Fluoras ir fluoras: Mineralų paskirtis ir savybės

Turinys

• Kas yra fluoras?
• Fizinės fluoro savybės
• Fluorescencija
• Fluorito atsiradimas
• Fluorito panaudojimas
• Fluoro gamyba JAV

Fluoras: Ši nuotrauka rodo kelis gražius mėlynus kubinius fluoro kristalus su retkarčiais pirito kristalais ant veido. Fluoras dažniausiai aptinkamas kaip kubiniai kristalai, tačiau mėlyni kristalai yra neįprasti. Mėlyną spalvą gali sukelti itrio pėdsakai, pakeičiantys kalcį fluorito kristalų struktūroje. Giovanni DallOrto nuotrauka, naudojama čia pagal „Creative Commons“ licenciją.

Fluorito skaidymas: Fluoras yra vienintelis įprastas mineralas, turintis keturias tobulo skilimo kryptis. Dėl toblaus skilimo kartu su izometrine mineralų kristalų struktūra dažnai jis suskaidomas į tobulus oktaedrus, kaip parodyta čia. Šie pavyzdžiai taip pat parodo violetinę ir geltoną spalvas, būdingas fluoritui. Hanneso Grobės nuotrauka, naudojama čia pagal „Creative Commons“ licenciją.

Kas yra fluoras?

Fluoritas yra svarbus pramoninis mineralas, sudarytas iš kalcio ir fluoro (CaF₂). Jis naudojamas įvairiuose cheminiuose, metalurgijos ir keramikos procesuose. Išskirtinės diafanezijos ir spalvos pavyzdžiai supjaustomi brangakmeniais arba naudojami dekoratyviniams objektams gaminti.

Fluoritas nusėda venose hidroterminių procesų metu. Šiose uolienose jis dažnai būna kaip grynas mineralas, susijęs su metalo rūdomis. Fluoritas taip pat randamas kai kurių klinčių ir dolomitų lūžiuose ir ertmėse. Tai labai paplitęs uolienų formavimo mineralas, randamas daugelyje pasaulio vietų. Kalnakasybos pramonėje fluoras dažnai vadinamas „fluoras“.

Fizinės fluoro savybės

Fluoritą labai lengva nustatyti, jei atsižvelgiama į skilimą, kietumą ir savitąjį sunkumą. Tai yra vienintelis įprastas mineralas, turintis keturias tobulo skilimo kryptis, dažnai suskaidomas į aštuonkampio formos gabalus. Tai taip pat mineralas, naudojamas pagal keturias kietumas pagal Moho kietumo skalę. Galiausiai jo savitasis sunkis yra 3,2, kuris yra aptinkamai didesnis nei daugumos kitų mineralų.

Nors spalva nėra patikima mineralų identifikavimo savybė, būdinga violetinė, žalia ir geltona permatomos iki skaidrios fluoro išvaizda yra betarpiškas mineralo užuomina.

Fluorescencinis fluoras: Nulupti fluorito pavyzdžiai normalioje šviesoje (viršuje) ir trumpo bangos ultravioletinėje šviesoje (apačioje). Atrodo, kad fluorescencija yra susijusi su mineralų spalva ir juostine struktūra skaidrioje šviesoje.

Fluorescencija

1852 m. George'as Gabrielis Stokesas atrado fluoro pavyzdžių sugebėjimą šviesai apšviečiant mėlyną spindesį, kuris, jo žodžiais, buvo „už violetinės spektro galo ribos“. Šį reiškinį jis pavadino „fluorescencija“ po mineraliniu fluoritu. Šis vardas buvo plačiai pripažintas mineralogijoje, gemologijoje, biologijoje, optikoje, komerciniame apšvietime ir daugelyje kitų sričių. (Žr. Nuotraukų porą, jei norite pamatyti nukritusių akmenų fluorito fluorescencijos pavyzdį.)

