กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 10 นาที

ฟลูออไรต์

ฟลูออไรต์ (หรือเรียกอีกอย่างว่าฟลูออร์สปาร์ ) เป็นแร่ในรูปของแคลเซียมฟลูออไรด์ CaF₂ จัดอยู่ในกลุ่มแร่เฮไลด์มีโครงสร้างผลึกแบบลูกบาศก์สมมาตร แต่ก็...

ฟลูออไรต์

ฟลูออไรต์
ผลึกฟลูออไรต์สีเขียวเข้มเดี่ยวๆ รูปทรงคล้ายทรงแปดเหลี่ยมตัดยอดวางอยู่บนฐานไมกา จากภูเขาเอรองโก เขตเอรองโกประเทศนามิเบีย (ขนาดโดยรวม: 50 มม. × 27 มม. ขนาดผลึก: กว้าง 19 มม. น้ำหนัก 30 กรัม)
ทั่วไป
หมวดหมู่แร่เฮไลด์
สูตรCaF
สัญลักษณ์ IMAฟลอร์[ 1 ]
การจำแนกประเภทของสตรุนซ์3.AB.25
ระบบผลึกไอโซเมตริก
คลาสคริสตัลเฮกโซออกตาเฮดรอล (m 3 m) สัญลักษณ์ H–M : (4/m 3 2/m) ( cF12 )
กลุ่มอวกาศF m 3 m (หมายเลข 225)
หน่วยเซลล์a = 5.4626  Å; Z  =  4
การระบุตัวตน
สีไม่มีสี แต่ตัวอย่างมักมีสีเข้มเนื่องจากสิ่งเจือปน เช่น สีม่วง สีม่วงอ่อน สีเหลืองทอง สีเขียว สีฟ้า สีชมพู สีแชมเปญ สีน้ำตาล
นิสัยคริสตัลผลึกขนาดใหญ่ที่มีรูปร่างสมบูรณ์ อาจมีลักษณะเป็นก้อนกลม คล้ายพวงองุ่น หรือบางครั้งอาจเป็นทรงกระบอกหรือเส้นใย มีลักษณะเป็นเม็ดเล็กๆ หรือเป็นก้อนขนาดใหญ่
การจับคู่พบได้ทั่วไปบน {111} แทรกซึมกัน แบนราบ
ร่องอกทรงแปดเหลี่ยม สมบูรณ์บน {111} แยกออกจากกันบน {011}
กระดูกหักใต้กระดูกเบ้าตาไปจนถึงไม่สม่ำเสมอ
ความมุ่งมั่นเปราะ
ความแข็งตามมาตราโมห์ส4 (แร่ธาตุที่กำหนด)
ความแวววาวกระจกตา
สตรีคสีขาว
ความโปร่งใสจากโปร่งใสเป็นโปร่งแสง
ความถ่วงจำเพาะ3.175–3.184; สูงถึง 3.56 หากมีธาตุหายากในปริมาณสูง
คุณสมบัติทางแสงไอโซโทรปิก; แอนไอโซโทรปิกผิดปกติเล็กน้อย; ความสูงต่ำ ปานกลาง
ดัชนีหักเห1.433–1.448
ความสามารถในการหลอมละลาย3
ความสามารถในการละลายละลายน้ำได้เล็กน้อยและในกรดไฮโดรคลอริก ร้อน
ลักษณะอื่นๆอาจเรืองแสงได้ เปล่งแสงฟอสฟอเรสเซนต์ เปล่ง แสงเทอร์ โมลูมิเนสเซนต์และ/ หรือเปล่งแสงไตรโบลูมิเนสเซนต์
เอกสารอ้างอิง[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]

ฟลูออไรต์ (หรือเรียกอีกอย่างว่าฟลูออร์สปาร์ ) เป็นแร่ในรูปของแคลเซียมฟลูออไรด์ CaF₂ จัดอยู่ในกลุ่มแร่เฮไลด์มีโครงสร้างผลึกแบบลูกบาศก์สมมาตร แต่ก็ รูปทรงแปดเหลี่ยมและรูปทรงสมมาตรที่ซับซ้อนกว่าได้ไม่ยาก

มาตราความแข็งของแร่โมห์ซึ่งอิงตามการเปรียบเทียบความแข็งจากการขีดข่วน กำหนดค่า 4 เป็นฟลูออไรต์[ 6 ]

ฟลูออไรต์บริสุทธิ์ไม่มีสีและโปร่งใสทั้งในแสงที่มองเห็นได้และแสงอัลตราไวโอเลต แต่สิ่งเจือปนมักทำให้มันเป็นแร่ที่มีสีสัน และหินชนิดนี้มีประโยชน์ในด้านการตกแต่งและการเจียระไนในทางอุตสาหกรรม ฟลูออไรต์ใช้เป็นสารช่วยหลอมในการถลุงโลหะ และในการผลิตแก้วและเคลือบฟันบางชนิด ฟลูออไรต์เกรดบริสุทธิ์ที่สุดเป็นแหล่งของฟลูออไรด์สำหรับ การผลิต กรดไฮโดรฟลูออริกซึ่งเป็นแหล่งตัวกลางของสารเคมีละเอียด ที่มีฟลูออรีนเป็นส่วนประกอบ ส่วนใหญ่ ฟลูออไรต์ที่โปร่งใสและใสมีคุณสมบัติการกระจายแสง แบบผิดปกติ กล่าวคือ ดัชนีหักเหของมันแปรผันตามความยาวคลื่นของแสงในลักษณะที่แตกต่างจากแก้วที่ใช้กันทั่วไป ดังนั้นฟลูออไรต์จึงมีประโยชน์ในการทำเลนส์อะโพโครมาติกและมีคุณค่าอย่างยิ่งในด้านเลนส์ถ่ายภาพ เลนส์ฟลูออไรต์ยังสามารถใช้งานได้ในช่วงอัลตราไวโอเลตไกลและอินฟราเรดกลาง ซึ่งแก้วทั่วไปทึบแสงเกินไปที่จะใช้งานได้ ฟลูออไรต์ยังมีการกระจายแสงต่ำและมีดัชนีหักเหสูงเมื่อเทียบกับความหนาแน่นของมัน

