Fluorite และ Fluorspar: การใช้แร่และคุณสมบัติ

เนื้อหา

• Fluorite คืออะไร
• คุณสมบัติทางกายภาพของฟลูออไรต์
• แสงวาว
• การเกิดฟลูออไรด์
• การใช้งานของฟลูออไรต์
• การผลิตฟลูออไรต์ในสหรัฐอเมริกา

fluorite: ภาพนี้แสดงฟลูออไรต์สีน้ำเงินลูกบาศก์สวยงามหลายอันบนใบหน้าของพวกเขา โดยทั่วไปจะพบฟลูออไรท์เป็นผลึกลูกบาศก์ แต่คริสตัลสีน้ำเงินนั้นผิดปกติ สีฟ้าสามารถเกิดขึ้นได้จากปริมาณการแทนที่ของ yttrium แทนแคลเซียมในโครงสร้างผลึกฟลูออไรต์ ภาพถ่ายโดย Giovanni DallOrto ใช้ที่นี่ภายใต้ใบอนุญาต Creative Commons

ฟลูออไรท์แตกแยก: ฟลูออไรต์เป็นแร่ที่พบได้ทั่วไปเพียงสี่ทิศทางเท่านั้น ความแตกแยกที่สมบูรณ์แบบนี้รวมกับโครงสร้างผลึกแร่มีมิติเท่ากันทำให้มันแยกออกเป็นแปดด้านที่สมบูรณ์แบบดังที่แสดงไว้ที่นี่ ตัวอย่างเหล่านี้ยังแสดงสีม่วงและสีเหลืองซึ่งเป็นฟลูออไรต์ตามปกติ ภาพถ่ายโดย Hannes Grobe ใช้ที่นี่ภายใต้ใบอนุญาต Creative Commons

Fluorite คืออะไร

ฟลูออไรต์เป็นแร่สำคัญทางอุตสาหกรรมที่ประกอบด้วยแคลเซียมและฟลูออรีน₂) มันถูกใช้ในกระบวนการทางเคมีโลหะและเซรามิกหลากหลายชนิด ชิ้นงานที่มี diaphaneity พิเศษและสีถูกตัดเป็นอัญมณีหรือนำไปใช้ทำวัตถุประดับ

ฟลูออไรต์ถูกสะสมอยู่ในเส้นเลือดโดยกระบวนการไฮโดรเทอร์มอล ในหินเหล่านี้มักจะเกิดขึ้นเป็นแร่ gangue ที่เกี่ยวข้องกับแร่โลหะ ฟลูออไรต์ยังพบได้ในกระดูกหักและฟันผุของหินปูนและโดโลไมต์ มันเป็นแร่ขึ้นรูปหินที่พบได้ทั่วไปในหลายส่วนของโลก ในอุตสาหกรรมเหมืองแร่ฟลูออไรต์มักถูกเรียกว่า "ฟลูออร์สปาร์"

คุณสมบัติทางกายภาพของฟลูออไรต์

ฟลูออไรต์สามารถระบุได้ง่ายมากหากคุณพิจารณาความแตกแยกความแข็งและความถ่วงจำเพาะ มันเป็นแร่ที่พบได้ทั่วไปเพียงอย่างเดียวที่มีสี่ทิศทางของความแตกแยกที่สมบูรณ์แบบมักจะแตกเป็นชิ้น ๆ ด้วยรูปทรงแปดด้าน นอกจากนี้ยังเป็นแร่ที่ใช้สำหรับความแข็งสี่ในระดับความแข็ง Mohs ในที่สุดมันมีแรงโน้มถ่วงเฉพาะ 3.2 ซึ่งตรวจจับได้สูงกว่าแร่ธาตุอื่น ๆ

ถึงแม้ว่าสีจะไม่ได้เป็นคุณสมบัติที่เชื่อถือได้สำหรับการระบุแร่ แต่ลักษณะสีม่วงสีเขียวและสีเหลืองลักษณะโปร่งแสงเป็นสีเหลืองโปร่งใสของฟลูออไรท์เป็นเบาะแสที่มองเห็นได้ทันทีสำหรับแร่