Paprastai fluoras švyti melsvai violetiniu atspalviu veikiant trumpojo bangos ultravioletiniams ir ilgojo bangos ultravioletiniams spinduliams. Yra žinoma, kad kai kurie egzemplioriai švyti kremine ar balta spalva. Daugelis egzempliorių nefluoruoja. Manoma, kad fluoro fluorescencija gali kilti, kai mineralų fluorito struktūroje kalcio kiekį pakeičia itrio, europiumo, samario ar kiti elementai.

Fluoro kristalų masė: Įspūdinga fluoro kristalų grupė iš Berbų kasyklos, Ribadesella, Asturias, Ispanija. Arkenstone pavyzdys ir nuotrauka / www.iRocks.com.

Fluorito atsiradimas

Daugiausia fluoro susidaro užpildžius venas akmenyse, kurie buvo veikiami hidroterminio poveikio. Šiose venose dažnai yra metalo rūdos, kuriose gali būti alavo, sidabro, švino, cinko, vario ir kitų metalų sulfidai.

Fluoritas taip pat randamas kai kurių klinčių ir dolomitų lūžiuose ir vietose. Fluoras gali būti masyvus, granuliuotas arba euedrinis kaip oktaedriniai arba kubiniai kristalai. Fluoritas yra įprastas mineralas hidroterminėse ir karbonatinėse uolienose visame pasaulyje.

Fluorito blokas: Iliustracija, rodanti santykinį fluoro ir kalcio jonų dydį ir vietą izometriniame vienete iš fluoro. Benjah-bmm27 atvaizdas viešai.

Fluoro produktai: Daugelis žmonių yra susipažinę su fluoro produktais, naudojamais dantų ėduonies prevencijai. Fluoras pridedamas prie geriamojo vandens kaip sisteminė terapija su fluorais ir pridedamas prie dantų pastų, burnos skalavimo skysčių ir dantų skalavimo skysčių kaip aktuali fluoro terapija. Šie fluoro naudojimo būdai buvo prieštaringi.

Geriausias būdas sužinoti apie mineralus yra mokytis iš mažų pavyzdžių, kuriuos galite tvarkyti, ištirti ir stebėti jų savybes. Nebrangios mineralų kolekcijos yra parduotuvėje.

Fluoro brangakmenis: Fluoras gali būti gražus brangakmenis, kai yra briaunotas. Tai daugiausia brangakmenis kolekcionieriams, nes jo kietumas yra 4 pagal Moho skalę ir todėl, kad lengvai skaidosi į keturias puses.

Fluorito panaudojimas

Fluoritas yra plačiai naudojamas. Pagrindiniai naudojimo būdai yra metalurgijos, keramikos ir chemijos pramonėje; tačiau optinė, laikraštinė ir kita paskirtis taip pat yra svarbi.

Fluorspar, naudojamas fluitui, kai jis parduodamas kaip biri medžiaga arba perdirbta forma, parduodamas trijų skirtingų rūšių (rūgštinis, keramikinis ir metalurginis).

Rūgšties laipsnio fluoras

Rūgštinis fluoras yra labai gryna medžiaga, naudojama chemijos pramonėje. Jame yra daugiau kaip 97% CaF₂. Didžioji dalis Jungtinėse Valstijose vartojamo fluoro pluošto yra rūgšties klasės, net jei jis naudojamas žemesnės klasės reikmėms. Jis daugiausia naudojamas chemijos pramonėje vandenilio fluorido rūgščiai (HF) gaminti. Tada HF naudojamas gaminant įvairius produktus, įskaitant: anglies dvideginio chemikalus, putų putplasčio medžiagas, šaltnešius ir įvairius fluoro chemikalus.

Keraminės klasės fluoras

Keraminės rūšies fluoras yra nuo 85% iki 96% CaF₂. Didžioji šios medžiagos dalis naudojama gaminant specialų stiklą, keramiką ir emalio dirbinius. Fluorinis stiklas naudojamas glazūroms ir paviršiaus apdorojimui, iš kurio gaunami kieti blizgūs paviršiai, opaliniai paviršiai ir daugybė kitų išvaizdų, kurie vartotojams skirtus stiklo objektus daro patrauklesnius ar patvaresnius. Nelipnus kepimo paviršius, žinomas kaip teflonas, yra pagamintas iš fluoro, gauto iš fluoro.