ประวัติและรากศัพท์

คำว่าฟลูออไรต์ (fluorite)มาจากคำกริยาภาษาละตินfluereซึ่งหมายถึงการไหลแร่ชนิดนี้ใช้เป็นสารช่วยหลอมละลาย ใน การถลุงเหล็กเพื่อลดความหนืดของตะกรันคำว่าfluxมาจากคำคุณศัพท์ภาษาละตินfluxusซึ่งหมายถึงการไหล การหลวม การหย่อนยานแร่ฟลูออไรต์ ซึ่งเดิมเรียกว่า ฟลูออร์ สปาร์ (fluorspar ) ถูกกล่าวถึงครั้งแรกในงานเขียนปี 1530 ชื่อ Bermannus; de re metallica dialogus [เบอร์มันนัส หรือ บทสนทนาเกี่ยวกับธรรมชาติของโลหะ] โดย จอร์จิอุส อะกริโคลา (Georgius Agricola ) ในฐานะแร่ที่มีคุณสมบัติเป็นสารช่วยหลอมละลายที่มีประโยชน์[ 7 ] [ 8 ] Agricola นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันผู้เชี่ยวชาญด้านภาษาศาสตร์การทำเหมืองและโลหะวิทยา ได้ตั้งชื่อฟลูออร์สปาร์เป็นการแปลง คำ ภาษาเยอรมัน Flussspat ให้ เป็นละตินใหม่โดยมาจากFluss (ย่อมาจากFlussmittel ซึ่งหมายถึง สารช่วยหลอม โลหะ ) และSpat (ซึ่งหมายถึง แร่ ที่ไม่ใช่โลหะที่คล้ายกับยิปซัม spærstān ซึ่งหมายถึง หินหอกโดยอ้างอิงถึงส่วนที่เป็นผลึก) [ 9 ] [ 10 ]

ในปี พ.ศ. 2495 ฟลูออไรต์ได้ตั้งชื่อให้กับปรากฏการณ์การเรืองแสงซึ่งเด่นชัดในฟลูออไรต์จากบางพื้นที่ เนื่องมาจากสิ่งเจือปนบางอย่างในแร่ ฟลูออไรต์ยังได้ตั้งชื่อให้กับธาตุฟลูออรีน ซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักอีกด้วย [ 3 ] ปัจจุบัน คำว่า "ฟลูออร์สปาร์" มักใช้เรียกฟลูออไรต์ในฐานะสินค้าอุตสาหกรรมและเคมี ในขณะที่คำ ว่า"ฟลูออไรต์" ใช้ในเชิงแร่ธาตุและในความหมายอื่นๆ ส่วนใหญ่

ในทางโบราณคดี อัญมณีวิทยา การศึกษาคลาสสิก และอียิปต์วิทยา คำภาษาละตินmurrinaและmyrrhinaหมายถึงฟลูออไรต์[ 11 ]ในหนังสือเล่มที่ 37 ของNaturalis Historiaพลินีผู้เฒ่าได้บรรยายถึงฟลูออไรต์ว่าเป็นหินมีค่าที่มีลายด่างสีม่วงและขาว และกล่าวว่าชาวโรมันชื่นชอบวัตถุที่แกะสลักจากหินชนิดนี้ มีการเสนอแนะว่าชื่อแร่ภาษาสันสกฤตvaikrānta (वैक्रान्तः) ซึ่งเป็นที่รู้จักจากตำราเล่นแร่แปรธาตุภาษาสันสกฤตตั้งแต่ต้นสหัสวรรษที่สองเป็นต้นไป อาจหมายถึงฟลูออไรต์[ 12 ]

โครงสร้าง

โครงสร้างของแคลเซียมฟลูออไรด์CaF[ 13 ]

ฟลูออไรต์ตกผลึกในรูปแบบลูกบาศก์การเกิดผลึกแฝดเป็นเรื่องปกติและเพิ่มความซับซ้อนให้กับลักษณะผลึก ที่สังเกตได้ ฟลูออไรต์มีระนาบการแตกตัวที่สมบูรณ์แบบสี่ระนาบซึ่งช่วยสร้างชิ้นส่วนทรงแปดเหลี่ยม[ 14 ]รูปแบบโครงสร้างที่ฟลูออไรต์นำมาใช้นั้นพบได้ทั่วไปจนรูปแบบนี้เรียกว่าโครงสร้างฟลูออไรต์การแทนที่ธาตุสำหรับแคตไอออนแคลเซียม มักรวมถึงสตรอนเทียมและธาตุหายาก บางชนิด ( REE ) เช่นอิตเทรียมและซีเรียม[ 5 ]

