کانی روتایل یا روتیل (Rutile) و خصوصیات آن

روتایل (Rutile) رایج ترین و پایدارترین شکل دی اکسید تیتانیوم است که در طبیعت یافت می شود. این کانی تحت فشار بالا و دمای بالا در سنگهای آذرین و دگرگونی تشکیل می شود. اگرچه احتمالاً کانی روتایل بیشتر به عنوان اینکلوژن در سایر گوهرها شناخته می شود، بلورهای روتایل به تنهایی آنقدر زیبا هستند که یک کلکسیونر گوهرسنگ را تشنه یافتن آن کند. روتایل می تواند رنگ قرمز پر رنگی را نشان دهد. جالب اینکه نمونه های روتایل مصنوعی می توانند رنگ های مختلفی را نشان دهد و حتی به عنوان شبهه الماس استفاده شوند. 

جدول مشخصات روتایل
ترکیب شیمیایی	TiO2 + Nb, Ta, Fe.
سیستم بلوری	تتراگونال
رنگ	سیاه، خاکستری، قرمز تیره، قرمز مایل به قهوه ای. مایل به سبز (در صورت وجود Nb)، همچنین مایل به آبی و بنفش. انواع غنی از کروم سبز تیره است.
شفافیت	شفاف، شفاف، مات
رخ	Distinct
شکستگی	Sub-Conchoidal
جلا	آدامانتین، متالیک
ضریب شکست نور	2.609 to 2.903
اختلاف شکست مضاعف	0.287
سختی موس	6 – 6.5
وزن مخصوص	4.20 تا 4.30
فلورسانس	–

کانی روتایل چیست؟

نام “روتایل” یا “روتیل” برای اولین بار توسط آبراهام گوتلوب ورنر زمین شناس آلمانی در سال 1800 معرفی شد. این نام از کلمه لاتین rutilus به معنای “مایل به قرمز” گرفته شده است. این کانی قبلاً با نام‌های دیگری مانند «شورل قرمز» و برخی نام‌های دیگر شناخته می‌شد که برخی از آنها بعداً به عنوان مترادف یا نوع شناخته می‌شدند.
روتایل درواقع عضوی از گروه معدنی روتایل است. روتیل نسبت به سایر پلی‌مورف‌های TiO2 رایج‌تر است، این کانی متراکم، با دمای بالا و فشار بالا است که هم در سنگ‌های آذرین (گرانیت، سینیت، پگماتیت) و هم در سنگ‌های دگرگونی (اکلوژیت، مرمر) وجود دارد. بلورهای روتایل معمولاً با فرم رشد منشوری یا سوزنی شکل با جهت گیری ترجیحی در امتداد محور c خود، جهت [001] مشاهده می شوند.

دو پلی مورف کمیاب تر دیگر TiO2 ، آناتاز و بروکیت هستند. آنها فرمول شیمیایی مشابهی دارند، TiO2 (دی اکسید تیتانیوم)، اما دارای سیستم های بلوری متفاوت و دیگر خصوصیات گوهرشناسی هستند. این گوهرها به ندرت تراش می خورند، اما از بین این سه سنگ ، احتمال اینکه با یک روتایل با تراش دامله یا فست روبرو شوید بیشتر است. تنها عضو با کیفیت گوهری از این گروه که (به ندرت) قالبت تراش فست دارد، کاسیتیت است.

روتایل به عنوان اینکلوژن در سایر گوهرها

کریستال‌های روتیل به‌عنوان درونگیرهای سوزنی، درون طیف گسترده‌ای از سنگها مانند کوارتز و عقیق (ساژنیت) وجود دارند. نمونه های کوارتز روتیل دار می توانند سنگ های قیمتی خیره کننده و همچنین نمونه های کلکسیونی زیبایی باشند.
در کوراندوم (یاقوت و سفایر)، کریستال های روتایل به صورت فیبری و نیدلهای بسیار ریز وجود دارند که باعث ایجاد پدیده آستریزم در سنگ هایی مانند یاقوت کبود استار می شوند. اینکلوژنهای روتیل همچنین باعث ایجاد شاتویانسی (اثر “چشم گربه ای cat’s eye “) در سنگهای جواهری مانند کریزوبریل می شود. گاهی اوقات، خود روتایل‌ها ممکن است چشم‌های گربه‌ای را هنگام تراش گنبدی شکل نشان دهند.