ฟลูออไรต์เรืองแสง: ตัวอย่างฟลูออไรต์ขัดเงาในแสงปกติ (บน) และภายใต้แสงอัลตราไวโอเลตคลื่นสั้น (ด้านล่าง) การเรืองแสงนั้นดูเหมือนจะเกี่ยวข้องกับสีและโครงสร้างแถบของแร่ธาตุในแสงธรรมดา

แสงวาว

ในปี ค.ศ. 1852 จอร์จกาเบรียลสโตคส์ค้นพบความสามารถของตัวอย่างฟลูออไรต์ในการสร้างแสงสีฟ้าเมื่อส่องสว่างด้วยแสงซึ่งในคำพูดของเขาคือ "เกินกว่าปลายม่วงของสเปกตรัม" เขาเรียกปรากฏการณ์นี้ว่า "เรืองแสง" หลังจากฟลูออไรต์แร่ ชื่อนี้ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางทั้งในด้านแร่วิทยาอัญมณีชีววิทยาเลนส์แสงเชิงพาณิชย์และสาขาอื่น ๆ อีกมากมาย (ดูคู่ภาพถ่ายสำหรับตัวอย่างของฟลูออไรต์เรืองแสงในหินร่วงลง)

โดยทั่วไปฟลูออไรท์จะเรืองแสงสีน้ำเงิน - ม่วงภายใต้แสงอัลตราไวโอเลตระยะสั้นและแสงอัลตราไวโอเลตคลื่นยาว ตัวอย่างบางชิ้นมีสีครีมหรือสีขาวเป็นประกาย ตัวอย่างจำนวนมากไม่เรืองแสง การเรืองแสงในฟลูออไรต์เป็นความคิดที่เกิดขึ้นเมื่อมีปริมาณอิเทรียม, ยูเรเนียม, ซามาเรียม, หรือองค์ประกอบอื่น ๆ แทนแคลเซียมในโครงสร้างแร่ฟลูออไรต์

คริสตัลฟลูออไรต์มวล: กลุ่มผลึกฟลูออไรต์ที่น่าประทับใจจากเหมือง Berbes, Ribadesella, Asturias, Spain ตัวอย่างและภาพถ่ายโดย Arkenstone / www.iRocks.com

การเกิดฟลูออไรด์

ฟลูออไรต์ส่วนใหญ่เกิดขึ้นเนื่องจากการอุดหลอดเลือดดำในหินซึ่งอยู่ภายใต้กิจกรรมความร้อนใต้พิภพ เส้นเลือดเหล่านี้มักจะมีแร่โลหะซึ่งอาจรวมถึงซัลไฟด์ของดีบุก, เงิน, ตะกั่ว, สังกะสี, ทองแดงและโลหะอื่น ๆ

ฟลูออไรต์ยังพบในกระดูกหักและก้อนหินปูนหินปูนและโดโลไมต์ ฟลูออไรต์อาจมีขนาดใหญ่เม็ดเล็กหรือใหญ่เป็นเหลี่ยมแปดเหลี่ยมหรือลูกบาศก์คริสตัล ฟลูออไรท์เป็นแร่ที่พบได้ทั่วไปในหินร้อนและคาร์บอเนตทั่วโลก

เซลล์หน่วยฟลูออไรต์: ภาพประกอบแสดงขนาดและตำแหน่งสัมพัทธ์ของฟลูออรีนและแคลเซียมไอออนในเซลล์ของภาพสามมิติของฟลูออไรต์ ภาพโดเมนสาธารณะโดย Benjah-bmm27

ผลิตภัณฑ์ฟลูออไรด์: คนส่วนใหญ่คุ้นเคยกับผลิตภัณฑ์ฟลูออไรด์ที่ใช้ในการป้องกันฟันผุ ฟลูออไรด์ถูกเติมลงไปในน้ำดื่มเพื่อใช้ในการรักษาด้วยระบบฟลูออไรด์และเพิ่มยาสีฟันน้ำยาบ้วนปากและน้ำยาบ้วนปากเป็นวิธีการรักษาด้วยฟลูออไรด์ การใช้ฟลูออไรด์เหล่านี้ขัดแย้งกัน