การเกิดขึ้นและการทำเหมือง

โครงสร้างสีดำ ลายลูกศร (เป็นคลื่น ขรุขระ)
ภาพระยะใกล้ของพื้นผิวฟลูออไรต์
ฟลูออไรต์สีน้ำเงิน จากอำเภอฉือเหอมณฑลเหอหนานประเทศจีน

ฟลูออไรต์ก่อตัวเป็นแร่ที่ตกผลึกในภายหลังในหินอัคนีเฟล ซิก โดยทั่วไปผ่านกิจกรรมไฮโดรเทอร์มอล[ 15 ] พบได้ทั่วไปในเพกมาไทต์แกรนิติ กอาจพบเป็นแหล่งสะสมเส้นแร่ที่เกิดจาก กิจกรรม ไฮโดรเทอร์มอลโดยเฉพาะในหินปูน ในแหล่งสะสมเส้นแร่ดังกล่าว ฟลูออไรต์อาจเกี่ยวข้องกับกาเลนาสฟาเลอไรต์แบไรต์ควอตซ์และแคลไซต์ฟลูออไรต์ยังสามารถพบได้เป็นส่วนประกอบของหินตะกอน ไม่ว่าจะเป็นเม็ดหรือเป็นวัสดุประสานในหินทราย [ 15 ]

เป็นแร่ธาตุทั่วไปที่พบได้กระจายตัวเป็นหลักในแอฟริกาใต้ จีน เม็กซิโก มองโกเลีย สหราชอาณาจักร สหรัฐอเมริกา แคนาดา แทนซาเนีย รวันดา และอาร์เจนตินา

ปริมาณสำรองฟลูออไรต์ทั่วโลกคาดว่าอยู่ที่ 230 ล้านตัน (Mt) โดยแหล่งสะสมที่ใหญ่ที่สุดอยู่ในแอฟริกาใต้ (ประมาณ 41 ล้านตัน) เม็กซิโก (32 ล้านตัน) และจีน (24 ล้านตัน) จีนเป็นผู้นำด้านการผลิตของโลกด้วยปริมาณประมาณ 3 ล้านตันต่อปี (ในปี 2010) ตามมาด้วยเม็กซิโก (1.0 ล้านตัน) มองโกเลีย (0.45 ล้านตัน) รัสเซีย (0.22 ล้านตัน) แอฟริกาใต้ (0.13 ล้านตัน) สเปน (0.12 ล้านตัน) และนามิเบีย (0.11 ล้านตัน) [ 16 ]

หนึ่งในแหล่งแร่ฟลูออร์สปาร์ที่ใหญ่ที่สุดในอเมริกาเหนือตั้งอยู่บนคาบสมุทรบูร์อินรัฐนิวฟาวนด์แลนด์ประเทศแคนาดา การค้นพบฟลูออร์สปาร์อย่างเป็นทางการครั้งแรกในพื้นที่นี้ได้รับการบันทึกโดยนักธรณีวิทยา JB Jukes ในปี 1843 เขาได้บันทึกการพบ "แร่กาเลนา" หรือแร่ตะกั่วและฟลูออไรด์ของแคลเซียมทางด้านตะวันตกของอ่าวเซนต์ลอว์เรนซ์ มีบันทึกว่าความสนใจในการทำเหมืองฟลูออร์สปาร์เชิงพาณิชย์เริ่มต้นขึ้นในปี 1928 โดยมีการสกัดแร่ครั้งแรกในปี 1933 ในที่สุด ที่เหมืองไอรอนสปริงส์ ปล่องเหมืองมีความลึกถึง970 ฟุต (300 เมตร)ในพื้นที่เซนต์ลอว์เรนซ์ เส้นแร่มีความต่อเนื่องเป็นระยะทางยาว และหลายเส้นมีเลนส์ขนาด กว้าง พื้นที่ที่มีเส้นแร่ขนาดที่สามารถใช้งานได้นั้นครอบคลุมพื้นที่ประมาณ60 ตารางไมล์ (160 ตารางกิโลเมตร) [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]  

ในปี 2018 บริษัท Canada Fluorspar Inc. ได้เริ่มดำเนินการผลิตแร่ขึ้นอีกครั้ง[ 20 ]ในเซนต์ลอว์เรนซ์ และในฤดูใบไม้ผลิปี 2019 บริษัทได้วางแผนที่จะพัฒนาท่าเรือขนส่งสินค้าแห่งใหม่ทางฝั่งตะวันตกของคาบสมุทรบูร์อิน เพื่อเป็นช่องทางที่ประหยัดกว่าในการขนส่งผลิตภัณฑ์ไปยังตลาด[ 21 ]และพวกเขาก็ประสบความสำเร็จในการส่งแร่ล็อตแรกจากท่าเรือแห่งใหม่เมื่อวันที่ 31 กรกฎาคม 2021 ซึ่งนับเป็นครั้งแรกในรอบ 30 ปีที่มีการขนส่งแร่โดยตรงจากเซนต์ลอว์เรนซ์[ 22 ]

 พบผลึกทรงลูกบาศก์ที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุด 20 ซม. ที่ เมืองดัลเนกอร์สค์ประเทศรัสเซีย[ 23 ]ผลึกฟลูออไรต์เดี่ยวที่ใหญ่ที่สุดที่มีการบันทึกไว้คือผลึกทรงลูกบาศก์ขนาด 2.12 เมตร และมีน้ำหนักประมาณ 16 ตัน[ 24 ]

ฟลูออไรต์บนแร่แบไรต์ จากเหมืองเบอร์เบส ริบาเดเซลลา อัสตูเรียส (สเปน) ผลึกฟลูออไรต์ ขนาด 2.2 ซม.

