Fluorite e fluorite: usi e proprietà minerali

Contenuto

• Che cos'è la fluorite?
• Proprietà fisiche della fluorite
• Fluorescenza
• Presenza di fluorite
• Usi di fluorite
• Produzione di fluorite negli Stati Uniti

Fluorite: Questa foto mostra diversi bellissimi cristalli cubici blu di fluorite con occasionali cristalli di pirite sui loro volti. La fluorite si trova comunemente come cristalli cubici, ma i cristalli blu sono insoliti. Il colore blu può essere causato da tracce di ittrio che sostituisce il calcio nella struttura del cristallo di fluorite. Foto di Giovanni DallOrto, utilizzata qui sotto una licenza Creative Commons.

Scissione di fluorite: La fluorite è l'unico minerale comune con quattro direzioni di scissione perfetta. Questa scissione perfetta combinata con la struttura cristallina isometrica dei minerali causa spesso la sua divisione in ottaedri perfetti, come mostrato qui. Questi esemplari mostrano anche i colori viola e giallo tipici della fluorite. Foto di Hannes Grobe, utilizzata qui sotto una licenza Creative Commons.

Che cos'è la fluorite?

La fluorite è un importante minerale industriale composto da calcio e fluoro (CaF₂). È utilizzato in un'ampia varietà di processi chimici, metallurgici e ceramici. Gli esemplari con eccezionale diafanità e colore vengono tagliati in gemme o utilizzati per realizzare oggetti ornamentali.

La fluorite si deposita nelle vene mediante processi idrotermali. In queste rocce si presenta spesso come un minerale ganga associato a minerali metallici. La fluorite si trova anche nelle fratture e nelle cavità di alcuni calcari e dolomiti. È un minerale formatore di rocce molto comune trovato in molte parti del mondo. Nel settore minerario, la fluorite è spesso chiamata "fluorite".

Proprietà fisiche della fluorite

La fluorite è molto facile da identificare se si considera la scissione, la durezza e il peso specifico. È l'unico minerale comune che ha quattro direzioni di scissione perfetta, spesso a pezzi a forma di ottaedro. È anche il minerale usato per una durezza di quattro nella scala di durezza Mohs. Infine, ha un peso specifico di 3,2, che è notevolmente più alto rispetto alla maggior parte degli altri minerali.

Sebbene il colore non sia una proprietà affidabile per l'identificazione del minerale, il caratteristico aspetto traslucido-trasparente di fluorite viola, verde e giallo è un indizio visivo immediato per il minerale.

Fluorite fluorescente: Esemplari lucidati a tamburo di fluorite alla luce normale (in alto) e alla luce ultravioletta a onde corte (in basso). La fluorescenza sembra essere correlata al colore e alla struttura a bande dei minerali in piena luce.

Fluorescenza

Nel 1852, George Gabriel Stokes scoprì la capacità degli esemplari di fluorite di produrre un bagliore blu quando illuminati con luce, che nelle sue parole era "oltre l'estremità viola dello spettro". Ha chiamato questo fenomeno "fluorescenza" dopo la fluorite minerale. Il nome ha ottenuto ampia accettazione in mineralogia, gemmologia, biologia, ottica, illuminazione commerciale e molti altri campi. (Vedi la coppia di foto per un esempio di fluorescenza di fluorite nelle pietre ruvide.)

La fluorite in genere emette un colore blu-violetto sotto luce ultravioletta a onde corte e ultravioletta a onde lunghe. Alcuni esemplari sono noti per brillare di un colore crema o bianco. Molti campioni non fluorescono. Si ritiene che la fluorescenza nella fluorite sia causata quando tracce di ittrio, europio, samario o altri elementi sostituiscono il calcio nella struttura minerale della fluorite.

Massa di cristallo di fluorite: Un impressionante gruppo di cristalli di fluorite provenienti dalla miniera di Berbes, Ribadesella, Asturie, Spagna. Esemplare e foto di Arkenstone / www.iRocks.com.

Presenza di fluorite

La maggior parte della fluorite si presenta come otturazioni delle vene nelle rocce che sono state soggette all'attività idrotermale. Queste vene contengono spesso minerali metallici che possono includere solfuri di stagno, argento, piombo, zinco, rame e altri metalli.

La fluorite si trova anche nelle fratture e negli insetti di alcuni calcari e dolomiti. La fluorite può essere massiccia, granulare o euedrica come cristalli ottaedrici o cubici. La fluorite è un minerale comune nelle rocce idrotermali e carbonatiche in tutto il mondo.

Cella di fluorite: Illustrazione che mostra le dimensioni e la posizione relative di fluoro e ioni calcio nella cellula unitaria isometrica della fluorite. Immagine di dominio pubblico di Benjah-bmm27.