วิธีที่ดีที่สุดในการเรียนรู้เกี่ยวกับแร่ธาตุคือการศึกษาด้วยชุดตัวอย่างขนาดเล็กที่คุณสามารถจัดการตรวจสอบและสังเกตคุณสมบัติได้ มีการรวบรวมแร่ราคาไม่แพงในร้านค้า

พลอยฟลูออไรท์: ฟลูออไรต์สามารถเป็นอัญมณีที่สวยงามเมื่อเหลี่ยมเพชรพลอย ส่วนใหญ่เป็นพลอยสำหรับนักสะสมเพราะมันมีความแข็ง 4 ในระดับ Mohs และเพราะมันสามารถแยกออกได้ง่ายในสี่ทิศทาง

การใช้งานของฟลูออไรต์

ฟลูออไรท์มีการใช้งานที่หลากหลาย การใช้งานหลักอยู่ในอุตสาหกรรมโลหะเซรามิกส์และเคมี อย่างไรก็ตามการใช้ออปติคัลการเจียระไนและการใช้อื่น ๆ ก็มีความสำคัญเช่นกัน

Fluorspar ชื่อที่ใช้สำหรับฟลูออไรต์เมื่อมันถูกขายเป็นวัสดุจำนวนมากหรือในรูปแบบการประมวลผลขายในสามเกรดที่แตกต่างกัน (กรดเซรามิกและโลหะ)

กรดฟลูออไรด์เกรด

กรดเกรดฟลูออร์สปาร์เป็นวัสดุที่มีความบริสุทธิ์สูงที่ใช้ในอุตสาหกรรมเคมี มันมีมากกว่า 97% CaF₂. ฟลูออร์สปาร์ส่วนใหญ่ที่บริโภคในสหรัฐอเมริกานั้นเป็นเกรดกรดแม้ว่าจะถูกใช้ในงานเกรดต่ำ ส่วนใหญ่จะใช้ในอุตสาหกรรมเคมีเพื่อผลิตกรดไฮโดรฟลูออริก (HF) จากนั้น HF จะถูกใช้เพื่อผลิตผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายซึ่งรวมถึง: สารเคมีฟลูออโรคาร์บอนสารเป่าโฟมสารทำความเย็นและสารเคมีฟลูออไรด์ที่หลากหลาย

เซรามิกเกรดฟลูออร์สปาร์

เซรามิกเกรดฟลูออร์สปาร์ประกอบด้วย 85% ถึง 96% CaF₂. วัสดุส่วนใหญ่นี้ใช้ในการผลิตแก้วชนิดพิเศษเซรามิกและเครื่องเคลือบ ฟลูออร์สปาร์ถูกนำมาใช้ในการทำน้ำยาเคลือบผิวและพื้นผิวที่มีพื้นผิวมันแข็งพื้นผิวที่มีสีเหลื่อมและรูปลักษณ์อื่น ๆ อีกมากมายที่ทำให้วัตถุแก้วของผู้บริโภคดูน่าดึงดูดหรือคงทนยิ่งขึ้น พื้นผิวการปรุงอาหารไม่ติดที่รู้จักกันในชื่อเทฟลอนนั้นทำขึ้นโดยใช้ฟลูออรีนจากฟลูออไรต์

Fluorspar เกรดโลหะ

ฟลูออเรสเซนต์เกรดโลหะมีระหว่าง 60 และ 85% CaF₂. วัสดุนี้ส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตเหล็กเหล็กและโลหะอื่น ๆ ฟลูออร์สปาร์สามารถทำหน้าที่เป็นฟลักซ์ที่กำจัดสิ่งสกปรกเช่นซัลเฟอร์และฟอสฟอรัสจากโลหะหลอมเหลวและช่วยเพิ่มการไหลของตะกรัน ฟลูออร์สปาร์ระหว่าง 20 ถึง 60 ปอนด์ใช้สำหรับโลหะทุก ๆ ตันที่ผลิต ในสหรัฐอเมริกาผู้ผลิตโลหะจำนวนมากใช้ฟลูออร์สปาร์ซึ่งสูงกว่าเกรดโลหะ

