Fluorīts un fluoršpats: minerālu lietojums un īpašības

Saturs

• Kas ir Fluorīts?
• Fluorīta fizikālās īpašības
• Fluorescence
• Fluorīta rašanās
• Fluorīta lietojumi
• Fluorīta ražošana Amerikas Savienotajās Valstīs

Fluorīts: Šajā fotoattēlā redzami vairāki skaisti zili kubveida fluorīta kristāli ar neregulāriem pirīta kristāliem sejās. Fluorītu parasti atrod kā kubiskos kristālus, bet zilie kristāli ir neparasti. Zilo krāsu var izraisīt itrija neliels daudzums, kas fluora kristālu struktūrā aizvieto kalciju. Džovanni DallOrto foto, šeit izmantots saskaņā ar Creative Commons licenci.

Fluorīta šķelšanās: Fluorīts ir vienīgais izplatītais minerāls ar četriem ideālas šķelšanās virzieniem. Šī perfektā šķelšanās apvienojumā ar minerālu izometrisko kristālu struktūru bieži izraisa tā sadalīšanos ideālos oktaedros, kā parādīts šeit. Šie paraugi parāda arī purpursarkanās un dzeltenās krāsas, kas raksturīgas fluorītam. Hannesas Grobes foto, šeit izmantots saskaņā ar Creative Commons licenci.

Kas ir Fluorīts?

Fluorīts ir svarīgs rūpnieciskais minerāls, kas sastāv no kalcija un fluora (CaF₂). To izmanto visdažādākajos ķīmiskajos, metalurģiskajos un keramikas procesos. Paraugus ar izcilu diafāniskumu un krāsu sagriež dārgakmeņos vai izmanto, lai izgatavotu dekoratīvus priekšmetus.

Fluorīts vēnās tiek nogulsnēts hidrotermiskos procesos. Šajās klintīs tas bieži sastopams kā smags minerāls, kas saistīts ar metāla rūdām. Fluorīts ir atrodams arī dažu kaļķakmens un dolomītu lūzumos un dobumos. Tas ir ļoti izplatīts iežu veidojošais minerāls, kas atrodams daudzās pasaules daļās. Kalnrūpniecības nozarē fluorītu bieži sauc par "fluora paraugu".

Fluorīta fizikālās īpašības

Fluorītu ir ļoti viegli noteikt, ja ņem vērā šķelšanos, cietību un īpatnējo svaru. Tas ir vienīgais izplatītais minerāls, kam ir četri perfektas šķelšanās virzieni, bieži sadaloties gabalos ar oktaedra formu. Tas ir arī minerāls, kuru izmanto pēc četras cietības Mosa cietības skalā. Visbeidzot, tā īpatnējais svars ir 3,2, kas ir nosakāmi lielāks nekā lielākajai daļai citu minerālu.

Lai arī krāsa nav uzticama minerālu identificēšanas īpašība, raksturīgais violets, zaļš un dzeltens caurspīdīgs līdz caurspīdīgs fluorīta izskats minerālam ir tūlītējs vizuāls pavediens.

Fluorescējošs fluorīts: Ar fluoru slīpēti fluorīta paraugi normālā apgaismojumā (augšā) un īsviļņu ultravioletā gaismā (apakšā). Šķiet, ka fluorescence ir saistīta ar minerālu krāsu un joslu struktūru vienkāršā gaismā.

Fluorescence

1852. gadā Džordžs Gabriels Stokss atklāja fluorīta paraugu spēju radīt zilu mirdzumu, kad tas tika apgaismots ar gaismu, kas, viņa vārdiem sakot, bija "ārpus spektra violetā gala". Viņš nosauca šo parādību par "fluorescenci" pēc minerālfluorīta. Nosaukums guva plašu atzinību mineraloģijā, gemoloģijā, bioloģijā, optikā, komerciālajā apgaismojumā un daudzās citās jomās. (Skatīt fluorētu fluorescences piemēru nokritušos akmeņos skatiet fotoattēlu pārī.)