آیا روتیل به عنوان یک سنگ جواهری استفاده می‌شود؟

روتیل ها دارای مقدار سختی 6-6.5 در مقیاس موس هستند که آنها را تا حدودی در برابر خراش آسیب پذیر می کند. برای استفاده در جواهرات، به خصوص انگشترها، از پایه های محافظ استفاده کنید. با این حال، یکی از جذاب ترین خواص روتایل، پراکندگی استثنایی نور یعنی فایر یا “آتش” آن است. این گوهر نور سفید را به نقاط چشمک زن و چند رنگی تبدیل می کند. با دیسپرژن 0.28، پراکندگی آن شش برابر بیشتر از الماس است.
با این حال، روتایل های طبیعی با تراش فست ممکن است کلکسیونرها را ناامید کنند، زیرا اغلب بسیار تیره هستند. معمولا رنگ های قرمز پررنگ و تیره روتایل در سنگ های بیشتر از یک قیراط دیده نمی‌شود. روتایل هایی با جلای فلزی نیز پراکندگی خود را به خوبی نشان نمی دهند. همچین نمونه های دامله ممکن است انعکاس های قرمز رنگی را در شکاف ها و در امتداد ناخالصی ها نشان دهند.

روش تشخیص روتایل

متمایزترین مشخصه روتیل دیسپرژن یا پراکندگی نور بالای 0.28 آن است که تقریبا از همه سنگهای جواهری پیشی می گیرد. فقط کانی سینابر پراکندگی بالاتری دارد. با این حال، به ندرت می توان آن را به گونه ای برش داد که این ویژگی را نشان دهد.
روتیل‌ها سختی و وزن مخصوص (SG) بیشتری نسبت به آناتازها و بروکیت‌ها دارند. از سوی دیگر، کاسیتریت ها سخت تر و چگال تر هستند. روتایل هایی که از سوئیس استخراج می شوند کمی شفاف تر از سایر مناطق به نظر می رسند. وزن مخصوص روتیل در رابطه با عناصر کم مقدار آن تا حدودی متفاوت است بطوریکه وزن مخصوص آن:
SG اگر حاوی آهن(Fe) باشد: 4.2 – 4.4.
SG اگر حاوی نیوبیم (Nb) و تانتالیوم(Ta) باشد: 4.2 – 5.6

آیا روتایل های مصنوعی شبهه الماس خوبی هستند؟

دانشمندان روتایل را برای تحقیقات در بسیاری از زمینه ها، از جمله خواص فوتوکاتالیستی آن، مانند خواص آناتاز، سنتز کرده اند. روتایل مصنوعی از طریق فرآیند همجوشی ورنویل یا flame fusion تولید می شود. روتیل‌های مصنوعی نیز کاربرد جواهری پیدا کرده‌اند و اولین بار در سال 1948 در بازار جواهرات ظاهر شدند. این سنگ‌های شفاف و تقریباً بی‌رنگ تا تقریبا زرد با دیسپرژن بالای خود می توانند کاربرد زیادی در زیورآلات داشته باشند.

برای مدتی، تاجران جواهرات روتایل های مصنوعی را با نام تیتانیا به عنوان بدل الماس می فروختند. با این حال، این سنگ ها بیش از حد خصوصیت فایر یا آتش نشان می دادند که سبب می شد چندان شبیه به آنها نباشد. بنابراین، با ظهور شبه الماس های دیگر، مانند کوبیک زیرکونیا، استفاده از آنها متوقف شد.

روتیل های مصنوعی همچنین می توانند رنگ هایی مانند زرد، قهوه ای، قرمز و آبی داشته باشند. بهسازی حرارتی می تواند روتایل های سنتتیک مایل به زرد روشن را به رنگ آبی تبدیل کند.

