Assessment Manual: Heavy Minerals of Economic Importance
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Assessment Manual Heavy Minerals of Economic Importance Heavy Minerals of Economic Importance (Ilmenite and Leucoxene, Rutile, Zircon, Monazite and Xenotime, Kyanite, Sillimanite and Andalusite, Staurolite, Garnet, Chromite, Magnetite, Cassiterite, Columbite-Tantalite, Wolframite and Scheelite) HARALD ELSNER [218 p., 31 fig., 125 tab.] 3 Heavy minerals (ilmenite, leucoxene, rutile, zircon, monazite, xenotime, kyanite, sillimanite, andalusite, staurolite, garnet, chromite, magnetite, cassiterite, columbite- tantalite, wolframite, scheelite), genesis, deposits, quality, use, parameters, technological properties, occurrences, production, reserves [Heavy minerals of economic importance] A b s t r a c t : Usually, heavy minerals are not the first thing on the mind of working geologists in Germany. However, on a global scale, they are of crucial economic importance as non-metallic and metallic raw materials alike. Economic heavy mineral deposits are mainly located in tropical and sub-tropical countries. Heavy minerals are traded globally as bulk and bagged minerals. The economics of the various heavy minerals is the subject of this monograph. The group of heavy minerals described includes ilmenite and leucoxene, rutile, zircon, monazite and xenotime, kyanite, sillimanite and andalusite, staurolite, garnet, chromite, magnetite, cassiterite, columbite-tantalite, as well as wolframite and scheelite. The report starts with an outline of the ore genesis of heavy mineral deposits and how they are mined. It is followed by data on the mineralogy, petrography, chemistry and ore genesis of each of the heavy minerals, plus extensive information on their application, their uses in various products, and their potential substitutions by other materials. Background information, reserves and production data, as well as a selection of basic references, conclude each chapter. [Schwerminerale von wirtschaftlicher Bedeutung] Kurzfassung: Schwerminerale stehen nicht so sehr im Bewusstsein des in Deutschland tätigen Geologen. Weltweit sind sie als nichtmetallische aber auch metallische Mineralrohstoffe jedoch von großer wirtschaftlicher Bedeutung. Vor allem in Ländern der tropischen und subtropischen Zone finden sich bauwürdige Anreicherungen von Schwermineralen. Fast alle Schwerminerale werden weltweit und in großen Mengen gehandelt. Die wirtschaftliche Bedeutung der verschiedenen Schwerminerale ist Gegenstand dieser Monographie. Die Gruppe der hier beschriebenen Schwerminerale umfasst Ilmenit und Leukoxen, Rutil, Zirkon, Monazit und Xenotim, Disthen, Sillimanit und Andalusit, Staurolith, Granat, Chromit, Magnetit, Cassiterit, Columbit-Tantalit sowie Wolframit und Scheelit. Zu Beginn der Abhandlung steht ein Überblick über die Genese von Schwerminerallagerstätten und deren Abbau. Die einzelnen Schwerminerale werden danach getrennt mineralogisch, petrographisch, chemisch sowie lagerstättengenetisch beschrieben. Es folgen umfangreiche Informationen zur Verwendung der Minerale und der aus ihnen gewonnenen Produkte einschließlich der Möglichkeiten ihrer Substitution. Hintergrundinformationen und Zahlen zur Vorratssituation und Produktion sowie eine Auswahl grundlegender Schriften schließen jedes Kapitel ab. [Minerales pesados de importancia económica] Resumen: Minerales pesados no tienen un gran papel en la consciencia de los Geólogos en Alemania. Sin embargo los minerales pesados metálicos y no-metálicos tienen una gran importancia económica a escala mundial. Especialmente en los países de la zona tropical y subtropical se encuentran enriquecimientos de minerales pesados que son dignos de explotar. Casi todos los minerales pesados se venden y además en gran cantidades a escala mundial. La 4 importancia económica de los distintos minerales pesados es el objeto de esta monografía. El grupo de los minerales pesados aqui describidos comprende ilmenita y leucoxeno, rutilo, circón, monacita y xenotima, distena, silimanita y andalucita, estaurolita, granate, cromita, magnetita, cassiterita, columbita-tantalita así como wolframita y scheelita. Al comienzo del tratado se encuentra una visión general de la génesis de los yacimientos de minerales pesados y de su explotación. La descripción mineralógica, petrográfica, química así como de la génesis de los yacimientos de los minerales pesados sucede por seperado. Siguen informaciónes extensos sobre el uso de los minerales pesados y de sus productos incluyendo las posibilidades de su sustitución. Informaciónes de trasfondo y cifras de las reservas y de la producción así como una selección de escrituras básicas concluyen cada capitulo. [Importance économique des minéraux lourds] Résumé: En Allemagne, les géologues ne sont pas conscients de l´importance des minéraux lourds. Cependant, ceux-ci sont d´une grande importance sur le plan économique en tant que matières premières minérales métalliques et non métalliques. Ils sont surtout localisés dans les pays tropicaux et subtropicaux. Presque tous les minéraux lourds sont exploités en grande quantité dans le monde entier. L´importance économique de ces différents minéraux fait l´objet de cette monographie. Le groupe des minéraux décrits comprend: ilménite et leucoxène, rutile, zircon, monazite et xénotime, disthène, andalousite et sillimanite, staurolite, grenat, chromite, magnétite, casssiterite, columbite-tantalite, wolframite et scheelite. Un aperçu général de la genèse des gisements et de leur exploitation se trouve en début du rapport. Chaque minéral lourd est classifié de façon minéralogique, pétrographique et chimique et est décrit selon la génétique du gisement. On trouve par la suite des informations détaillées sur l´utilisation des minéraux lourds et des produits obtenus de leur exploitation ainsi que les possibilités de substitution de ceux-ci. Chaque chapitre se termine par des informations d´arrière- plan, des chiffres sur les réserves et sur la production ainsi qu´un choix de publications de référence. 5 Table of contents Page Introductory remarks ....................................................................................... 9 Introduction ..................................................................................................... 10 1 Overview .......................................................................................................... 13 1.1 Classification and definition ............................................................................. 13 1.2 Genesis of Placers ............................................................................................. 14 1.3 Extraction and Processing ................................................................................. 18 1.4 Notes on Prospecting and Exploration .............................................................. 19 1.5 General References ........................................................................................... 20 2 Ilmenite and leucoxene ................................................................................... 23 2.1 Mineralogy, petrography, chemistry ................................................................. 23 2.2 Formation of deposits and occurrences ............................................................. 25 2.3 Applications ...................................................................................................... 27 2.4 Substitutes ......................................................................................................... 38 2.5 Raw material and quality specifications (reference values) .............................. 38 2.6 Deposit size and reserves .................................................................................. 47 2.7 Important producing countries .......................................................................... 51 2.8 References ......................................................................................................... 52 3 Rutile ................................................................................................................ 55 3.1 Mineralogy, petrography, chemistry ................................................................. 55 3.2 Formation of deposits and occurrences ............................................................. 55 3.3 Applications ...................................................................................................... 57 3.4 Substitutes ......................................................................................................... 57 3.5 Raw material and quality specifications (reference values) .............................. 57 3.6 Deposit size and reserves .................................................................................. 63 3.7 Important producing countries .......................................................................... 65 3.8 References ......................................................................................................... 67 4 Zircon ............................................................................................................... 69 4.1 Mineralogy, petrography, chemistry ................................................................. 69 4.2 Formation of deposits and occurrences ............................................................. 70 4.3 Applications ...................................................................................................... 70 4.4 Substitutes ......................................................................................................... 75 4.5 Raw material and quality