Fluorit in Fluorspar: Uporaba in lastnosti mineralov

Vsebina

• Kaj je fluorit?
• Fizikalne lastnosti fluorita
• Fluorescenca
• Pojav fluorita
• Uporaba fluorita
• Proizvodnja fluorita v ZDA

Fluorit: Ta fotografija prikazuje več čudovitih modrih kubičnih kristalov fluorita z občasnimi kristali pirita na njihovih obrazih. Fluorit običajno najdemo kot kubični kristali, modri kristali pa so nenavadni. Modro barvo lahko povzročijo količine itrija, ki nadomeščajo kalcij v strukturi kristala fluorita. Fotografijo Giovanni DallOrto, ki je tukaj uporabljena pod licenco Creative Commons.

Fluoritna cepitev: Fluorit je edini pogost mineral s štirimi smermi popolnega cepljenja. Ta popoln cepitev v kombinaciji z izometrično kristalno strukturo mineralov pogosto povzroči, da se cepi v popolne oktaedre, kot je prikazano tukaj. Ti vzorci kažejo tudi vijolično in rumeno barvo, ki sta značilni za fluorit. Fotograf Hannes Grobe, ki je tukaj uporabljen pod licenco Creative Commons.

Kaj je fluorit?

Fluorit je pomemben industrijski mineral, sestavljen iz kalcija in fluora (CaF₂). Uporablja se v najrazličnejših kemičnih, metalurških in keramičnih postopkih. Primerke z izjemno diapanostjo in barvo narežemo na dragulje ali jih uporabimo za izdelavo okrasnih predmetov.

Fluorit se odlaga v žilah s hidrotermalnimi postopki. V teh kamninah se pogosto pojavlja kot mineral ganga, povezan s kovinskimi rudami. Fluorit najdemo tudi v zlomih in votlinah nekaterih apnencev in dolomitov. Je zelo pogost mineral, ki tvori kamnine, ki ga najdemo v mnogih delih sveta. V rudarski industriji fluorit pogosto imenujemo "fluorspar."

Fizikalne lastnosti fluorita

Fluorit je zelo enostavno prepoznati, če upoštevate cepitev, trdoto in specifično težo. Je edini običajni mineral, ki ima štiri smeri popolnega cepljenja, ki se pogosto razbije na koščke v obliki oktaedra. To je tudi mineral, ki se v Mohsovi lestvici trdote uporablja za štiri trdnosti. Končno ima specifično težo 3,2, kar je zaznavno večje kot večina drugih mineralov.

Čeprav barva ni zanesljiva lastnost identifikacije mineralov, je značilni vijoličen, zelen in rumen prosojen do prozoren videz fluorita takojšen vizualni namig za mineral.

Fluorescenčni fluorit: Tumirano polirani vzorci fluorita pri normalni svetlobi (zgoraj) in pod kratko valo ultravijolično svetlobo (spodaj). Zdi se, da je fluorescenca povezana z barvo in pasovno strukturo mineralov pri navadni svetlobi.

Fluorescenca

Leta 1852 je George Gabriel Stokes odkril sposobnost osebkov fluorita, da ob osvetlitvi s svetlobo proizvajajo modri sijaj, kar je bilo po njegovih besedah ​​"onkraj vijoličnega konca spektra." Ta pojav je poimenoval "fluorescenca" po mineralnem fluoritu. Ime je dobilo široko priznanje v mineralogiji, gemologiji, biologiji, optiki, komercialni razsvetljavi in ​​mnogih drugih področjih. (Glej par fotografij za primer fluorescencije fluorita v razpadlih kamnih.)

Fluorit običajno sveti modro-vijolično barvo pod kratko valovno ultravijolično in dolgo valovno ultravijolično svetlobo. Znano je, da nekateri primerki svetijo smetano ali belo barvo. Številni primerki ne fluorescirajo. Menijo, da je fluorescenca v fluoritu nastala, kadar količine minerala v nitriju, evropiju, samariju ali drugih elementih nadomestijo kalcij v mineralni strukturi fluorita.

Kristalna masa fluorita: Impresivno grozd kristalov fluorita iz rudnika Berbes, Ribadesella, Asturija, Španija. Vzorec in fotografija podjetja Arkenstone / www.iRocks.com.

Pojav fluorita

Večina fluorita se pojavlja kot venske zalivke v kamninah, ki so bile podvržene hidrotermalnemu delovanju. Te žile pogosto vsebujejo kovinske rude, ki lahko vključujejo sulfide kositra, srebra, svinca, cinka, bakra in drugih kovin.

Fluorit najdemo tudi v zlomih in strupih nekaterih apnencev in dolomitov. Fluorit je lahko masiven, zrnat ali eueder kot oktaedrski ali kubični kristali. Fluorit je pogost mineral v hidrotermalnih in karbonatnih kamninah po vsem svetu.

Enota s fluoritom: Slika, ki prikazuje relativno velikost in položaj ionov fluora in kalcija v izometrični enoti fluorita. Slika v javni domeni avtorja Benjah-bmm27.

Fluoridni izdelki: Večina ljudi je seznanjena s fluoridnimi izdelki, ki se uporabljajo pri preprečevanju zobne gnilobe. Fluorid dodajamo pitni vodi kot sistemsko terapijo s fluori in ga dodamo zobnim pastam, izpiranju ust in zobnemu izpiranju kot aktualno terapijo s fluoridi. Te uporabe fluorida so bile sporne.

