Fluorit a fluorit: Použití a vlastnosti minerálů

Obsah

• Co je fluorit?
• Fyzikální vlastnosti fluoritu
• Fluorescence
• Výskyt fluoru
• Použití fluoritu
• Výroba fluoritu ve Spojených státech

Fluorit: Tato fotografie ukazuje několik krásných modrých kubických krystalů fluoritu s občasnými pyritovými krystaly na jejich tvářích. Fluorit se běžně vyskytuje jako krychlové krystaly, ale modré krystaly jsou neobvyklé. Modrá barva může být způsobena stopovými množstvími yttria, které nahradí vápník ve struktuře fluoritového krystalu. Foto Giovanni DallOrto, zde použité pod licencí Creative Commons.

Štěpení fluoritu: Fluorit je jediný běžný minerál se čtyřmi směry dokonalého štěpení. Toto dokonalé štěpení v kombinaci s minerální izometrickou krystalovou strukturou často způsobuje, že se štěpí do dokonalých osmičků, jak je ukázáno zde. Tyto vzorky také ukazují fialové a žluté barvy, které jsou typické pro fluorit. Foto Hannes Grobe, zde použité pod licencí Creative Commons.

Co je fluorit?

Fluorit je důležitý průmyslový minerál složený z vápníku a fluoru (CaF₂). Používá se v celé řadě chemických, metalurgických a keramických procesů. Vzorky s výjimečnou diaphaneity a barvou jsou nakrájeny na drahokamy nebo použity k výrobě ozdobných předmětů.

Fluorit je uložen v žilách hydrotermálními procesy. V těchto horninách se často vyskytuje jako gangový minerál spojený s kovovými rudami. Fluorit se také nachází ve zlomeninách a dutinách některých vápenců a dolomitů. Je to velmi běžný minerál vytvářející horniny, který se vyskytuje v mnoha částech světa. V těžebním průmyslu se fluorit často nazývá „fluorit“.

Fyzikální vlastnosti fluoritu

Fluorit je velmi snadno identifikovatelný, pokud uvažujete o štěpení, tvrdosti a specifické hustotě. Je to jediný obyčejný minerál, který má čtyři směry dokonalého štěpení, často se lámající na kousky ve tvaru oktaedronu. Je to také minerál používaný pro tvrdost čtyř v Mohsově stupnici tvrdosti. Konečně má měrnou hmotnost 3,2, která je detekovatelně vyšší než většina ostatních minerálů.

Přestože barva není spolehlivou vlastností pro identifikaci minerálů, charakteristický fialový, zelený a žlutý průsvitný až průhledný vzhled fluoritu je okamžitým vodítkem pro minerál.

Fluorescenční fluorit: Vzorky fluoritu leštěné v normálním světle (nahoře) a pod ultrafialovým světlem s krátkými vlnami (dole). Zdá se, že fluorescence souvisí s barvou a pruhovou strukturou minerálů v jasném světle.

Fluorescence

V 1852, George Gabriel Stokes objevil schopnost vzorků fluoritu produkovat modrou záři když osvětlený světlem, který podle jeho slov byl “za fialovým koncem spektra”. Tento jev nazýval „fluorescencí“ po minerálním fluoritu. Jméno získalo široké přijetí v mineralogii, gemologii, biologii, optice, komerčním osvětlení a mnoha dalších oborech. (Viz foto dvojice, kde je uveden příklad fluoritové fluorescence v kamenech s kamenem.)

Fluorit obvykle svítí modro-fialovou barvu pod ultrafialovým a krátkovlnným ultrafialovým světlem. O některých exemplářích je známo, že žhnou smetanou nebo bílou barvou. Mnoho vzorků ne fluoreskuje. Fluorescence v fluoritu je považována za způsobenou, když stopová množství yttria, europia, samária nebo jiných prvků nahrazují vápník v fluoritové minerální struktuře.

Fluoritová krystalická hmota: Působivý shluk krystalů fluoritu z dolu Berbes, Ribadesella, Asturias, Španělsko. Vzorek a fotografie od Arkenstone / www.iRocks.com.

Výskyt fluoru

Většina fluoritů se vyskytuje jako žilní výplň ve skalách, které byly vystaveny hydrotermální aktivitě. Tyto žíly často obsahují kovové rudy, které mohou zahrnovat sulfidy cínu, stříbra, olova, zinku, mědi a dalších kovů.

Fluorit se také vyskytuje ve zlomeninách a zákopech některých vápenců a dolomitů. Fluorit může být masivní, zrnitý nebo euhedrální jako oktaedrické nebo krychlové krystaly. Fluorit je běžný minerál v hydrotermálních a uhličitanových horninách po celém světě.

Fluoritová jednotková buňka: Ilustrace znázorňující relativní velikost a polohu iontů fluoru a vápníku v izometrické jednotkové buňce fluoritu. Obrázek ve veřejné doméně od Benjah-bmm27.

Fluoridové produkty: Většina lidí je obeznámena s fluoridovými produkty používanými při prevenci zubního kazu. Fluorid se přidává do pitné vody jako systémová terapie fluoridy a přidává se do zubních past, ústních vod a zubních výplachů jako topická fluoridová terapie. Tato použití fluoridu byla kontroverzní.