ในอัสตูเรียส ( สเปน ) มีแหล่งแร่ฟลูออไรต์หลายแห่งที่เป็นที่รู้จักในระดับนานาชาติในด้านคุณภาพของตัวอย่างที่ได้ ในบริเวณเบอร์เบส ริบาเดเซลลาฟลูออไรต์ปรากฏเป็นผลึกทรงลูกบาศก์ บางครั้งมีการดัดแปลงเป็นทรงสิบสองเหลี่ยม ซึ่งสามารถมีขนาดได้ถึง 10  ซม. มีการแบ่งโซนสีภายใน เกือบทั้งหมดเป็นสีม่วง พบร่วมกับควอตซ์และกลุ่มผลึกแบไรต์รูปใบไม้ ในเหมืองเอมิลิโอ ในโลโรเญ โคลุงกาผลึกฟลูออไรต์ทรงลูกบาศก์ที่มีการดัดแปลงเล็กน้อยของรูปทรงอื่น ๆ นั้นไม่มีสีและโปร่งใส สามารถมี ขนาดได้ถึง 10 ซม. ใน เหมือง มอสโคนาในวิลลาโบนา ผลึกฟลูออไรต์ทรงลูกบาศก์ที่ไม่มีการดัดแปลงเป็นรูปทรงอื่น ๆ มีสีเหลือง มีขนาดได้ถึง 3  ซม. พบร่วมกับผลึกแคลไซต์และแบไรต์ขนาดใหญ่[ 25 ]

"บลู จอห์น"

หนึ่งในแหล่งฟลูออไรต์ที่มีชื่อเสียงที่สุดที่รู้จักกันมานานคือCastletonในDerbyshireประเทศอังกฤษซึ่งฟลูออไรต์สีม่วงน้ำเงินถูกสกัดจากเหมืองหรือถ้ำหลายแห่งภายใต้ชื่อ "Derbyshire Blue John" ในช่วงศตวรรษที่ 19 ฟลูออไรต์ที่สวยงามนี้ถูกขุดขึ้นมาเพื่อใช้เป็นเครื่องประดับ ปัจจุบันแร่ Blue John หายาก และมีการขุดได้เพียงไม่กี่ร้อยกิโลกรัมต่อปีเพื่อใช้เป็นเครื่องประดับและงานเจียระไนการทำเหมืองยังคงเกิดขึ้นในถ้ำ Blue John Cavernและถ้ำ Treak Cliff Cavern [ 26 ]

แหล่งแร่ที่เพิ่งค้นพบในประเทศจีนได้ผลิตฟลูออไรต์ที่มีสีและลวดลายคล้ายกับหินบลูจอห์นแบบคลาสสิก[ 27 ]

การเรืองแสง

แร่ฟลูออไรต์เรืองแสงจากเหมืองโบลต์สเบิร์นเวียร์เดล นอร์เพนไนน์ ส เคา น์ตีเดอแรมประเทศอังกฤษ สหราชอาณาจักร

จอร์จ กาเบรียล สโตกส์ตั้งชื่อปรากฏการณ์การเรืองแสงจากฟลูออไรต์ในปี พ.ศ. 2495 [ 28 ] [ 29 ]

ตัวอย่างฟลูออไรต์จำนวนมากแสดงการเรืองแสงภายใต้แสงอัลตราไวโอเลตซึ่งเป็นคุณสมบัติที่ได้ชื่อมาจากฟลูออไรต์[ 28 ]แร่ธาตุหลายชนิด รวมถึงสารอื่นๆ ก็เรืองแสงได้เช่นกัน การเรืองแสงเกี่ยวข้องกับการยกระดับพลังงานของอิเล็กตรอนด้วยควอนตัมของแสงอัลตราไวโอเลต ตามด้วยการค่อยๆ ลดลงของอิเล็กตรอนกลับสู่สถานะพลังงานก่อนหน้า ปล่อยควอนตัมของแสงที่มองเห็นได้ในกระบวนการนี้ ในฟลูออไรต์ แสงที่มองเห็นได้ที่ปล่อยออกมามักจะเป็นสีน้ำเงิน แต่ก็มีสีแดง สีม่วง สีเหลือง สีเขียว และสีขาวด้วย การเรืองแสงของฟลูออไรต์อาจเกิดจากสิ่งเจือปนของแร่ธาตุ เช่นอิตเทรียมและอิตเตอร์เบียมหรือสารอินทรีย์ เช่นไฮโดรคาร์บอน ระเหย ในโครงผลึก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การเรืองแสงสีน้ำเงินที่พบในฟลูออไรต์จากบางส่วนของบริเตนใหญ่ซึ่งเป็นที่มาของการตั้งชื่อปรากฏการณ์การเรืองแสงนั้น ได้รับการระบุว่าเกิดจากการมีสิ่งเจือปนของยูโรเปียม สองวาเลนซ์ ในผลึก[ 30 ]ตัวอย่างธรรมชาติที่มีสิ่งเจือปนของธาตุหายาก เช่นเออร์เบียมยังพบว่าแสดงการเรืองแสงแบบอัพคอนเวอร์ชั่นซึ่งแสงอินฟราเรดกระตุ้นการปล่อยแสงที่มองเห็นได้ ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่มักพบเฉพาะในวัสดุสังเคราะห์เท่านั้น[ 31 ]