Najboljši način za spoznavanje mineralov je preučevanje z zbirko majhnih primerkov, s katerimi lahko ravnate, pregledujete in opazujete njihove lastnosti. V trgovini so na voljo poceni zbirke mineralov.

Fluoritni dragi kamen: Fluorit je lahko lep dragi kamen, ko se sooča z njim. Zbiralnik je predvsem dragi kamen, saj ima trdoto 4 po Mohosovi lestvici in ker se zlahka cepi v štirih smereh.

Uporaba fluorita

Fluorit ima široko uporabo. Primarne uporabe so v metalurški, keramični in kemični industriji; vendar so pomembne tudi optične, lapidarne in druge uporabe.

Fluorspar, ime, ki se uporablja za fluorit, ko se prodaja v razsutem stanju ali v predelani obliki, se prodaja v treh različnih stopnjah (kisla, keramična in metalurška).

Fluorspar kisle stopnje

Fluparpar kisle kisline je material visoke čistosti, ki ga uporablja kemična industrija. Vsebuje več kot 97% CaF₂. Večina fluora, ki se porabi v ZDA, je kislega razreda, tudi če se uporablja v nižjih stopnjah. Uporablja se predvsem v kemični industriji za proizvodnjo fluorovodikove kisline (HF). HF se nato uporablja za proizvodnjo različnih izdelkov, ki vključujejo: fluoroogljikove kemikalije, sredstva za pihanje pena, hladilna sredstva in različne fluoridne kemikalije.

Fluorspar keramične stopnje

Fluparna keramika vsebuje med 85% in 96% CaF₂. Velik del tega materiala se uporablja pri izdelavi posebnega stekla, keramike in emajlirane posode. Fluorspar se uporablja za izdelavo glazur in površinske obdelave, ki ustvarjajo trde sijajne površine, opalescentne površine in številne druge videze, zaradi katerih so stekleni predmeti potrošnikov bolj privlačni ali trajnejši. Protiklepna kuhalna površina, znana kot teflon, je izdelana z uporabo fluora, pridobljenega iz fluorita.

Metalurški razred Fluorspar

Flupor v metalurški kakovosti vsebuje med 60 in 85% CaF₂. Velik del tega materiala se uporablja pri proizvodnji železa, jekla in drugih kovin. Fluorspar lahko služi kot tok, ki iz staljene kovine odstranjuje nečistoče, kot sta žveplo in fosfor in izboljša tekočnost žlindre. Za vsako proizvedeno kovino se porabi od 20 do 60 kilogramov fluorita. V ZDA številni proizvajalci kovin uporabljajo fluor, ki presega metalurški razred.

Fluorit optične stopnje

Kot leče so bili uporabljeni vzorci fluorita z izjemno optično jasnostjo. Fluorit ima zelo nizek indeks loma in zelo majhno disperzijo. Ti dve značilnosti objektivu omogočata izjemno ostre slike. Danes, namesto da bi uporabili naravne kristale fluorita za izdelavo teh leč, se fluorit visoke čistosti stopi in kombinira z drugimi materiali za proizvodnjo sintetičnih "fluoritnih" leč še višje kakovosti. Te leče se uporabljajo v optični opremi, kot so mikroskopi, teleskopi in kamere.

Fluorit lapidarne stopnje

Vzorce fluorita z izjemno barvo in jasnostjo pogosto uporabljajo lapidariji za rezanje dragih kamnov in izdelavo okrasnih predmetov. Kakovostni vzorci fluorita tvorijo čudovite fasete; vendar je mineral tako mehak in se cepi tako enostavno, da se ti kamni prodajajo kot zbiralni vzorci ali pa se uporabljajo v nakitu, ki ne bo izpostavljen udarcem ali odrgnini. Fluorit se razreže in vklesa v okrasne predmete, kot so majhne figurice in vaze. Te so pogosto obdelane s premazom ali impregnacijo, da se poveča njihova stabilnost in zaščiti pred praskami.

Kabočon s fluoritom: Barvite koščke fluorita lahko razrežemo na čudovite kabohone in druge okrasne predmete. Vendar zaradi majhne trdote in popolne cepitve ni primeren za številne namene.

Proizvodnja fluorita v ZDA

V Združenih državah Amerike obstajajo depoziti premogljivega fluorita; vendar se skoraj ves fluorit, porabljen v ZDA, uvozi. Primarne države, ki so leta 2011 dobavljale fluorit ZDA, so bile Kitajska, Mehika, Mongolija in Južna Afrika. Ves ta fluorit je uvožen, ker so stroški proizvodnje v Združenih državah Amerike tako visoki, da se material lahko proizvede v teh drugih državah in neposredno z nižjimi stroški pošlje kupcem v ZDA.

Leta 2011 je več podjetij proizvajalo in prodajalo sintetični fluorit kot stranski produkt dejavnosti proizvodnje fosforjeve kisline, predelave nafte ali predelave urana. Proizvajalec apnenca v Illinoisu je prav tako pridobival in prodajal majhne količine fluorita iz svojega kamnoloma. To podjetje razvija podzemni rudnik za izkoriščanje velike žile fluorita, za katero upajo, da bo v letu 2013.