Metalurgijos klasės fluoras

Metalurginės klasės fluoresparnyje yra nuo 60 iki 85% CaF₂. Didžioji šios medžiagos dalis naudojama geležies, plieno ir kitų metalų gamyboje. Fluorpadas gali būti naudojamas kaip srautas, pašalinantis išlydyto metalo priemaišas, tokias kaip siera ir fosforas, ir pagerinantis šlako sklandumą. Kiekvienai tonai metalo sunaudojama nuo 20 iki 60 svarų fluoras. Jungtinėse Valstijose daugelis metalo gamintojų naudoja fluorescencinį šarmą, viršijantį metalurgijos klasę.

Optinės klasės fluoras

Kaip lęšiai buvo naudojami išskirtinio optinio skaidrumo fluorito pavyzdžiai. Fluoritas turi labai mažą lūžio rodiklį ir labai mažą dispersiją. Šios dvi savybės leidžia objektyvui sukurti ypač ryškius vaizdus. Šiandien vietoj natūralių fluorito kristalų gaminant šiuos lęšius aukšto grynumo fluoritas išlydomas ir derinamas su kitomis medžiagomis, kad būtų dar aukštesnės kokybės sintetiniai „fluorito“ lęšiai. Šie lęšiai naudojami optinėje įrangoje, tokioje kaip mikroskopai, teleskopai ir fotoaparatai.

Lapidary laipsnio fluoras

Išskirtinės spalvos ir aiškumo fluoro pavyzdžiai dažnai naudojami brangakmenių pjaustymui ir dekoratyvinių daiktų darymui. Aukštos kokybės fluorito pavyzdžiai sudaro gražius briaunotus akmenis; tačiau mineralas yra toks minkštas ir lengvai skaidomas, kad šie akmenys yra parduodami kaip kolekcionavimo pavyzdžiai arba naudojami juvelyriniuose dirbiniuose, kurie nebus veikiami smūgio ar dilimo. Fluoritas taip pat supjaustomas ir raižomas dekoratyviniais objektais, tokiais kaip mažos figūrėlės ir vazos. Jie dažnai yra apdorojami danga arba impregnavimu, kad padidėtų jų stabilumas ir būtų apsaugoti nuo įbrėžimų.

Juostinis fluoro kabošonas: Spalvotus fluoro gabalėlius galima supjaustyti į gražius kabošonus ir kitus dekoratyvinius daiktus. Tačiau dėl mažo kietumo ir nepriekaištingo suskaidymo jis netinka daugeliui tikslų.

Fluoro gamyba JAV

Minuso fluorito indėliai yra JAV; tačiau beveik visas JAV suvartotas fluoras yra importuotas. Pirminės šalys, kurios 2011 m. Tiekė fluoritą JAV, buvo Kinija, Meksika, Mongolija ir Pietų Afrika. Visas šis fluoritas yra importuotas, nes gamybos sąnaudos JAV yra tokios aukštos, kad medžiagą galima gaminti šiose kitose šalyse ir tiesiogiai nusiųsti JAV pirkėjams mažesnėmis sąnaudomis.

2011 m. Kelios įmonės gamino ir pardavinėjo sintetinį fluoritą kaip šalutinį savo fosforo rūgšties gamybos, naftos perdirbimo ar urano perdirbimo procesą. Ilinojaus valstijoje esantis kalkakmenio gamintojas iš savo karjerų taip pat gaudavo ir pardavinėjo nedidelius fluoro kiekius. Ši įmonė plėtoja požeminę kasyklą, kad galėtų panaudoti didelę fluoro veną, kuri, kaip tikimasi, bus pagaminta 2013 m.