Флуорит і фторпарр: використання та властивості мінералу

Зміст

• Що таке фтор?
• Фізичні властивості фтору
• Флуоресценція
• Поява фтору
• Використання фтору
• Виробництво фтору в США

Флуорит: На цій фотографії показано кілька красивих синіх кубічних кристалів фториту з випадковими кристалами піриту на обличчі. Флуорит зазвичай зустрічається як кубічні кристали, але сині кристали - незвичні. Синій колір може бути обумовлений слідовими кількостями ітрію, що замінює кальцій у кристалічній структурі фториту. Фото Джованні ДалОрто, використано тут за ліцензією Creative Commons.

Розщеплення фтору: Флуорит - єдиний поширений мінерал з чотирма напрямками ідеального розщеплення. Це ідеальне розщеплення в поєднанні з ізометричною кристалічною структурою мінералів часто призводить до того, що він розщеплюється на ідеальні октаедри, як показано тут. Ці зразки також демонструють фіолетовий та жовтий кольори, характерні для флюориту. Фото Ганнеса Гробе, тут використовується ліцензія Creative Commons.

Що таке фтор?

Флуорит - важливий промисловий мінерал, що складається з кальцію і фтору (CaF₂). Застосовується в широкому спектрі хімічних, металургійних та керамічних процесів. Зразки з винятковою дифаністю та кольором вирізаються на дорогоцінні камені або використовуються для виготовлення декоративних предметів.

Флюорит відкладається у венах гідротермальними процесами. У цих породах він часто зустрічається як мінерал банди, пов'язаний з металевими рудами. Флуорит міститься також у розломах та порожнинах деяких вапняків та доломітів. Це дуже поширений скелеутворюючий мінерал, який зустрічається у багатьох частинах світу. У гірничодобувній промисловості флюорит часто називають "фторпартом".

Фізичні властивості фтору

Флуорит дуже легко визначити, якщо врахувати розщеплення, твердість та питому вагу. Це єдиний поширений мінерал, який має чотири напрямки ідеального розщеплення, часто розбиваючись на шматки з формою октаедра. Це також мінерал, який застосовується для твердості чотирьох у шкалі твердості Мооса. Нарешті, він має питому вагу 3,2, що помітно вище, ніж у більшості інших мінералів.

Хоча колір не є надійною властивістю для ідентифікації мінеральних речовин, характерний фіолетовий, зелений та жовтий напівпрозорий зовнішній вигляд фториту є негайною візуальною підказкою для мінералу.

Флуоресцентний флюорит: Поліровані зразки флюориту при нормальному освітленні (вгорі) і при короткохвильовому ультрафіолеті (знизу). Здається, що флуоресценція пов'язана з кольором і смуговою структурою мінералів при простому світлі.

Флуоресценція

У 1852 році Джордж Габріель Стокс виявив здатність зразків флюориту виробляти синє сяйво при освітленні світлом, яке, за його словами, було "поза фіолетовим кінцем спектру". Він назвав це явище "флуоресценцією" після мінералу фториту. Назва отримала широке визнання в мінералогії, гемології, біології, оптиці, комерційному освітленні та багатьох інших областях. (Див. Фотографію для прикладу флуоресценції флюориту в камені, що впало.)

Флуорит зазвичай сяє синьо-фіолетовим кольором при короткохвильовому ультрафіолетовому та довгохвильовому ультрафіолетовому світлі. Деякі екземпляри, як відомо, сяють кремовим або білим кольором. Багато екземплярів не флуоресцентні. Вважається, що флуоресценція у флюориті спричинена тоді, коли в мінеральній структурі флюориту кальцій замінює кальцій у слідах ітрію, європію, самарію чи інших елементів.

Кристалічна маса фториту: Вражаючий кластер кристалів флюориту з шахти Бербес, Рібадеселла, Астурія, Іспанія. Зразок та фото Arkenstone / www.iRocks.com.

Поява фтору

Більшість флюоритів трапляються у вигляді заповнення жил у гірських породах, які зазнали гідротермальної активності. Ці жили часто містять металеві руди, які можуть включати сульфіди олова, срібла, свинцю, цинку, міді та інших металів.

Флуорит міститься також у тріщинах та витягах деяких вапняків та доломітів. Флуорит може бути масивним, зернистим або еуедральним у вигляді восьмигранних або кубічних кристалів. Флуорит - поширений мінерал у гідротермальних та карбонатних породах у всьому світі.

Флюорит одиничної комірки: Ілюстрація, що показує відносний розмір та положення іонів фтору та кальцію в осередку ізометричної одиниці фториту. Зображення в публічному доступі від Benjah-bmm27.

Продукти з фтором: Більшість людей знайомі з продуктами фтору, що застосовуються для запобігання карієсу. Фтор додають у питну воду як системну терапію фтором та додають до зубних паст, полоскання рота та стоматологічного полоскання як місцевої терапії фторидом. Ці застосування фтору були суперечливими.