Fluorīts parasti mirdz zili violetā krāsā īsviļņu ultravioletā un garā viļņu ultravioletā starojuma ietekmē. Ir zināms, ka daži paraugi mirdz krēmkrāsā vai baltā krāsā. Daudzi paraugi nefluorē. Tiek uzskatīts, ka fluora fluorescence rodas, ja neliels daudzums itrija, eirija, samārija vai citu elementu aizvieto kalciju fluorīta minerālu struktūrā.

Fluora kristāla masa: Iespaidīgs fluorīta kristālu kopums no Berbes raktuves, Ribadesella, Astūrijas, Spānijā. Arkenstone paraugs un foto / www.iRocks.com.

Fluorīta rašanās

Lielākā daļa fluorīta rodas kā vēnu piepildījums akmeņos, kuri ir pakļauti hidrotermiskai aktivitātei. Šajās vēnās bieži ir metāla rūdas, kurās var ietilpt alvas, sudraba, svina, cinka, vara un citu metālu sulfīdi.

Fluorīts ir atrodams arī dažu kaļķakmens un dolomītu lūzumos un mucās. Fluorīts var būt masīvs, granulēts vai euedrisks kā oktaedriski vai kubiski kristāli. Fluorīts ir izplatīts minerāls hidrotermālos un karbonātiskos iežos visā pasaulē.

Fluorīta vienības šūna: Ilustrācija, kurā parādīts fluora un kalcija jonu relatīvais lielums un novietojums fluorīta izometriskajā vienības šūnā. Benjah-bmm27 publiskā domēna attēls.

Fluora produkti: Lielākā daļa cilvēku ir iepazinušies ar fluorīdu produktiem, kurus izmanto zobu samazināšanas novēršanai. Fluors tiek pievienots dzeramajam ūdenim kā sistēmiska fluora terapija, un kā zobu pastām, mutes skalošanai un zobu skalošanai kā aktuāla fluora terapija. Šie fluora lietojumi ir bijuši pretrunīgi.

Labākais veids, kā uzzināt par minerāliem, ir mācīties ar mazu paraugu kolekciju, ar kuru jūs varat rīkoties, pārbaudīt un novērot to īpašības. Veikalā ir pieejamas lētas minerālu kolekcijas.

Fluorīta dārgakmens: Fluorīts var būt skaists dārgakmens, ja tas ir slīpēts. Tas galvenokārt ir dārgakmens kolekcionāriem, jo ​​tā cietība ir 4 pēc Mosa skalas un tāpēc, ka tas viegli sadalās četros virzienos.

Fluorīta lietojumi

Fluorītu var izmantot ļoti dažādi. Galvenie lietojumi ir metalurģijas, keramikas un ķīmiskajā rūpniecībā; tomēr svarīgi ir arī optiskie, lokdarbu un citi lietojumi.

Fluorspar, nosaukums, ko izmanto fluorītam, kad to pārdod kā neiesaiņotu materiālu vai apstrādātu, tiek pārdots trīs dažādās kategorijās (skābā, keramikas un metalurģiskajā).

Skābes pakāpes fluoršpats

Skābes klases fluoršpats ir augstas tīrības pakāpes materiāls, ko izmanto ķīmiskajā rūpniecībā. Tas satur vairāk nekā 97% CaF₂. Lielākā daļa fluoršpata, ko patērē Amerikas Savienotajās Valstīs, ir skābes pakāpe, pat ja to lieto zemākas klases lietojumos. To galvenokārt izmanto ķīmiskajā rūpniecībā fluorūdeņražskābes (HF) ražošanai. Pēc tam HF izmanto dažādu produktu ražošanai, kas ietver: ogļūdeņraža ķīmiskās vielas, putu putu veidotājus, dzesēšanas līdzekļus un dažādas fluorīdu ķīmiskas vielas.

Keramikas klases fluoršpats

Keramikas šķiras fluora paraugs satur no 85% līdz 96% CaF₂. Liela daļa šī materiāla tiek izmantots speciāla stikla, keramikas un emaljas izstrādājumu ražošanā. Fluorspar tiek izmantots glazūru un virsmu apstrādei, kas rada cietas, spīdīgas virsmas, necaurspīdīgas virsmas un virkni citu izskatu, kas patērētāja stikla priekšmetus padara pievilcīgākus vai izturīgākus. Nelīpoša gatavošanas virsma, kas pazīstama kā teflons, ir izgatavota, izmantojot fluoru, kas iegūts no fluorīta.

