Fe2O3 до 11%) известны как нигрин (nigrine - D. Karsten; 1800).

Кристаллическая структура рутила представляет собой один из характерных типов простых структур. Атомы титана расположены в вершинах и центре элементарной ячейки. Каждый из них находится в окружении шести атомов кислорода, образующих несколько искаженный правильный октаэдр. Подобное строение имеет ряд минералов, химический состав которых отвечает формуле AO2, например - (SnO2) или (MnO2).

Кристаллы рутила преимущественно удлиненно-призматические до игольчатых. Обычны коленчатые и полисинтетические двойники, тройники и более сложные формы. Боковые грани призм часто покрыты вертикальной штриховкой, бороздками, бугорками. Также характерны тонкие волосовидные кристаллики («волосы венеры» или «стрелы амура»), образующие включения в кварце, корунде, гранате, полевых шпатах и других минералах. Встречаются ориентированные срастания кристаллов рутила с гематитом, ильменитом, магнетитом.

Эффектно смотрятся сетчатые двойниковые сростки игольчатого рутила, известные как сагенит (sagenit - de Saussure; 1796). Обычно они развиваются на , или , реже наблюдаются в слюдах, хлоритах.

Рутил; сагенитовая решетка в кварце; Светлинское м-ние, Южный Урал. Фото: Г. Черныш.

Окраска: бурая, красновато-бурая до красной, темно-желтая; реже синеватая, фиолетовая. Разности с высоким содержанием железа (нигрин) - почти черные; хром-содержащие - зеленоватые. Блеск: алмазный, металловидный. Обычно прозрачен только в тонких сколах. Анизотропен. Черта: желтая до бледно-коричневой. Отличается очень высокими показателями преломления: 2,605 - 2,899 (макс двупреломление - 0,294).

Хрупкий. Излом: неровный до раковистого. Отчетливая спайность в направлении, параллельном главной оси призмы кристалла. Твердость: 6 - 6,5. Удельный вес: от 4,2 до 4,4 г/см3 - возрастает с увеличением содержания примесей железа, а также ниобия и тантала. Под паяльной трубкой не плавится (t плавления - около 1850°C). В кислотах не растворяется.

Распространен широко. Образуется в различных условиях. Встречается в магматических, метаморфических и осадочных горных породах, пегматитах, жилах альпийского типа, а также в рудах практически любого происхождения и состава.

В промышленных количествах содержится в кварцитах некоторых древних метаморфических толщ, в серицитовых, графитовых и хлоритовых сланцах, апатитовых жилах и др. Устойчив к выветриванию и накапливается в россыпях, в результате чего образуются особо ценные титановые руды.

Рутил; кристаллы из россыпи; Андрее-Юльевский прииск, Южный Урал. Фото: Д. Соловьев.

Часто рутил наблюдается в виде включений в других минералах, в первую очередь - в кварце и корунде.

Богат рутилом Средний и Южный Урал. Здесь находят кроваво-красные и черные кристаллы размером до 35 см. На Приполярном Урале широко распространен горный хрусталь с включениями рутила (кварц-волосатик). Наиболее значимые месторождения расположены в Казахстане, Азербайджане, США (Джорджия, Сев. Каролина), Канаде (Квебек), на юге Австралии. Рутиловый кварц высокого качества добывают в Бразилии (Баия, Минас-Жерайс).

За оригинальную форму кристаллов и разнообразную цветовую гамму рутил высоко ценится коллекционерами. После обработки он приобретает алмазный блеск и шелковистость. Пригодные для огранки кристаллы встречаются нечасто, но из них получаются довольно красивые ювелирные камни.

Благодаря высоким показателям преломления и дисперсии (которая у рутила сильнее, чем у самого алмаза), они обладают яркой цветовой игрой. Но к сожалению, густой красный цвет обычно проявляется только в камнях менее 1 карата; более крупные самоцветы выглядят черными (хотя на самом деле они темно-красные). Красивый ограненный рутил массой 3,7 карата хранится в одном из музеев Калгари (Канада).

Очень эффектно смотрятся сростки тонких игольчатых кристаллов рутила, а также его включения в других минералах, особенно в .