ฟลูออไรต์ชนิดหนึ่งที่มีคุณสมบัติเรืองแสงคือคลอโรเฟนซึ่งมีสีแดงหรือม่วง และจะเรืองแสงสีเขียวมรกตสดใสเมื่อได้รับความร้อน ( เทอร์โมลูมิเนสเซนซ์ ) หรือเมื่อได้รับแสงอัลตราไวโอเลต

สีของแสงที่มองเห็นได้ซึ่งเปล่งออกมาเมื่อตัวอย่างฟลูออไรต์เรืองแสงนั้นขึ้นอยู่กับแหล่งที่มาของตัวอย่างดั้งเดิม เนื่องจากมีสิ่งเจือปนที่แตกต่างกันอยู่ในโครงผลึกในแต่ละที่ นอกจากนี้ ฟลูออไรต์ทุกชิ้นไม่ได้เรืองแสงสว่างเท่ากัน แม้จะมาจากแหล่งเดียวกันก็ตาม ดังนั้น แสงอัลตราไวโอเลตจึงไม่ใช่เครื่องมือที่เชื่อถือได้สำหรับการระบุตัวอย่าง หรือสำหรับการหาปริมาณแร่ในส่วนผสม ตัวอย่างเช่น ในบรรดาฟลูออไรต์ของอังกฤษ ฟลูออไรต์จากนอร์ธัมเบอร์แลนด์เคาน์ตีเดอแรมและคัมเบรีย ตะวันออก จะเรืองแสงได้สม่ำเสมอที่สุด ในขณะที่ฟลูออไรต์จากยอร์กเชอร์เดอร์บีเชอร์และคอร์นวอลล์หากเรืองแสงได้ ก็มักจะเรืองแสงได้อ่อนมาก

ฟลูออไรต์ยังแสดงคุณสมบัติเทอร์โมลูมิเนสเซนซ์อีก ด้วย [ 32 ]

สี

ฟลูออไรต์เป็นแร่ที่มีสีต่างกันได้ หมายความว่าสามารถเปลี่ยนสีได้ด้วยธาตุเจือปน ฟลูออไรต์มีสีสันหลากหลายมาก จึงได้รับการขนานนามว่า "แร่ที่มีสีสันที่สุดในโลก" ตัวอย่างฟลูออไรต์มีทุกสีของรุ้งในเฉดสีต่างๆ รวมถึงผลึกสีขาว สีดำ และใส สีที่พบได้บ่อยที่สุดคือสีม่วง สีน้ำเงิน สีเขียว สีเหลือง หรือไม่มีสี สีที่พบได้น้อยกว่าคือสีชมพู สีแดง สีขาว สีน้ำตาล และสีดำ มักพบการแบ่งโซนหรือแถบสี สีของฟลูออไรต์ถูกกำหนดโดยปัจจัยต่างๆ รวมถึงสิ่งเจือปน การสัมผัสกับรังสี และการไม่มีช่องว่างของศูนย์กลางสี

การใช้งาน

แหล่งที่มาของฟลูออรีนและฟลูออไรด์

ฟลูออไรต์เป็นแหล่งสำคัญของไฮโดรเจนฟลูออไรด์ซึ่งเป็นสารเคมีพื้นฐานที่ใช้ในการผลิตวัสดุหลากหลายชนิด ไฮโดรเจนฟลูออไรด์ถูกปลดปล่อยออกจากแร่โดยการกระทำของกรดซัลฟิวริก เข้มข้น :

CaF ( s ) + H SO → CaSO (s) + 2 HF( g )

HF ที่ได้จะถูกแปลงเป็นฟลูออรีน ฟลูออโรคาร์บอนและวัสดุฟลูออไรด์ที่หลากหลาย ณ ปลายทศวรรษ 1990 มีการขุดได้ปีละห้าพันล้านกิโลกรัม[ 33 ]

ฟลูออไรต์ธรรมชาติซึ่งมักเรียกกันว่า "ฟลูออร์สปาร์" ในอุตสาหกรรมเหล่านี้ มีการใช้งานทางอุตสาหกรรมหลัก 3 ประเภท โดยสอดคล้องกับระดับความบริสุทธิ์ที่แตกต่างกัน ฟลูออไรต์เกรดโลหะวิทยา (60–85% CaF₂ ซึ่งเป็นเกรดต่ำที่สุดในสามเกรดนี้ ถูกนำมาใช้เป็นฟลักซ์เพื่อลดจุดหลอมเหลวของวัตถุดิบใน การผลิต เหล็กเพื่อช่วยในการกำจัดสิ่งเจือปน และต่อมาใช้ในการผลิตอะลูมิเนียมฟลูออไรต์เกรดเซรามิก (85–95% CaF₂ ใช้ในการผลิตแก้วโอปอลเคลือบและเครื่องครัว เกรดสูงสุดคือ "ฟลูออไรต์เกรดกรด" (97% หรือมากกว่า CaF₂ คิดเป็นประมาณ 95% ของการบริโภคฟลูออไรต์ในสหรัฐอเมริกา ซึ่งใช้ในการผลิตไฮโดรเจนฟลูออไรด์และกรดไฮโดรฟลูออริกโดยการทำปฏิกิริยาฟลูออไรต์กับกรดซัลฟิวริก[ 34 ]