Metalurģiskās klases fluoršpats

Metalurģiskās šķiras fluoršpats satur no 60 līdz 85% CaF₂. Liela daļa šī materiāla tiek izmantots dzelzs, tērauda un citu metālu ražošanā. Fluorspars var kalpot kā plūsma, kas no izkausēta metāla noņem tādus piemaisījumus kā sērs un fosfors un uzlabo sārņu plūstamību. Par katru saražoto metālu tonnu tiek izmantots no 20 līdz 60 mārciņām fluora. Amerikas Savienotajās Valstīs daudzi metālu ražotāji izmanto fluoršpatu, kas pārsniedz metalurģijas pakāpi.

Fluorīta optiskā pakāpe

Par lēcām ir izmantoti fluorīta paraugi ar izcilu optisko dzidrumu. Fluorītam ir ļoti zems refrakcijas koeficients un ļoti zema izkliede. Šīs divas īpašības ļauj objektīvam radīt īpaši asus attēlus. Mūsdienās, nevis šo lēcu ražošanai izmantojot dabiskos fluorīta kristālus, augstas tīrības pakāpes fluorītu izkausē un apvieno ar citiem materiāliem, lai iegūtu vēl augstākas kvalitātes sintētiskās "fluorīta" lēcas. Šīs lēcas izmanto optiskajā iekārtā, piemēram, mikroskopos, teleskopos un kamerās.

Lapidary klases fluorīts

Lai iegūtu dārgakmeņus un veidotu dekoratīvus priekšmetus, lapidari bieži izmanto fluorīta paraugus ar izcilu krāsu un skaidrību. Kvalitatīvi fluorīta paraugi veido skaistus, slīpētus akmeņus; minerāls tomēr ir tik mīksts un šķīst tik viegli, ka šie akmeņi tiek pārdoti kā kolekcionāru paraugi vai izmantoti rotaslietās, kuras netiks pakļautas triecieniem vai nodilumam. Fluorīts tiek arī sagriezts un cirsts dekoratīvos priekšmetos, piemēram, mazās figūriņās un vāzēs. Tos bieži apstrādā ar pārklājumu vai impregnēšanu, lai uzlabotu to stabilitāti un pasargātu no skrāpējumiem.

Svītrots fluorīta kabošons: Krāsainus fluorīta gabaliņus var sagriezt skaistos kabošonos un citos dekoratīvos priekšmetos. Tomēr nelielās cietības un perfektās šķelšanās dēļ tas nav piemērots daudziem mērķiem.

Fluorīta ražošana Amerikas Savienotajās Valstīs

Manevrējamā fluorīta noguldījumi pastāv Amerikas Savienotajās Valstīs; tomēr gandrīz viss fluorīts, ko patērē Amerikas Savienotās Valstis, tiek importēts. Galvenās valstis, kas 2011. gadā piegādāja fluorītu Amerikas Savienotajām Valstīm, bija Ķīna, Meksika, Mongolija un Dienvidāfrika. Viss šis fluorīts tiek importēts, jo ražošanas izmaksas Amerikas Savienotajās Valstīs ir tik augstas, ka materiālu var ražot šajās citās valstīs un nosūtīt tieši Amerikas Savienoto Valstu klientiem par zemākām izmaksām.

2011. gadā vairāki uzņēmumi ražoja un pārdeva sintētisko fluorītu kā blakusproduktu fosforskābes ražošanai, naftas pārstrādei vai urāna pārstrādei. Kaļķakmens ražotājs Ilinoisā arī savās karjerās reģenerēja un pārdeva nelielu daudzumu fluorīta. Šis uzņēmums izstrādā pazemes raktuves, lai izmantotu lielu fluorīta vēnu, kura, viņuprāt, tiks ražota 2013. gadā.