Nejlepší způsob, jak se dozvědět o minerálech, je studovat se sbírkou malých vzorků, které můžete zpracovat, zkoumat a pozorovat jejich vlastnosti. V obchodě jsou dostupné levné sbírky minerálů.

Fluoritový drahokam: Fluorit může být krásný drahokam, když faceted. Je to hlavně drahokam pro sběratele, protože má tvrdost 4 na Mohsově stupnici a protože se snadno štěpí ve čtyřech směrech.

Použití fluoritu

Fluorit má široké využití. Primární použití je v metalurgickém, keramickém a chemickém průmyslu; optická, lapidární a jiná použití jsou však také důležitá.

Fluorspar, název používaný pro fluorit, když je prodáván jako sypký materiál nebo ve zpracované formě, se prodává ve třech různých stupních (kyselých, keramických a metalurgických).

Kyselina chromová

Kyselý fluorit je vysoce čistý materiál používaný v chemickém průmyslu. Obsahuje více než 97% CaF₂. Většina fluoritu spotřebovaného ve Spojených státech je kyselá, i když se používá v aplikacích nižšího stupně. Používá se hlavně v chemickém průmyslu k výrobě kyseliny fluorovodíkové (HF). HF se pak používá k výrobě různých produktů, které zahrnují: fluorouhlíkové chemikálie, pěnová nadouvadla, chladiva a různé fluoridové chemikálie.

Keramická třída Fluorspar

Keramický fluorit obsahuje mezi 85% a 96% CaF₂. Velká část tohoto materiálu se používá při výrobě speciálního skla, keramiky a smaltovaného zboží. Fluorspar se používá k výrobě glazur a povrchových úprav, které vytvářejí tvrdé lesklé povrchy, opaleskující povrchy a řadu dalších vzhledů, díky nimž jsou předměty ze skla pro spotřebitele atraktivnější nebo odolnější. Nelepivá varná plocha známá jako teflon se vyrábí za použití fluoru získaného z fluoritu.

Metalurgický stupeň Fluorspar

Fluorit metalurgického stupně obsahuje mezi 60 a 85% CaF₂. Velká část tohoto materiálu se používá při výrobě železa, oceli a jiných kovů. Fluorspar může sloužit jako tavidlo, které odstraňuje nečistoty, jako je síra a fosfor z roztaveného kovu, a zlepšuje tekutost strusky. Na každou tunu vyrobeného kovu se používá 20 až 60 liber fluoritu. Ve Spojených státech mnoho výrobců kovů používá fluorit, který přesahuje metalurgickou třídu.

Optický stupeň fluoritu

Jako čočky byly použity vzorky fluoritu s mimořádnou optickou čirostí. Fluorit má velmi nízký index lomu a velmi nízkou disperzi. Tyto dvě vlastnosti umožňují objektivu vytvářet extrémně ostré obrazy. V současné době se místo výroby přírodních fluoritových krystalů k výrobě těchto čoček roztaví fluorit s vysokou čistotou a kombinuje se s jinými materiály za účelem výroby syntetických „fluoritových“ čoček ještě vyšší kvality. Tyto čočky se používají v optických zařízeních, jako jsou mikroskopy, dalekohledy a fotoaparáty.

Fluorit Lapidary Grade

Vzorky fluoritu s výjimečnou barvou a čistotou používají lapidáři často k broušení drahokamů ak výrobě ozdobných předmětů. Vysoce kvalitní vzorky fluoritu vytvářejí krásné fazetované kameny; minerál je však tak měkký a štěpí se tak snadno, že se tyto kameny buď prodávají jako vzorky sběratelů, nebo se používají v špercích, které nebudou vystaveny nárazům nebo otěru. Fluorit je také řezán a vyřezáván na ozdobné předměty, jako jsou malé figurky a vázy. Ty jsou často ošetřeny povlakem nebo impregnací, aby se zvýšila jejich stabilita a chránila je před poškrábáním.

Pásový fluoritový kabbochon: Barevné kousky fluoritu je možné rozřezat na krásné kachny a jiné ozdobné předměty. Vzhledem k nízké tvrdosti a dokonalému štěpení však není vhodný pro mnoho účelů.

Výroba fluoritu ve Spojených státech

Ve Spojených státech existují ložiska těžitelného fluoritu; téměř veškerý fluorit spotřebovaný ve Spojených státech se však dováží. Primárními zeměmi, které v roce 2011 dodávaly fluorit do Spojených států, byla Čína, Mexiko, Mongolsko a Jižní Afrika. Celý tento fluorit se dováží, protože výrobní náklady ve Spojených státech jsou tak vysoké, že materiál může být vyráběn v těchto jiných zemích a dodáván přímo zákazníkům ve Spojených státech za nižší cenu.

V roce 2011 několik společností vyrábělo a prodávalo syntetický fluorit jako vedlejší produkt při výrobě kyseliny fosforečné, zpracování ropy nebo zpracování uranu. Také výrobce vápence v Illinoisu získával a prodával z lomu malá množství fluoritu. Tato společnost vyvíjí podzemní důl, aby využila velkou žílu fluoritu, o které doufají, že bude ve výrobě v roce 2013.