Fluorita si Fluorpar: Utilizari si proprietati minerale

Conţinut

• Ce este Fluorita?
• Proprietățile fizice ale fluorului
• Fluorescenţă
• Apariția fluoruratelor
• Utilizări de fluorură
• Producția de fluorură în Statele Unite

Fluorita: Această fotografie arată mai multe cristale cubice frumoase albastre de fluorită cu cristale de pirită ocazionale pe fețe. Fluorita este frecvent întâlnită sub formă de cristale cubice, dar cristalele albastre sunt neobișnuite. Culoarea albastră poate fi cauzată de cantități de litiu care substituie calciul în structura cristalului de fluor. Fotografie de Giovanni DallOrto, folosită aici sub licență Creative Commons.

Clivaj de fluorură: Fluorita este singurul mineral comun cu patru direcții de clivaj perfect. Această scindare perfectă, combinată cu structura minerală izometrică a cristalului, face ca aceasta să fie clivată în octaedre perfecte, așa cum se arată aici. Aceste exemplare arată, de asemenea, culorile violet și galben, care sunt tipice pentru fluoritate. Fotografie de Hannes Grobe, folosită aici sub licență Creative Commons.

Ce este Fluorita?

Fluorita este un important mineral industrial compus din calciu și fluor (CaF)₂). Este utilizat într-o mare varietate de procese chimice, metalurgice și ceramice. Specimenele cu diafanitate și culoare excepționale sunt tăiate în pietre sau folosite pentru confecționarea obiectelor ornamentale.

Fluorita este depusă în vene prin procese hidrotermale. În aceste roci apare adesea sub formă de mineral gangan asociat cu minereuri metalice. Fluorita se găsește și în fracturile și cavitățile unor calcare și dolomite. Este un mineral foarte obișnuit de formare a rocilor găsit în multe părți ale lumii. În industria minieră, fluorita este adesea numită "fluorspar".

Proprietățile fizice ale fluorului

Fluorita este foarte ușor de identificat dacă aveți în vedere clivajul, duritatea și gravitatea specifică. Este singurul mineral obișnuit care are patru direcții de clivaj perfect, adesea rupându-se în bucăți cu forma unui octaedru. Este, de asemenea, mineralul utilizat pentru o duritate de patru în Scala de duritate Mohs. În cele din urmă, are o gravitate specifică de 3,2, care este detectabil mai mare decât majoritatea celorlalte minerale.

Deși culoarea nu este o proprietate fiabilă pentru identificarea mineralelor, aspectul caracteristic translucid-transparent de galben purpuriu, verde și galben este un indiciu vizual imediat pentru mineral.

Fluorisc fluorescent: Exemplarele de fluoriu lustruite cu tumori în lumină normală (de sus) și sub lumină ultravioletă cu undă scurtă (jos). Fluorescența pare a fi legată de culoarea și structura de bandă a mineralelor în lumină simplă.

Fluorescenţă

În 1852, George Gabriel Stokes a descoperit capacitatea exemplarelor de fluorit de a produce o strălucire albastră atunci când este iluminată cu lumină, care în cuvintele sale era „dincolo de capătul violet al spectrului”. El a numit acest fenomen „fluorescență” după fluoritatea minerală. Numele a obținut o largă acceptare în mineralogie, gemologie, biologie, optică, iluminat comercial și multe alte domenii. (Consultați perechea foto pentru un exemplu de fluorescență de fluorit în pietre decolorate.)

Fluorita strălucește de obicei o culoare albastru-violet în lumina ultravioletă cu undă scurtă și undă lungă. Unele exemplare sunt cunoscute pentru a străluci o cremă sau o culoare albă. Multe exemplare nu fluorescente. Se consideră că fluorescența în fluorură este cauzată de urmări de cantități de litiu, europiu, samariu sau alte elemente care înlocuiesc calciul în structura minerală fluorită.

Masa de cristal fluorurat: Un grup impresionant de cristale de fluor din Mina Berbes, Ribadesella, Asturias, Spania. Specimen și fotografie de Arkenstone / www.iRocks.com.

Apariția fluoruratelor

Cea mai mare fluoritate apare ca umpluturi de vene în roci care au fost supuse unei activități hidrotermale. Aceste vene conțin adesea minereuri metalice care pot include sulfuri de staniu, argint, plumb, zinc, cupru și alte metale.

Fluorita se găsește și în fracturile și vugurile unor calcare și dolomite. Fluorita poate fi masivă, granulară sau euedrică ca cristale octaedrice sau cubice. Fluorita este un mineral comun în rocile hidrotermale și carbonatate din întreaga lume.

Celulă unită de fluorură: Ilustrație care arată dimensiunea și poziția relativă a ionilor de fluor și calciu în celula unitară izometrică de fluorită. Imagine de domeniu public de Benjah-bmm27.

Produse fluorurate: Majoritatea oamenilor sunt familiarizați cu produsele cu fluor utilizate în prevenirea cariilor dentare. Fluorura se adaugă la apa potabilă ca terapie cu fluor sistemic și se adaugă la pastele de dinți, la spălarea gurii și la clătirea dentară ca terapie topică cu fluor. Aceste utilizări ale fluorului au fost controversate.