ในระดับสากล ฟลูออไรต์เกรดกรดยังใช้ในการผลิตAlF และไครโอไลต์ (Na AlF ) ซึ่งเป็นสารประกอบฟลูออรีนหลักที่ใช้ในการถลุงอะลูมิเนียม อลูมินาจะถูกละลายในอ่างที่ประกอบด้วย Na AlF หลอมเหลว , AlF และฟลูออไรต์ (CaF ) เป็นหลัก เพื่อให้สามารถกู้คืนอะลูมิเนียมด้วยไฟฟ้าได้ การสูญเสียฟลูออรีนจะถูกทดแทนทั้งหมดด้วยการเติม AlF ซึ่งส่วนใหญ่จะทำปฏิกิริยากับโซเดียมส่วนเกินจากอลูมินาเพื่อสร้างNa AlF [ 34 ]

การใช้งานเฉพาะกลุ่ม

ถ้วยครอว์ฟอร์ด (สมัยโรมัน ค.ศ. 50-100) อยู่ในคอลเลกชันของพิพิธภัณฑ์อังกฤษ[ 35 ]ทำจากฟลูออไรต์

การใช้งานด้านอัญมณีศาสตร์

แร่ฟลูออไรต์ธรรมชาติมีประโยชน์ในการประดับตกแต่งและงานเจียระไนฟลูออไรต์สามารถเจาะเป็นลูกปัดและใช้ทำเครื่องประดับได้ แม้ว่าเนื่องจากมีความอ่อนตัวจึงไม่นิยมใช้เป็นหินกึ่งมีค่ามากนัก นอกจากนี้ยังใช้สำหรับการแกะสลักเพื่อประดับตกแต่ง โดยช่างแกะสลักผู้เชี่ยวชาญจะใช้ประโยชน์จากโครงสร้างเป็นชั้นๆ ของหิน

ทัศนศาสตร์

ในห้องปฏิบัติการ แคลเซียมฟลูออไรด์มักใช้เป็นวัสดุสำหรับทำหน้าต่างใน ช่วงคลื่น อินฟราเรดและอัลตราไวโอเลตเนื่องจากมีความโปร่งใสในช่วงคลื่นเหล่านี้ (ประมาณ 150 ถึง 9000  นาโนเมตร) และมีการเปลี่ยนแปลงดัชนีหักเหตามความยาวคลื่นต่ำมาก นอกจากนี้ วัสดุนี้ยังถูกกัดกร่อนโดยสารเคมีน้อยชนิด อย่างไรก็ตาม ที่ความยาวคลื่นสั้นถึง 157  นาโนเมตร ซึ่งเป็นความยาวคลื่นที่ใช้กันทั่วไปในการผลิตสเต็ปเปอร์เซมิคอนดักเตอร์ สำหรับกระบวนการ ลิโทกราฟีวงจรรวม ดัชนีหักเหของแคลเซียมฟลูออไรด์แสดงความไม่เป็นเชิงเส้นที่ความหนาแน่นพลังงานสูง ซึ่งทำให้การใช้งานเพื่อวัตถุประสงค์นี้เป็นไปได้ยาก ในช่วงต้นศตวรรษที่ 21 ตลาดสเต็ปเปอร์สำหรับแคลเซียมฟลูออไรด์ได้ล่มสลาย และโรงงานผลิตขนาดใหญ่หลายแห่งได้ปิดตัวลงCanonและผู้ผลิตรายอื่นๆ ได้ใช้ผลึกแคลเซียมฟลูออไรด์ที่ปลูกสังเคราะห์ในส่วนประกอบเลนส์เพื่อช่วยใน การออกแบบ อะโพโครมาติกและลดการกระจายแสงแต่การใช้งานนี้ได้ถูกแทนที่ด้วยกระจกชนิดใหม่และการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วยเป็นส่วนใหญ่แล้ว แคลเซียมฟลูออไรด์เป็นวัสดุทางแสงอินฟราเรดที่หาได้ง่ายและเคยรู้จักกันในชื่อทางการค้าของอีสต์แมน โกดัก ว่า "Irtran-3" แม้ว่าชื่อนี้จะเลิกใช้แล้วก็ตาม

