Флуорит и флуорспар: Минерални приложения и свойства

Съдържание

• Какво е флуорит?
• Физични свойства на флуорит
• флуоресценция
• Поява на флуорит
• Употреби на флуорит
• Производство на флуорит в САЩ

Флуорит: Тази снимка показва няколко красиви сини кубични кристала от флуорит с случайни пиритни кристали по лицата им. Флуоритът обикновено се среща като кубични кристали, но сините кристали са необичайни. Синият цвят може да бъде причинен от следи от количество итрий, заместващ калция в кристалната структура на флуорита. Снимка на Giovanni DallOrto, използвана тук под лиценз Creative Commons.

Флуорит разцепване: Флуоритът е единственият общ минерал с четири посоки на перфектно разцепване. Това перфектно разцепване, комбинирано с изометричната кристална структура на минералите, често го кара да се разцепва в перфектни октаедри, както е показано тук. Тези екземпляри също показват лилавите и жълтите цветове, които са характерни за флуорита. Снимка на Ханес Гроуб, използвана тук под лиценз Creative Commons.

Какво е флуорит?

Флуоритът е важен промишлен минерал, съставен от калций и флуор (CaF₂). Използва се в голямо разнообразие от химически, металургични и керамични процеси. Екземплярите с изключителна диафаност и цвят се нарязват на скъпоценни камъни или се използват за направата на декоративни предмети.

Флуоритът се отлага във вените чрез хидротермални процеси. В тези скали често се среща като минерал на ганг, свързан с метални руди. Флуоритът се намира и в фрактурите и кухините на някои варовици и доломити. Това е много често срещан скалнообразуващ минерал, който се среща в много части на света. В минната промишленост флуоритът често се нарича "флуорспар".

Физични свойства на флуорит

Флуоритът е много лесен за идентифициране, ако имате предвид разцепването, твърдостта и специфичната гравитация. Това е единственият често срещан минерал, който има четири посоки на перфектно разцепване, често се разпада на парчета с формата на октаедър. Той е и минералът, използван за твърдост от четири в скалата на твърдост на Mohs. И накрая, тя има специфична гравитация от 3,2, което е забележимо по-голямо от повечето други минерали.

Въпреки че цветът не е надеждно свойство за идентификация на минерали, характерният лилав, зелен и жълт полупрозрачен до прозрачен вид на флуорит е непосредствена визуална улика за минерала.

Флуоресцентен флуорит: Полирани образци на флуорит при нормална светлина (отгоре) и под къса вълна ултравиолетова светлина (отдолу). Изглежда, че флуоресценцията е свързана с цвета и лентовата структура на минералите при обикновена светлина.

флуоресценция

През 1852 г. Джордж Габриел Стоукс открива способността на образци флуорит да произвеждат синьо сияние, когато се осветява със светлина, което по думите му е „извън виолетовия край на спектъра“. Той нарече това явление „флуоресценция“ след минералния флуорит. Името придоби широка популярност в минералогията, гемологията, биологията, оптиката, търговското осветление и много други области. (Вижте фото двойка за пример на флуоресценция на флуорит в разрушени камъни.)

Обикновено флуоритът свети синьо-виолетов цвят под къса вълна ултравиолетова и дълговълнова ултравиолетова светлина. Известно е, че някои екземпляри светят крем или бял цвят. Много екземпляри не флуоресцират. Счита се, че флуоресценцията във флуорит е причинена, когато следите от количества итрий, европий, самарий или други елементи заместват калция в минералната структура на флуорита.

Флуоритна кристална маса: Впечатляващ куп флуоритни кристали от рудник Бербес, Рибадесела, Астурия, Испания. Образец и снимка от Arkenstone / www.iRocks.com.

Поява на флуорит

Повечето флуорит се среща като запълване на вени в скали, които са били подложени на хидротермална активност. Тези вени често съдържат метални руди, които могат да включват сулфиди на калай, сребро, олово, цинк, мед и други метали.

Флуоритът се среща и при счупвания и шум на някои варовици и доломити. Флуоритът може да бъде масивен, зърнест или евграден като октаедрични или кубични кристали. Флуоритът е често срещан минерал в хидротермални и карбонатни скали по целия свят.

Флуоритна единична клетка: Илюстрация, показваща относителния размер и положение на флуорни и калциеви йони в изометричната единична клетка на флуорит. Изображение в публичен домейн от Benjah-bmm27.

Флуорни продукти: Повечето хора са запознати с флуорните продукти, използвани за предотвратяване на кариес. Флуорът се добавя към питейната вода като системна флуоридна терапия и се добавя към пасти за зъби, промивки за уста и зъбно изплакване като локална терапия с флуорид. Тези употреби на флуор са противоречиви.

