Fluoritt og fluorspar: Mineralbruk og egenskaper

Innhold

• Hva er fluoritt?
• Fysiske egenskaper ved fluoritt
• fluorescens
• Fluorittforekomst
• Bruk av fluoritt
• Fluorittproduksjon i USA

fluoritt: Dette bildet viser flere vakre blå kubiske krystaller av fluoritt med sporadiske pyrittkrystaller på ansiktet. Fluoritt er ofte funnet som kubiske krystaller, men blå krystaller er uvanlige. Den blå fargen kan være forårsaket av spormengder av yttrium som erstatter kalsium i fluorittkrystallstrukturen. Foto av Giovanni DallOrto, brukt her under en Creative Commons-lisens.

Fluoritt spaltning: Fluoritt er det eneste vanlige mineralet med fire retninger om perfekt spaltning. Denne perfekte klyving kombinert med mineraler isometrisk krystallstruktur gjør at den ofte klistres til perfekte oktaeder som vist her. Disse eksemplene viser også de lilla og gule fargene som er typiske for fluoritt. Foto av Hannes Grobe, brukt her under en Creative Commons-lisens.

Hva er fluoritt?

Fluoritt er et viktig industrielt mineral som er sammensatt av kalsium og fluor (CaF)₂). Det brukes i en lang rekke kjemiske, metallurgiske og keramiske prosesser. Prøver med eksepsjonell diaphaneity og farge blir kuttet i perler eller brukt til å lage dekorative gjenstander.

Fluoritt avsettes i årer ved hydrotermale prosesser. I disse bergartene forekommer det ofte som et gangemineral assosiert med metallmalmer. Fluoritt finnes også i brudd og hulrom i noen kalkstein og dolomitter. Det er et veldig vanlig bergdannende mineral som finnes i mange deler av verden. I gruveindustrien kalles fluoritt ofte "fluorspar."

Fysiske egenskaper ved fluoritt

Fluoritt er veldig enkelt å identifisere hvis du vurderer klyving, hardhet og spesifikk tyngdekraft. Det er det eneste vanlige mineralet som har fire retninger om perfekt klyving, og bryter ofte i stykker med form av en oktaeder. Det er også mineralet som brukes til en hardhet på fire i Mohs Hardness Scale. Til slutt har den en egenvekt på 3,2, som er påvisbart høyere enn de fleste andre mineraler.

Selv om farge ikke er en pålitelig egenskap for mineralidentifisering, er det karakteristiske lilla, grønne og gule gjennomskinnelig til transparente utseendet til fluoritt en umiddelbar visuell ledetråd for mineralet.

Fluorescerende fluoritt: Tommelpolerte prøver av fluoritt i normalt lys (øverst) og under kortbølget ultrafiolett lys (bunn). Fluorescensen ser ut til å være relatert til fargen og båndstrukturen til mineralene i vanlig lys.

fluorescens

I 1852 oppdaget George Gabriel Stokes muligheten til fluoreksempler til å produsere en blå glød når den ble opplyst med lys, som med hans ord var "utenfor den fiolette enden av spekteret." Han kalte dette fenomenet "fluorescens" etter mineralet fluoritt. Navnet fikk bred aksept i mineralogi, gemologi, biologi, optikk, kommersiell belysning og mange andre felt. (Se fotopar for et eksempel på fluorittfluorescens i tumlede steiner.)

Fluoritt lyser typisk en blåfiolett farge under kortbølget ultrafiolett og langbølget ultrafiolett lys. Noen eksempler er kjent for å gløde en krem ​​eller hvit farge. Mange prøver ikke lysstoffrør. Fluorescens i fluoritt antas å være forårsaket når spormengder av yttrium, europium, samarium eller andre elementer erstatter kalsium i fluoritmineralstrukturen.

Fluoritt krystallmasse: En imponerende klynge med fluorittkrystaller fra Berbes Gruven, Ribadesella, Asturias, Spania. Eksempel og foto av Arkenstone / www.iRocks.com.

Fluorittforekomst

Det meste fluoritt forekommer som venefyllinger i bergarter som har blitt utsatt for hydrotermisk aktivitet. Disse venene inneholder ofte metallmalmer som kan omfatte sulfider av tinn, sølv, bly, sink, kobber og andre metaller.

Fluoritt finnes også i brudd og vugs i noen kalkstein og dolomitter. Fluoritt kan være massiv, kornet eller euhedral som oktaedriske eller kubiske krystaller. Fluoritt er et vanlig mineral i hydrotermiske og karbonatbergarter over hele verden.

Fluoritenhetscelle: Illustrasjon som viser den relative størrelsen og plasseringen av fluor og kalsiumioner i den isometriske enhetscellen til fluoritt. Public domain image av Benjah-bmm27.

Fluor produkter: De fleste er kjent med fluorprodukter som brukes i forebygging av tannråte. Fluor tilsettes drikkevannet som en systemisk fluorterapi og tilsettes tannkrem, munnskyll og tannskyll som en aktuell fluoridbehandling. Disse bruken av fluor har vært kontroversielle.