Cel mai bun mod de a afla despre minerale este să studiezi cu o colecție de exemplare mici pe care le poți gestiona, examina și observa proprietățile lor. În magazin se găsesc colecții ieftine de minerale.

Gemul fluoriu: Fluorita poate fi o piatră prețioasă frumoasă atunci când este fațetată. Este în principal o piatră prețioasă pentru colecționari, deoarece are o duritate de 4 pe scara Mohs și pentru că se desface ușor în patru direcții.

Utilizări de fluorură

Fluorita are o mare varietate de utilizări. Utilizările primare sunt în industria metalurgică, ceramică și chimică; cu toate acestea, sunt de asemenea importante utilizarea optică, lapidară și alte utilizări.

Fluorspar, denumirea folosită pentru fluoritate atunci când este vândută sub formă de vrac sau sub formă prelucrată, se vinde în trei grade diferite (acid, ceramică și metalurgică).

Fluorspar de grad acid

Fluorsparul de calitate acidă este un material de înaltă puritate utilizat de industria chimică. Conține peste 97% CaF₂. Cea mai mare parte a fluorparului consumat în Statele Unite are un nivel acid, chiar dacă este utilizat în aplicații de calitate inferioară. Este utilizat mai ales în industria chimică pentru fabricarea acidului fluorhidric (HF). HF este apoi utilizat pentru fabricarea unei varietăți de produse care includ: substanțe chimice cu fluorocarbon, agenți de suflare a spumei, agenți frigorifici și o varietate de substanțe chimice cu fluor.

Fluor de ceramică de grad

Fluorparul de grad ceramic conține între 85% și 96% CaF₂. O mare parte din acest material este utilizat la fabricarea de sticlă specială, ceramică și email. Fluorspar este utilizat pentru a realiza glazuri și tratamente de suprafață care produc suprafețe lucioase dure, suprafețe opalescente și o serie de alte apariții care fac obiectele din sticlă de consum mai atractive sau mai durabile. Suprafața de gătit antiaderentă cunoscută sub denumirea de Teflon se face folosind fluor derivat din fluorură.

Fluorspar metalurgic de grad

Fluorparul de calitate metalurgică conține între 60 și 85% CaF₂. O mare parte din acest material este utilizat în producția de fier, oțel și alte metale. Fluorspar poate servi ca un flux care îndepărtează impuritățile precum sulful și fosforul din metalul topit și îmbunătățește fluiditatea zgurii. Între 20 și 60 de kilograme de fluorpar este utilizat pentru fiecare tonă de metal produs. În Statele Unite, mulți producători de metale folosesc fluorpar care depășește gradul metalurgic.

Fluorita de grad optic

Ca lentile au fost utilizate specimene de fluoritate cu o claritate optică excepțională. Fluorita are un indice de refracție foarte scăzut și o dispersie foarte scăzută. Aceste două caracteristici permit obiectivului să producă imagini extrem de clare. Astăzi, în loc să folosească cristale naturale de fluoră pentru fabricarea acestor lentile, fluorita de înaltă puritate este topită și combinată cu alte materiale pentru a produce lentile sintetice „fluorite” de o calitate și mai mare. Aceste lentile sunt utilizate în echipamente optice, cum ar fi microscoape, telescoape și camere foto.

Fluoritate de grad lapidar

Exemplarele de fluoritate cu o culoare și o claritate excepționale sunt adesea folosite de lapidari pentru a tăia pietre prețioase și a face obiecte ornamentale. Exemplarele de înaltă calitate de fluoriu fac pietre frumoase fațetate; cu toate acestea, mineralul este atât de moale și se desface atât de ușor încât aceste pietre sunt fie vândute ca exemplare colectoare, fie utilizate în bijuterii care nu vor fi supuse impactului sau abraziunii. Fluorita este, de asemenea, tăiată și sculptată în obiecte ornamentale, cum ar fi figurine mici și vaze. Acestea sunt deseori tratate cu o acoperire sau impregnare pentru a le îmbunătăți stabilitatea și pentru a le proteja de zgârieturi.

Cabodon cu bandă fluorită: Bucăți colorate de fluorură pot fi tăiate în caboane frumoase și alte obiecte ornamentale. Cu toate acestea, din cauza durității sale scăzute și a clivajului perfect, nu este potrivit în mai multe scopuri.

Producția de fluorură în Statele Unite

Depuneri de fluoritate minabilă există în Statele Unite; cu toate acestea, aproape toată fluorura consumată în Statele Unite este importată. Țările primare care au furnizat fluoritate Statelor Unite în 2011 au fost China, Mexic, Mongolia și Africa de Sud. Toată această fluorură este importată, deoarece costurile de producție din Statele Unite sunt atât de mari încât materialul poate fi produs în aceste alte țări și expediat direct către clienții din Statele Unite la un cost mai mic.

În 2011, mai multe companii produceau și vindeau fluorita sintetică ca produs secundar al producției lor de acid fosforic, prelucrării petrolului sau procesării de uraniu. Un producător de calcar din Illinois recupera și vindea cantități mici de fluoriu din cariera lor. Acea companie dezvoltă o mină subterană pentru a exploata o venă mare de fluorit, care speră că va fi în producție în 2013.