Рутил в горном хрустале («кварц-волосатик»); Андрее-Юльевский прииск, Южный Урал; огранка 95 карат. Мастер А. Сысоев.

Однако такие камни легко отличить от алмазов по характерным включениям в виде пузырьков газа и желтоватому оттенку. К тому же твердость рутила составляет всего 6 единиц, а это значит что его можно оцарапать даже кварцем. В наше время синтезированный рутил в качестве имитации бриллиантов практически не применяется, уступив более качественным материалам, в первую очередь - , который в странах Запада известен как кубик циркония («cubic zirconia» или просто «CZ»).

Рутил является одним из важнейших компонентов титановых руд, а стало быть служит сырьем для производства металла, имеющего огромное значение. В последние десятилетия титан стал незаменим в металлургии, аэрокосмической индустрии, во многих других отраслях промышленности. Помимо прочего, титан оказался едва ли не единственным металлом, не отторгаемым человеческим организмом. Поэтому его используют в медицине, как материал для протезирования.

Визуально рутил можно определить по тетрагональной форме призматических кристаллов и характерным для него коленчатым двойникам. От схожих по облику кристаллов касситерита и циркона он отличается физическими свойствами: от первого - значительно более низким удельным весом (4,3 против 6,9); от второго - меньшей твердостью (6 против 7,5).

Игольчатые и волосовидные кристаллы рутила отличаются от схожих выделений турмалина формой поперечного сечения - у она имеет вид сферического треугольника, что является одним из его надежных диагностических признаков.

минерал Рутил

Английское название: Rutile

Химический состав- содержание (в %): Ti- 60; О - 40; обычны примеси железа, олова, ниобия и тантала.
дитетрагонально-дипирамидальный вид симметрии.
Спайность- совершенная по (110), менее ясная по (100).

Встречается в виде призматических, столбчатых, игольчатых и волосовидных кристаллов с главными простыми формами (110), (100), (120), (130), (230), (101), (111) и др. Характерны коленчатые двойники, тройники, сетчатые сростки двойников игольчатого рутила (сагениты). Кристаллы нередко изогнуты, имеют штриховку вдоль удлинения. Распространены также мелко-и крупнозернистые сплошные массы, где иногда рутил ассоциирует с кварцем и ильменитом.

Цвет - темно-бурый, красновато-бурый до черного, иногда буровато-желтый. Черта - желтая до светло-коричневой. Блеск - металлический до алмазного. Прозрачность - непрозрачный, в тонких сколах просвечивает. Твердость - 6-6,5; хрупкий. Плотность - 4,2- 4,3 г/см3. Излом - раковистый. Сингония - тетрагональная. Спайность-совершенная по (110), менее ясная по (100). Форма кристаллов в виде призматических, столбчатых, игольчатых и волосовидных кристаллов с главными простыми формами (110), (100), (120), (130), (230), (101), (111) и др. Характерны коленчатые двойники, тройники, сетчатые сростки двойников игольчатого рутила (сагениты). Кристаллы нередко изогнуты, имеют штриховку вдоль удлинения. Агрегаты распространены мелко- и крупнозернистые сплошные массы, где иногда рутил ассоциирует с кварцем и ильменитом. П. тр. не плавится. Поведение в кислотах нерастворим.

Свойства минерала

• Удельный вес: 4,2 - 4,3
• Форма выделения: в виде призматических, столбчатых, игольчатых и волосовидных кристаллов с главными простыми формами (110), (100), (120), (130), (230), (101), (111) и др. Характерны коленчатые двойники, тройники, сетчатые сростки двойников игольчатого рутила (сагениты). Кристаллы нередко изогнуты, имеют штриховку вдоль удлинения
• Классы по систематике СССР: Оксиды
• Химическая формула: ТiO 2
• Сингония: тетрагональная
• Цвет: темно-бурый, красновато-бурый до черного, иногда буровато-желтый
• Цвет черты: желтая до светло-коричневой
• Блеск: металлический алмазный
• Прозрачность: просвечивает непрозрачный
• Спайность: cовершенная
• Излом: раковистый
• Твердость: 6 6,5
• Хрупкость: Да
• Дополнительно: П. тр. не плавится