Den beste måten å lære om mineraler på er å studere med en samling små prøver som du kan håndtere, undersøke og observere deres egenskaper. Rimelige mineralkolleksjoner er tilgjengelige i butikken.

Fluoritt edelsten: Fluoritt kan være en vakker edelsten når den er fasettert. Det er hovedsakelig en edelsten for samlere fordi den har en hardhet på 4 i Mohs-skalaen og fordi den lett klistres i fire retninger.

Bruk av fluoritt

Fluoritt har en rekke bruksområder. Den primære bruken er i metallurgisk industri, keramikk og kjemisk industri. Imidlertid er optiske, lapidære og andre bruksområder også viktige.

Fluorspar, navnet som brukes til fluoritt når det selges som et bulkmateriale eller i bearbeidet form, selges i tre forskjellige kvaliteter (syre, keramikk og metallurgisk).

Acid grade Fluorspar

Acid grade fluorspar er et materiale med høy renhet som brukes av den kjemiske industrien. Den inneholder over 97% CaF₂. De fleste av fluorsparene som konsumeres i USA er syrekvalitets, selv om det brukes i lavere karakterer. Den brukes hovedsakelig i den kjemiske industrien for å produsere flussyre (HF). HF blir deretter brukt til å produsere en rekke produkter som inkluderer: fluorkarbonkjemikalier, skumblåsemidler, kjølemedier og en rekke fluorkjemikalier.

Keramisk kvalitet fluorspar

Fluorspar av keramisk kvalitet inneholder mellom 85% og 96% CaF₂. Mye av dette materialet brukes til fremstilling av spesialglass, keramikk og emaljertøy. Fluorspar brukes til å lage glasurer og overflatebehandlinger som produserer harde blanke overflater, ujevn overflater og en rekke andre opptredener som gjør forbrukerglassgjenstander mer attraktive eller mer holdbare. Den ikke-pinne kokende overflaten kjent som Teflon er laget med fluor avledet fra fluoritt.

Metallurgisk kvalitet fluorspar

Metallurgisk fluorspar inneholder mellom 60 og 85% CaF₂. Mye av dette materialet brukes til produksjon av jern, stål og andre metaller. Fluorspar kan tjene som en fluks som fjerner urenheter som svovel og fosfor fra smeltet metall og forbedrer flyt av slagg. Mellom 20 og 60 pund fluorspar brukes for hvert tonn produsert metall. I USA bruker mange metallprodusenter fluorspar som overstiger metallurgisk kvalitet.

Optisk kvalitet fluoritt

Prøver av fluoritt med eksepsjonell optisk klarhet har blitt brukt som linser. Fluoritt har en veldig lav brytningsindeks og en veldig lav spredning. Disse to egenskapene gjør at linsen kan produsere ekstremt skarpe bilder. I stedet for å bruke naturlige fluorittkrystaller for å produsere disse linsene, smeltes fluoritt med høy renhet og kombineres med andre materialer for å produsere syntetiske "fluoritt" -linser av enda høyere kvalitet. Disse linsene brukes i optisk utstyr som mikroskoper, teleskoper og kameraer.

Lapidary grade fluoritt

Prøver av fluoritt med eksepsjonell farge og klarhet blir ofte brukt av lapidarer for å skjære edelstener og lage ornamentiske gjenstander. Eksempler av fluoritt av høy kvalitet lager vakre fasetter av steiner; mineralet er imidlertid så mykt og klistres så lett at disse steinene enten selges som samlereksemplarer eller brukes i smykker som ikke vil bli utsatt for slag eller slitasje. Fluoritt er også kuttet og hugget i prydgjenstander som små figurer og vaser. Disse blir ofte behandlet med et belegg eller impregnering for å forbedre stabiliteten og beskytte dem mot riper.

Båndet fluorittkabochon: Fargerike deler av fluoritt kan skjæres i vakre cabochons og andre prydgjenstander. På grunn av sin lave hardhet og perfekte spaltning er den imidlertid ikke egnet til mange formål.

Fluorittproduksjon i USA

Innskudd av minbar fluoritt eksisterer i USA; Imidlertid importeres nesten all fluoritt som forbrukes i USA. De viktigste landene som leverte fluoritt til USA i 2011 var Kina, Mexico, Mongolia og Sør-Afrika. All denne fluoritten importeres fordi produksjonskostnadene i USA er så høye at materialet kan produseres i disse andre landene og sendes direkte til kunder i USA til en lavere pris.

I 2011 produserte og solgte flere selskaper syntetisk fluoritt som et biprodukt av fosforsyreproduksjon, petroleumsforedling eller prosessering av uran. En kalkstensprodusent i Illinois var også i ferd med å utvinne og selge små mengder fluoritt fra steinbruddet. Det selskapet utvikler en underjordisk gruve for å utnytte en stor blodåre som de håper vil være i produksjon i 2013.