کانی روتایل در چه مناطقی یافت می شود؟

روتیل یک کانی جانبی رایج در سنگ‌های دگرگونی با دمای بالا و فشار بالا است. در محیط آذرین، روتیل یک کانی جانبی رایج در سنگ‌های آذرین توده‌ای است، اگرچه گاهی اوقات در سنگ‌های آذرین برونی، به‌ویژه آنهایی مانند کیمبرلیت‌ها و لامپرویت‌ها که دارای منابع گوشته عمیق هستند، نیز یافت می‌شود. در سنگ‌های آذرین تغییر یافته و در گنیس ها و شیست های خاص نیز یافت می شود. بلورهای نمونه بزرگ بیشتر در پگماتیت ها، اسکارن ها و گریزن های گرانیتی دیده می شود.

به طور معمول سیرالئون نزدیک به یک سوم عرضه روتایل جهان را تولید می کند. کوه گریوز، ایالت جورجیا آمریکا، کریستال های روتیل ریز را در رگه های کوارتز تولید می کند. این قطعات می توانند تا چندین پوند وزن داشته باشند. سایر منابع قابل توجه با کیفیت گوهری عبارتند از:

ایالات متحده: مگنت کوو، آرکانزاس (بلورهای درشت و راف)؛ کالیفرنیا; کارولینای شمالی؛ داکوتای جنوبی؛ ویرجینیا
برزیل: کریستال های بزرگ و ریز.
فرانسه؛ میانمار؛ پاکستان؛ روسیه؛ سری لانکا؛ سوئیس.

کاربرد در صنایع

روتایل به عنوان یک سنگ معدنی کاربردهای صنعتی زیادی دارد. با توجه به مقدار کافی آن در ماسه های ساحلی، روتایل یک جزء مهم از مواد معدنی سنگین و ذخایر سنگ معدن را تشکیل می دهد. معدنچیان مواد معدنی ارزشمند را استخراج و جدا می کنند – مانند روتایل، زیرکون و ایلمنیت. کاربردهای اصلی روتایل، ساخت سرامیک نسوز، به عنوان رنگدانه و برای تولید فلز تیتانیوم است.

روتیل پودری ریز یک رنگدانه سفید درخشان است و در رنگ‌ها، پلاستیک‌ها، کاغذها، غذاها و سایر کاربردهایی که نیاز به رنگ سفید روشن دارند استفاده می‌شود. پیگمنت دی اکسید تیتانیوم بزرگترین کاربرد تیتانیوم در سراسر جهان است. ذرات نانومقیاس روتیل در برابر نور مرئی شفاف هستند اما در جذب اشعه ماوراء بنفش (ضدآفتاب) بسیار موثر هستند. جذب اشعه ماوراء بنفش ذرات روتیل در اندازه نانو در مقایسه با روتیل توده ای به رنگ آبی جابجا می شود به طوری که نور UV با انرژی بالاتر توسط نانوذرات جذب می شود. از این رو، آنها در کرم های ضد آفتاب برای محافظت در برابر آسیب های پوستی ناشی از UV استفاده می شوند. روتایل به طور گسترده ای به عنوان پوشش الکترود جوشکاری استفاده می شود. همچنین به عنوان بخشی از شاخص ZTR استفاده می شود که رسوبات بسیار هوازده را طبقه بندی می کند.

مراقبت و نگهداری از جواهر روتایل

اگر یک روتایل مصنوعی به عنوان بدل الماس دارید، به خاطر داشته باشید که اگرچه ممکن است از نظر پراکندگی نوری از الماس فراتر رود، اما سختی آن بسیار کمتر است (6-6.5 در مقابل 10 الماس). آن را جدا از سایر سنگ‌های جواهرات رایج مانند کوارتز، توپاز و الماس نگهداری کنید تا از خراشیدگی جلوگیری شود. برای تمیز کردن، از یک برس نرم، مواد شوینده ملایم و آب گرم استفاده کنید.