ฟลูออไรต์
| ฟลูออไรต์ | |
|---|---|
ผลึกฟลูออไรต์สีเขียวเข้มเดี่ยวๆ รูปทรงคล้ายทรงแปดเหลี่ยมตัดยอดวางอยู่บนฐานไมกา จากภูเขาเอรองโก เขตเอรองโกประเทศนามิเบีย (ขนาดโดยรวม: 50 มม. × 27 มม. ขนาดผลึก: กว้าง 19 มม. น้ำหนัก 30 กรัม) | |
| ทั่วไป | |
| หมวดหมู่ | แร่เฮไลด์ |
| สูตร | CaF |
| สัญลักษณ์ IMA | ฟลอร์[ 1 ] |
| การจำแนกประเภทของสตรุนซ์ | 3.AB.25 |
| ระบบผลึก | ไอโซเมตริก |
| คลาสคริสตัล | เฮกโซออกตาเฮดรอล (m 3 m) สัญลักษณ์ H–M : (4/m 3 2/m) ( cF12 ) |
| กลุ่มอวกาศ | F m 3 m (หมายเลข 225) |
| หน่วยเซลล์ | a = 5.4626 Å; Z = 4 |
| การระบุตัวตน | |
| สี | ไม่มีสี แต่ตัวอย่างมักมีสีเข้มเนื่องจากสิ่งเจือปน เช่น สีม่วง สีม่วงอ่อน สีเหลืองทอง สีเขียว สีฟ้า สีชมพู สีแชมเปญ สีน้ำตาล |
| นิสัยคริสตัล | ผลึกขนาดใหญ่ที่มีรูปร่างสมบูรณ์ อาจมีลักษณะเป็นก้อนกลม คล้ายพวงองุ่น หรือบางครั้งอาจเป็นทรงกระบอกหรือเส้นใย มีลักษณะเป็นเม็ดเล็กๆ หรือเป็นก้อนขนาดใหญ่ |
| การจับคู่ | พบได้ทั่วไปบน {111} แทรกซึมกัน แบนราบ |
| ร่องอก | ทรงแปดเหลี่ยม สมบูรณ์บน {111} แยกออกจากกันบน {011} |
| กระดูกหัก | ใต้กระดูกเบ้าตาไปจนถึงไม่สม่ำเสมอ |
| ความมุ่งมั่น | เปราะ |
| ความแข็งตามมาตราโมห์ส | 4 (แร่ธาตุที่กำหนด) |
| ความแวววาว | กระจกตา |
| สตรีค | สีขาว |
| ความโปร่งใส | จากโปร่งใสเป็นโปร่งแสง |
| ความถ่วงจำเพาะ | 3.175–3.184; สูงถึง 3.56 หากมีธาตุหายากในปริมาณสูง |
| คุณสมบัติทางแสง | ไอโซโทรปิก; แอนไอโซโทรปิกผิดปกติเล็กน้อย; ความสูงต่ำ ปานกลาง |
| ดัชนีหักเห | 1.433–1.448 |
| ความสามารถในการหลอมละลาย | 3 |
| ความสามารถในการละลาย | ละลายน้ำได้เล็กน้อยและในกรดไฮโดรคลอริก ร้อน |
| ลักษณะอื่นๆ | อาจเรืองแสงได้ 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

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


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 ]

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

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
- ผลึกฟลูออไรต์สีเขียวอ่อนบนแร่กาเลนา
- สีเหลืองทองเจือด้วยสีม่วงฟลูออไรต์
- กลุ่มผลึกฟลูออไรต์สีม่วงที่ตั้งอิสระอยู่ระหว่างผลึกควอตซ์สองชิ้น
- ฟลูออไรต์สีเบอร์กันดีอ่อนถึงเข้ม
- ฟลูออไรต์สีเขียวอมฟ้าโปร่งใส มีประกายสีม่วง
- กลุ่มผลึกฟลูออไรต์สีเขียวเหมือนหญ้ารูปทรงแปดเหลี่ยมเรียงตัวกันบนเมทริกซ์ที่อุดมด้วยควอตซ์
- ฟลูออไรต์สีฟ้าไฟฟ้า
การใช้งาน
แหล่งที่มาของฟลูออรีนและฟลูออไรด์
ฟลูออไรต์เป็นแหล่งสำคัญของไฮโดรเจนฟลูออไรด์ซึ่งเป็นสารเคมีพื้นฐานที่ใช้ในการผลิตวัสดุหลากหลายชนิด ไฮโดรเจนฟลูออไรด์ถูกปลดปล่อยออกจากแร่โดยการกระทำของกรดซัลฟิวริก เข้มข้น :
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

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 ]
แกลเลอรี่
- ผลึกฟลูออไรต์ที่จัดแสดงอยู่ในหออัญมณีและแร่ธาตุคัลเลนพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์ธรรมชาติฮิวสตัน
- ฟลูออไรต์และสฟาเลอไรต์ จากเหมืองเอล์มวูด เคาน์ตีสมิธ รัฐเทนเนสซี สหรัฐอเมริกา
- ก้อนฟลูออไรต์รูปทรงกลมโปร่งแสงวางอยู่บนผลึกแคลไซต์
- ฟลูออไรต์ผสมแบไรต์ จากเหมืองเบอร์เบส เขตเหมืองแร่เบอร์เบส ริบาเดเซลลา อัสตูเรียส สเปน
- ฟลูออไรต์จากเหมืองไดอานา มาเรีย เมืองเวียร์เดล ประเทศอังกฤษ สหราชอาณาจักร
- ฟลูออไรต์จากเหมือง El Hammam จังหวัด Meknès ภูมิภาค Meknès-Tafilalet ประเทศโมร็อกโก
- รูปกบแกะสลักจากหินฟลูออไรต์ ความยาว 8 เซนติเมตร (3 นิ้ว)
- ตัวอย่างหินฟลูออไรต์ทรงกลมที่แกะสลักและขัดเงาด้วยเทคนิคการเจียระไนหินซึ่งเป็นรูปแบบที่มักใช้เพื่อการตกแต่ง
ดูเพิ่มเติม
- รายชื่อประเทศตามปริมาณการผลิตฟลูออไรต์
- รายชื่อแร่ธาตุ
- แมกนีเซียมฟลูออไรด์ – ใช้ในด้านเลนส์ยูวีด้วยเช่นกัน
ลิงก์ภายนอก
- บทความให้ความรู้เกี่ยวกับสีต่างๆ ของผลึกฟลูออไรต์จากอัสตูเรียส ประเทศสเปนเก็บถาวรเมื่อวันที่ 18 มิถุนายน 2015 ที่Wayback Machine
- ทัวร์ศึกษาดูงานที่เวียร์เดล ฟลูออไรต์
- สำนักงานสำรวจทางธรณีวิทยาแห่งรัฐอิลลินอยส์
- แร่ธาตุของรัฐอิลลินอยส์
- ถ้วยบาร์เบอร์และถ้วยครอว์ฟอร์ดซึ่งเป็นถ้วยโรมันที่เกี่ยวข้องกัน จัดแสดงอยู่ที่พิพิธภัณฑ์อังกฤษ
- usgs.gov (ข้อมูลสรุปสินค้าโภคภัณฑ์แร่ ปี 2025): ฟลูออร์สปาร์