ฟลูออไรต์ไม่ควรสับสนกับฟลูออโรคราวน์ (หรือฟลูออรีนคราวน์) ซึ่งเป็นกระจกชนิดหนึ่งที่มีการกระจายแสงต่ำและมีคุณสมบัติทางแสงพิเศษที่ใกล้เคียงกับฟลูออไรต์ ฟลูออไรต์แท้ไม่ใช่กระจก แต่เป็นวัสดุผลึก เลนส์หรือชุด เลนส์ ที่ทำจากกระจกที่มีการกระจายแสงต่ำนี้เป็นส่วนประกอบหนึ่งหรือมากกว่านั้น จะมีค่าความคลาดเคลื่อนสี น้อย กว่าเลนส์ที่ใช้กระจกคราวน์และกระจกฟลินต์ แบบดั้งเดิมซึ่งมีราคาถูกกว่า ในการทำเลนส์อะโครมาติกชุดเลนส์ใช้กระจกหลายชนิดผสมกัน โดยแต่ละชนิดจะหักเหแสงในลักษณะที่แตกต่างกัน การใช้กระจกหลายชนิดผสมกันทำให้ผู้ผลิตเลนส์สามารถกำจัดหรือลดคุณลักษณะที่ไม่พึงประสงค์ได้อย่างมาก โดยความคลาดเคลื่อนสีเป็นสิ่งที่สำคัญที่สุด การออกแบบเลนส์ที่ดีที่สุดมักเรียกว่าเลนส์อะโพโครมาติก (ดูด้านบน) กระจกฟลูออโรคราวน์ (เช่น Schott FK51) มักจะใช้ร่วมกับกระจก "ฟลินต์" ที่เหมาะสม (เช่น Schott KzFSN 2) ซึ่งสามารถให้ประสิทธิภาพสูงมากในเลนส์วัตถุของกล้องโทรทรรศน์ รวมถึงเลนส์วัตถุของกล้องจุลทรรศน์ และเลนส์เทเลโฟโต้ของกล้องถ่ายรูป ส่วนประกอบฟลูออไรต์ก็จับคู่กับส่วนประกอบ "ฟลินต์" ที่เสริมกัน (เช่น Schott LaK 10) ในลักษณะเดียวกัน[ 36 ]คุณสมบัติการหักเหของฟลูออไรต์และส่วนประกอบฟลินต์บางชนิดให้การกระจายแสงที่ต่ำกว่าและสม่ำเสมอกว่าตลอดช่วงสเปกตรัมของแสงที่มองเห็นได้ ทำให้สีต่างๆ โฟกัสอยู่ใกล้กันมากขึ้น เลนส์ที่ทำจากฟลูออไรต์นั้นเหนือกว่าเลนส์ที่ทำจากฟลูออโรคราวน์ อย่างน้อยก็สำหรับเลนส์วัตถุกล้องโทรทรรศน์แบบคู่ แต่ผลิตได้ยากกว่าและมีราคาแพงกว่า[ 37 ]

การใช้ฟลูออไรต์สำหรับปริซึมและเลนส์ได้รับการศึกษาและส่งเสริมโดยวิกเตอร์ ชูมันน์ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 [ 38 ]ผลึกฟลูออไรต์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติโดยไม่มีข้อบกพร่องทางแสงมีขนาดใหญ่พอที่จะผลิตเลนส์วัตถุของกล้องจุลทรรศน์เท่านั้น

ด้วยการเกิดขึ้นของผลึกฟลูออไรต์ที่ปลูกสังเคราะห์ในช่วงทศวรรษ 1950-1960 ทำให้สามารถใช้แทนแก้วในเลนส์กล้องโทรทรรศน์และกล้องถ่ายรูป ประสิทธิภาพสูงบางชนิด ได้ ในกล้องโทรทรรศน์ เลนส์ฟลูออไรต์ช่วยให้ได้ภาพความละเอียดสูงของวัตถุทางดาราศาสตร์ที่กำลังขยายสูงบริษัทCanon Inc.ผลิตผลึกฟลูออไรต์สังเคราะห์ที่ใช้ในเลนส์เทเลโฟโต้ ที่ดีกว่าของพวกเขา การใช้ฟลูออไรต์สำหรับเลนส์กล้องกล้องโทรทรรศน์ลดลงตั้งแต่ทศวรรษ 1990 เนื่องจากมีการออกแบบใหม่ที่ใช้แก้วฟลูออโรคราวน์ รวมถึงเลนส์สามชั้น ซึ่งให้ประสิทธิภาพที่เทียบเท่ากันในราคาที่ต่ำกว่า ฟลูออไรต์และสารประกอบฟลูออไรด์หลายชนิดสามารถนำมาทำเป็นผลึกสังเคราะห์ซึ่งมีการใช้งานในเลเซอร์และเลนส์พิเศษสำหรับรังสี UV และอินฟราเรด[ 39 ]

เครื่องมือการเปิดรับแสงสำหรับ อุตสาหกรรม เซมิคอนดักเตอร์ใช้องค์ประกอบทางแสงฟลูออไรต์สำหรับแสงอัลตราไวโอเลตที่ความยาวคลื่นประมาณ 157 นาโนเมตรฟลูออไรต์มีความโปร่งใสสูงเป็นพิเศษที่ความยาวคลื่นนี้เลนส์วัตถุ ฟลูออไรต์ ผลิตโดยบริษัทผู้ผลิตกล้องจุลทรรศน์รายใหญ่ (Nikon, Olympus , Carl Zeissและ Leica) ความโปร่งใสต่อแสงอัลตราไวโอเลตทำให้สามารถใช้สำหรับกล้องจุลทรรศน์ฟลูออเรสเซนซ์ได้[ 40 ]ฟลูออไรต์ยังทำหน้าที่แก้ไขความคลาดเคลื่อนทางแสงในเลนส์เหล่านี้Nikonเคยผลิตเลนส์กล้องที่มีองค์ประกอบฟลูออไรต์และควอตซ์สังเคราะห์อย่างน้อยหนึ่งตัว (105  มม. f/4.5 UV) สำหรับการสร้างภาพอัลตราไวโอเลต [ 41 ] Konicaผลิตเลนส์ฟลูออไรต์สำหรับกล้อง SLR ของพวกเขา – Hexanon 300  มม. f/6.3