Fluorite เกรดแสง

ตัวอย่างของฟลูออไรต์ที่มีความคมชัดของแสงเป็นพิเศษถูกนำมาใช้เป็นเลนส์ ฟลูออไรต์มีดัชนีการหักเหต่ำมากและการกระจายตัวต่ำมาก คุณสมบัติทั้งสองนี้ทำให้เลนส์สามารถสร้างภาพที่คมชัดที่สุด วันนี้แทนที่จะใช้ผลึกฟลูออไรต์ธรรมชาติเพื่อผลิตเลนส์เหล่านี้ฟลูออไรต์ที่มีความบริสุทธิ์สูงจะถูกหลอมรวมเข้ากับวัสดุอื่นเพื่อผลิตเลนส์ "ฟลูออไรต์" สังเคราะห์ที่มีคุณภาพสูงกว่า เลนส์เหล่านี้ใช้ในอุปกรณ์เกี่ยวกับสายตาเช่นกล้องจุลทรรศน์กล้องโทรทรรศน์และกล้อง

ฟลูออไรด์เกรด Lapidary

ตัวอย่างของฟลูออไรต์ที่มีสีพิเศษและความคมชัดมักใช้โดยช่างเจียระไนเพื่อเจียระไนพลอยและทำของประดับ ชิ้นงานคุณภาพสูงของฟลูออไรต์ทำจากหินที่สวยงาม อย่างไรก็ตามแร่นั้นมีความอ่อนนุ่มและสามารถเกาะติดได้ง่ายโดยที่หินเหล่านี้จะถูกขายเป็นตัวอย่างสะสมหรือใช้ในเครื่องประดับที่จะไม่ถูกกระแทกหรือเสียดสี ฟลูออไรต์ถูกตัดและแกะสลักเป็นวัตถุประดับเช่นรูปแกะสลักและแจกันขนาดเล็ก สิ่งเหล่านี้มักถูกเคลือบด้วยการเคลือบหรือการเคลือบเพื่อเพิ่มเสถียรภาพและป้องกันรอยขีดข่วน

สีฟลูออไรต์เจียรหลังเบี้ย: ฟลูออไรต์ที่มีสีสันสามารถถูกตัดเป็น cabochons ที่สวยงามและวัตถุประดับอื่น ๆ อย่างไรก็ตามเนื่องจากความแข็งต่ำและความแตกแยกที่สมบูรณ์แบบจึงไม่เหมาะสำหรับวัตถุประสงค์หลายประการ

การผลิตฟลูออไรต์ในสหรัฐอเมริกา

เงินฝากของ fluorite minable มีอยู่ในสหรัฐอเมริกา อย่างไรก็ตามนำเข้าฟลูออไรต์เกือบทั้งหมดในสหรัฐอเมริกาถูกนำเข้า ประเทศหลักที่ให้ฟลูออไรต์ไปยังสหรัฐอเมริกาในปี 2554 ได้แก่ จีนเม็กซิโกมองโกเลียและแอฟริกาใต้ ฟลูออไรต์ทั้งหมดนี้นำเข้าเนื่องจากต้นทุนการผลิตในสหรัฐอเมริกาสูงมากจนสามารถผลิตวัสดุในประเทศอื่น ๆ เหล่านี้และส่งตรงไปยังลูกค้าในสหรัฐอเมริกาด้วยต้นทุนที่ต่ำกว่า

ในปี 2554 มี บริษัท หลายแห่งที่ผลิตและจำหน่ายฟลูออไรต์สังเคราะห์เป็นผลพลอยได้จากการผลิตกรดฟอสฟอริกการแปรรูปปิโตรเลียมหรือกิจกรรมการแปรรูปยูเรเนียม ผู้ผลิตหินปูนในรัฐอิลลินอยส์ก็ฟื้นตัวและขายฟลูออไรต์เล็กน้อยจากเหมืองของพวกเขา บริษัท ดังกล่าวกำลังพัฒนาเหมืองใต้ดินเพื่อใช้ประโยชน์จากฟลูออไรต์ขนาดใหญ่ซึ่งพวกเขาหวังว่าจะมีการผลิตในปี 2556