Най-добрият начин да научите за минералите е да изучавате с колекция от малки екземпляри, с които можете да боравите, изследвате и наблюдавате техните свойства. В магазина се предлагат евтини минерални колекции.

Флуорит скъпоценен камък: Флуоритът може да бъде красив скъпоценен камък, когато е изправен. Той е предимно скъпоценен камък за колекционери, тъй като има твърдост 4 по скалата на Mohs и защото се разцепва лесно в четири посоки.

Употреби на флуорит

Флуоритът има голямо разнообразие от приложения. Основната употреба е в металургичната, керамичната и химическата промишленост; Въпреки това, оптичните, лапидарните и други приложения също са важни.

Fluorspar - името, използвано за флуорит, когато се продава като насипни материали или в преработен вид, се продава в три различни степени (киселинни, керамични и металургични).

Киселинен флуорспар

Киселинният флуорспар е материал с висока чистота, използван от химическата промишленост. Съдържа над 97% CaF₂, По-голямата част от консумирания флуор в Съединените щати е киселинен клас, дори ако се използва в приложения с по-нисък клас. Използва се главно в химическата промишленост за производство на флуороводородна киселина (HF). След това HF се използва за производство на различни продукти, които включват: флуоровъглеродни химикали, пенообразуващи агенти, хладилни агенти и различни флуоридни химикали.

Керамичен клас Fluorspar

Флуорспарът с керамичен клас съдържа между 85% и 96% CaF₂, Голяма част от този материал се използва при производството на специално стъкло, керамика и емайлирани изделия. Fluorspar се използва за направа на глазури и повърхностни обработки, които произвеждат твърди гланцови повърхности, опалесциращи повърхности и редица други изяви, които правят потребителските стъклени предмети по-привлекателни или по-трайни. Антиприлепващата повърхност за готвене, известна като тефлон, е направена с използване на флуор, получен от флуорит.

Металургичен клас Fluorspar

Металургичният флуорспар съдържа между 60 и 85% CaF₂, Голяма част от този материал се използва при производството на желязо, стомана и други метали. Fluorspar може да служи като поток, който премахва примеси като сяра и фосфор от разтопен метал и подобрява плавността на шлаката. Между 20 и 60 паунда флуоропар се използва за всеки тон произведен метал. В Съединените щати много производители на метали използват флуороспар, който надхвърля металургичния клас.

Флуорит с оптичен клас

Като лещи са използвани образци на флуорит с изключителна оптична яснота. Флуоритът има много нисък коефициент на пречупване и много ниска дисперсия. Тези две характеристики позволяват на обектива да създава изключително остри изображения. Днес, вместо да се използват естествени кристали на флуорит за производството на тези лещи, флуоритът с висока чистота се разтопява и комбинира с други материали за получаване на синтетични „флуоритни“ лещи с още по-високо качество. Тези лещи се използват в оптично оборудване като микроскопи, телескопи и камери.

Флуорит на лапидарен клас

Образците на флуорит с изключителен цвят и яснота често се използват от лапидари за изрязване на скъпоценни камъни и изработване на декоративни предмети. Висококачествените образци на флуорит правят красиви фасетирани камъни; минералът обаче е толкова мек и се разцепва толкова лесно, че тези камъни се продават или като колекционерски образци или се използват в бижута, които няма да бъдат подложени на удар или абразия. Флуоритът също се нарязва и издълбава в декоративни предмети като малки фигурки и вази. Те често се обработват с покритие или импрегниране, за да подобрят тяхната стабилност и да ги предпазят от драскотини.

Кабошон с флуорит: Цветни парчета флуорит могат да бъдат нарязани на красиви кабошони и други декоративни предмети. Поради ниската си твърдост и перфектно разцепване, той не е подходящ за много цели.

Производство на флуорит в САЩ

Депозитите на подлежащия на употреба флуорит съществуват в САЩ; въпреки това почти целият консумиран флуорит в САЩ се внася. Основните страни, доставили флуорит в Съединените щати през 2011 г., бяха Китай, Мексико, Монголия и Южна Африка. Целият този флуорит се внася, тъй като производствените разходи в Съединените щати са толкова високи, че материалът може да се произвежда в тези други страни и да се изпраща директно до клиенти в Съединените щати на по-ниска цена.

През 2011 г. няколко компании произвеждат и продават синтетичен флуорит като страничен продукт от техните дейности по производство на фосфорна киселина, преработка на нефт или обработка на уран. Производител на варовик в Илинойс също възстановяваше и продаваше малки количества флуорит от кариерата си. Тази компания разработва подземна мина за експлоатация на голяма вена от флуорит, която се надяват да бъде в производство през 2013 г.