แหล่งกำเนิดก๊าซฟลูออรีนในธรรมชาติ

ในปี 2012 แหล่งกำเนิดก๊าซฟลูออรีนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติแหล่งแรกถูกค้นพบในเหมืองฟลูออไรต์ในแคว้นบาวาเรีย ประเทศเยอรมนี ก่อนหน้านี้เคยคิดว่าก๊าซฟลูออรีนไม่เกิดขึ้นตามธรรมชาติเนื่องจากมีปฏิกิริยาไวมากและจะทำปฏิกิริยากับสารเคมีอื่นๆ อย่างรวดเร็ว[ 42 ]โดยปกติฟลูออไรต์จะไม่มีสี แต่ฟลูออไรต์บางรูปแบบที่พบในบริเวณใกล้เคียงมีสีดำและรู้จักกันในชื่อ 'ฟลูออไรต์เหม็น' หรือแอนโทโซไนต์ แร่ธาตุเหล่านี้ประกอบด้วยยูเรเนียมและผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากการสลายตัวในปริมาณเล็กน้อย ปล่อยรังสีที่มีพลังงานสูงพอที่จะกระตุ้นการออกซิเดชันของไอออนฟลูออไรด์ภายในโครงสร้าง กลายเป็นฟลูออรีนที่ถูกกักไว้ภายในแร่ สีของฟลูออไรต์เหม็นส่วนใหญ่เกิดจาก อะตอม ของแคลเซียม ที่ยังคงอยู่ การวิเคราะห์ NMRของฟลูออรีน-19 ในสถานะ ของแข็งที่ดำเนินการกับก๊าซที่อยู่ในแอนโท โซไนต์ เผยให้เห็นยอดที่ 425  ppm ซึ่งสอดคล้องกับ F [ 43 ]

ดูเพิ่มเติม

  • บทความให้ความรู้เกี่ยวกับสีต่างๆ ของผลึกฟลูออไรต์จากอัสตูเรียส ประเทศสเปนเก็บถาวรเมื่อวันที่ 18 มิถุนายน 2015 ที่Wayback Machine
  • ทัวร์ศึกษาดูงานที่เวียร์เดล ฟลูออไรต์
  • สำนักงานสำรวจทางธรณีวิทยาแห่งรัฐอิลลินอยส์
  • แร่ธาตุของรัฐอิลลินอยส์
  • ถ้วยบาร์เบอร์และถ้วยครอว์ฟอร์ดซึ่งเป็นถ้วยโรมันที่เกี่ยวข้องกัน จัดแสดงอยู่ที่พิพิธภัณฑ์อังกฤษ
  • usgs.gov (ข้อมูลสรุปสินค้าโภคภัณฑ์แร่ ปี 2025): ฟลูออร์สปาร์
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Fluorite&oldid=1348266843 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ฟลูออไรต์

ฟลูออไรต์ (หรือเรียกอีกอย่างว่าฟลูออร์สปาร์ ) เป็นแร่ในรูปของแคลเซียมฟลูออไรด์ CaF₂ จัดอยู่ในกลุ่มแร่เฮไลด์มีโครงสร้างผลึกแบบลูกบาศก์สมมาตร แต่ก็...

ประวัติและรากศัพท์

คำว่า ฟลูออไรต์ (fluorite) มาจากคำกริยาภาษา ละติน fluere ซึ่งหมายถึง การไหล แร่ชนิดนี้ใช้เป็นสาร ช่วยหลอมละลาย ใน การถลุง เหล็กเพื่อลด ความหนืด ของ ตะกรัน คำว่า flux มาจากคำคุณศัพท์ภาษาละติน fluxus ซึ่งหมายถึง การไหล การหลวม การหย่อนยาน แร่ฟลูออไรต์...

โครงสร้าง

ฟลูออไรต์ ตกผลึก ใน รูปแบบลูกบาศก์ การเกิดผลึกแฝด เป็นเรื่องปกติและเพิ่มความซับซ้อนให้กับ ลักษณะผลึก ที่สังเกตได้ ฟลูออไรต์มีระนาบการแตกตัวที่สมบูรณ์แบบสี่ระนาบซึ่งช่วยสร้างชิ้นส่วน ทรงแปดเหลี่ยม [ 14 ]...

การเกิดขึ้นและการทำเหมือง

ฟลูออไรต์ก่อตัวเป็นแร่ที่ตกผลึกในภายหลังใน หินอัคนี เฟล ซิก โดยทั่วไปผ่านกิจกรรมไฮโดรเทอร์มอล [ 15 ] พบได้ทั่วไปในเพกมาไทต์แกรนิติ ก อาจพบเป็น แหล่งสะสมเส้นแร่ ที่เกิดจาก กิจกรรม ไฮโดรเทอร์มอล โดยเฉพาะในหินปูน ในแหล่งสะสมเส้นแร่ดังกล่าว...