Найкращий спосіб дізнатися про корисні копалини - це вивчити колекцію невеликих зразків, з якими можна обробляти, досліджувати та спостерігати за їх властивостями. У Магазині є недорогі колекції мінералів.

Камінь з флюоритом: Флуорит може бути прекрасним дорогоцінним каменем при обличчі. Це в основному дорогоцінний камінь для колекціонерів, оскільки він має твердість 4 за шкалою Мооса і тому, що легко розщеплюється в чотирьох напрямках.

Використання фтору

Флуорит має широке застосування. Основні напрямки використання в металургійній, керамічній та хімічній промисловості; однак оптичні, лапідарні та інші способи використання також важливі.

Fluorspar - назва, що використовується для флюориту, коли він продається як сипучий матеріал або в обробленому вигляді, продається у трьох різних сортах (кислотний, керамічний та металургійний).

Кислотний сорт фтору

Фтористий кислотний сорт - це матеріал з високою чистотою, який використовується в хімічній промисловості. Він містить понад 97% CaF₂. Більшість споживаних у Сполучених Штатах фтору кислотного класу, навіть якщо він використовується у нижчих класах. Застосовується головним чином у хімічній промисловості для виготовлення фтористоводневої кислоти (HF). Потім HF використовується для виготовлення різноманітних продуктів, до яких належать: фторуглеродні хімікати, піноутворювачі, холодоагенти та різні фтористі хімікати.

Керамічний флюзор

Фторопласт сорту кераміки містить від 85% до 96% CaF₂. Значна частина цього матеріалу використовується у виробництві спеціального скла, кераміки та емальованого посуду. Fluorspar використовується для виготовлення глазурів та обробки поверхонь, які створюють жорсткі глянсові поверхні, опалесцентні поверхні та ряд інших зовнішніх виглядів, які роблять споживчі скляні предмети більш привабливими або довговічнішими. Антипригарну поверхню для приготування їжі, відому як тефлон, виготовляють з використанням фтору, отриманого з фториту.

Металургійний сорт флуорспару

Фторопласт металургійного класу містить від 60 до 85% CaF₂. Значна частина цього матеріалу використовується у виробництві заліза, сталі та інших металів. Фтороспар може служити флюсом, який виводить із розплавленого металу домішки, такі як сірка та фосфор, та покращує плинність шлаку. Від 20 до 60 фунтів фторопласту використовується на кожну тонну виробленого металу. У США багато виробників металів використовують фторопласт, що перевищує металургійний клас.

Фторит оптичного класу

Зразки флюориту з винятковою оптичною чіткістю використовувались як лінзи. Флуорит має дуже низький показник заломлення та дуже низьку дисперсію. Ці дві характеристики дозволяють об'єктиву створювати надзвичайно чіткі зображення. Сьогодні замість використання природних кристалів флюориту для виготовлення цих лінз флуорит високої чистоти плавиться та поєднується з іншими матеріалами для отримання синтетичних "флюоритових" лінз ще більш високої якості. Ці лінзи застосовуються в оптичному обладнанні, такому як мікроскопи, телескопи та камери.

Флуорит лапідарового ступеня

Зразки флюориту з винятковим кольором та чіткістю часто використовуються лапідаріями для вирізання дорогоцінних каменів та виготовлення декоративних предметів. Якісні зразки флюориту роблять красиві граніті камені; однак мінерал настільки м'який і розщеплюється так легко, що ці камені продаються або як колекційні зразки, або використовуються в ювелірних виробах, що не піддаватимуться ударам чи стиранню. Фторит також вирізають і вирізають на декоративні предмети, такі як маленькі статуетки та вази. Їх часто обробляють покриттям або просоченням для підвищення їх стійкості та захисту від подряпин.

Кабошон з флюоритом: Барвисті шматочки флюориту можна вирізати на красиві кабошони та інші декоративні предмети. Однак через низьку твердість та ідеальне розщеплення він не підходить для багатьох цілей.

Виробництво фтору в США

Родовища подрібненого флюориту існують у США; однак майже весь фторит, що споживається у США, імпортується. Основними країнами, які поставляли фтор в США у 2011 році, були Китай, Мексика, Монголія та Південна Африка. Весь цей флюорит імпортується, тому що виробничі витрати в США настільки високі, що матеріал може бути виготовлений у цих інших країнах та відвантажений безпосередньо клієнтам у США за меншими витратами.

У 2011 році кілька компаній виробляли та продавали синтетичний флюорит як побічний продукт їх виробництва фосфорної кислоти, переробки нафти чи переробки урану. Виробник вапняку в штаті Іллінойс також видобував і продавав невелику кількість фториту зі свого кар’єру. Ця компанія розробляє підземну шахту для експлуатації великої жилки фтору, яка, як вони сподіваються, буде випущена у 2013 році.