Rutilo

L'ilmenorutilo è una varietà di rutilo contenente niobio.

Rutile è un minerale accessorio comune nelle rocce metamorfiche ad alta temperatura e alta pressione e nelle rocce ignee. Termodinamicamente, il rutilo è il polimorfo più stabile di TiO2 a tutte le temperature, esibendo un'energia libera totale inferiore rispetto alle fasi metastabili di anatasio o brookite. Di conseguenza, la trasformazione dei polimorfi di TiO2 metastabili in rutilo è irreversibile. Poiché ha il volume molecolare più basso dei tre polimorfi principali, è generalmente la fase principale di contenimento del titanio nella maggior parte delle rocce metamorfiche ad alta pressione, principalmente eclogiti. All'interno dell'ambiente igneo, il rutilo è un minerale accessorio comune nelle rocce ignee plutoniche, sebbene si trovi occasionalmente anche in rocce ignee estrusive, in particolare quelle come kimberliti e lamproiti che hanno sorgenti di mantello profondo. Anatasio e brookite si trovano nell'ambiente igneo in particolare come prodotti di alterazione autogena durante il raffreddamento di rocce plutoniche; l'anatasi si trova anche nei depositi di placer provenienti dal rutilo primario. La presenza di cristalli di grandi dimensioni è più comune nelle pegmatiti, negli skarn e nei verdi di granito. Il rutilo si trova come minerale accessorio in alcune rocce ignee alterate e in alcuni gneiss e scisti. In gruppi di cristalli aciculari si vede frequentemente penetrare il quarzo come nelle fléches d'amour dei Grigioni, in Svizzera. Nel 2005 la Repubblica della Sierra Leone in Africa occidentale aveva una capacità di produzione del 23% della fornitura annuale di rutilo mondiale, che è salita a circa il 30% nel 2008.

Rutile ha una cella unitaria tetragonale, con parametri della cella unitaria a = b = 4,584 Å e c = 2,953 Å. I cationi di titanio hanno un numero di coordinazione di 6, il che significa che sono circondati da un ottaedro di 6 atomi di ossigeno. Gli anioni dell'ossigeno hanno un numero di coordinazione di 3, risultante in una coordinazione planare trigonale. Rutile mostra anche un asse della vite quando i suoi ottaedri vengono visualizzati in sequenza. Si osserva più comunemente che i cristalli di rutilo mostrano un'abitudine di crescita prismatica o aciculare con orientamento preferenziale lungo il loro asse c, la direzione [001]. Questa abitudine di crescita è favorita poiché le {110} sfaccettature del rutilo mostrano l'energia libera superficiale più bassa e sono quindi termodinamicamente più stabili. La crescita orientata sull'asse c del rutilo appare chiaramente nei nanotubi, nei nanofili e nei fenomeni di crescita anormale del grano di questa fase.

In quantità sufficientemente grandi nelle sabbie della spiaggia, il rutilo costituisce un importante costituente di minerali pesanti e depositi di minerali. I minatori estraggono e separano i minerali preziosi, ad esempio rutilo, zircone e ilmenite. Gli usi principali del rutilo sono la produzione di ceramica refrattaria, come pigmento, e per la produzione di titanio metallico. Il rutilo finemente in polvere è un pigmento bianco brillante e viene utilizzato in vernici, plastica, carta, alimenti e altre applicazioni che richiedono un colore bianco brillante. Il pigmento di biossido di titanio è il singolo più grande utilizzo di titanio in tutto il mondo. Le particelle su nanoscala di rutilo sono trasparenti alla luce visibile ma sono altamente efficaci nell'assorbimento della radiazione ultravioletta. L'assorbimento UV delle particelle di rutilo di dimensioni nanometriche è spostato verso il blu rispetto al rutilo sfuso, in modo che la luce UV ad alta energia venga assorbita dalle nanoparticelle. Pertanto, vengono utilizzati nei filtri solari per proteggere dai danni alla pelle indotti dai raggi UV. Piccoli aghi rutili presenti nelle gemme sono responsabili di un fenomeno ottico noto come asterismo. Le gemme asteriate sono conosciute come gemme "stellari". Gli zaffiri stellati, i rubini stellari e altre gemme "stellari" sono molto ricercati e generalmente sono più preziosi delle loro controparti normali. Il rutilo è ampiamente usato come rivestimento per elettrodi di saldatura. Viene anche utilizzato come parte dell'indice ZTR, che classifica i sedimenti altamente alterati. Il rutile, in quanto semiconduttore a grande intervallo di banda, è stato negli ultimi decenni oggetto di significative ricerche verso applicazioni come ossido funzionale per applicazioni in fotocatalisi e magnetismo diluito. Gli sforzi di ricerca utilizzano tipicamente piccole quantità di rutilo sintetico piuttosto che materiali derivati da depositi minerali.

Il rutilo è un minerale accessorio molto comune delle rocce metamorfiche e magmatiche intrusive. Si ritrova frequentemente anche nei filoni di quarzo. Si concentra con altri minerali pesanti nelle sabbie derivanti da erosione. Il biossido di titanio, largamente presente in natura, possiede proprietà catalitiche, e probabilmente ha favorito i processi di sintesi prebiotica alla base della nascita della vita sulla terra. Splendidi cristalli si trovano nelle fessure alpine del Gottardo, delle valli di Tavetsch, Cavradi e Castione in Svizzera. In Alto Adige si rinviene in Val di Vizze e Valle Aurina. Nei monti Graves della Georgia (U.S.A.) si trova incluso nella pirofillite. In Norvegia è frequente nei filoni ricchi di apatite. In Virginia (U.S.A.) è abbondante nelle rocce a orneblenda. Comune anche in Australia, Brasile e Messico. In Liguria a Pian Paludo (SV) si rinviene in masserelle minute.

Rutilo sia una potente pietra curativa. Funziona su tutti i chakra, allineandoli e attivandoli ciascuno. Si dice che rimuova le forze negative e rifornisca il corpo di energia positiva. Si crede che possa migliorare la propria chiarezza mentale e portare a maggiori risultati.