Fluoruro: Molte persone hanno familiarità con i prodotti a base di fluoro usati nella prevenzione della carie. Il fluoro viene aggiunto all'acqua potabile come terapia di fluoro sistemica e aggiunto a dentifrici, collutori e risciacquo dentale come terapia di fluoro topica. Questi usi del fluoro sono stati controversi.

Il modo migliore per conoscere i minerali è studiare con una raccolta di piccoli esemplari che è possibile gestire, esaminare e osservare le loro proprietà. Collezioni di minerali economiche sono disponibili nello Store.

Pietra preziosa di fluorite: La fluorite può essere una bellissima gemma se sfaccettata. È principalmente una pietra preziosa per i collezionisti perché ha una durezza di 4 sulla scala Mohs e perché si divide facilmente in quattro direzioni.

Usi di fluorite

La fluorite ha una grande varietà di usi. Gli usi principali sono nelle industrie metallurgiche, ceramiche e chimiche; tuttavia, anche gli usi ottici, lapidari e altri sono importanti.

La fluorite, il nome usato per la fluorite quando viene venduto come materiale sfuso o in forma lavorata, viene venduto in tre diversi gradi (acido, ceramica e metallurgico).

Acido fluorescente di grado

La fluorite acida è un materiale di elevata purezza utilizzato dall'industria chimica. Contiene oltre il 97% di CaF₂. La maggior parte della fluorite consumata negli Stati Uniti è di grado acido anche se utilizzata in applicazioni di grado inferiore. È utilizzato principalmente nell'industria chimica per la produzione di acido fluoridrico (HF). L'HF viene quindi utilizzato per fabbricare una varietà di prodotti che includono: prodotti chimici al fluorocarburo, agenti schiumogeni, refrigeranti e una varietà di prodotti chimici al fluoro.

Fluorspar di grado ceramico

La fluorite di grado ceramico contiene tra l'85% e il 96% di CaF₂. Gran parte di questo materiale viene utilizzato nella fabbricazione di vetri speciali, ceramiche e smalti. Fluorspar è usato per realizzare smalti e trattamenti superficiali che producono superfici lucide dure, superfici opalescenti e una serie di altri aspetti che rendono gli oggetti in vetro di consumo più attraenti o più durevoli. La superficie di cottura antiaderente nota come Teflon è realizzata con fluoro derivato dalla fluorite.

Grado metallurgico Fluorspar

La fluorite di grado metallurgico contiene tra il 60 e l'85% di CaF₂. Gran parte di questo materiale viene utilizzato nella produzione di ferro, acciaio e altri metalli. La fluorite può servire come un flusso che rimuove impurità come zolfo e fosforo dal metallo fuso e migliora la fluidità delle scorie. Tra 20 e 60 libbre di fluorite vengono utilizzate per ogni tonnellata di metallo prodotta. Negli Stati Uniti molti produttori di metalli usano la fluorite che supera il grado metallurgico.

Fluorite di grado ottico

I campioni di fluorite con eccezionale chiarezza ottica sono stati usati come lenti. La fluorite ha un indice di rifrazione molto basso e una dispersione molto bassa. Queste due caratteristiche consentono all'obiettivo di produrre immagini estremamente nitide. Oggi, invece di utilizzare cristalli di fluorite naturale per fabbricare queste lenti, la fluorite ad alta purezza viene fusa e combinata con altri materiali per produrre lenti "fluorite" sintetiche di qualità ancora superiore. Questi obiettivi sono utilizzati in apparecchiature ottiche come microscopi, telescopi e fotocamere.

Fluorite di grado lapidario

Gli esemplari di fluorite con colore e chiarezza eccezionali sono spesso utilizzati dai lapidari per tagliare pietre preziose e realizzare oggetti ornamentali. Esemplari di fluorite di alta qualità creano bellissime pietre sfaccettate; tuttavia, il minerale è così morbido e si fende così facilmente che queste pietre vengono vendute come esemplari da collezione o utilizzate in gioielleria che non saranno soggette a urti o abrasioni. La fluorite viene anche tagliata e scolpita in oggetti ornamentali come piccole figurine e vasi. Questi sono spesso trattati con un rivestimento o impregnazione per migliorare la loro stabilità e proteggerli dai graffi.

Cabochon in fluorite fasciato: Pezzi colorati di fluorite possono essere tagliati in bellissimi cabochon e altri oggetti ornamentali. Tuttavia, a causa della sua bassa durezza e del taglio perfetto, non è adatto a molti scopi.

Produzione di fluorite negli Stati Uniti

Depositi di fluorite estraibile esistono negli Stati Uniti; tuttavia, quasi tutta la fluorite consumata negli Stati Uniti viene importata. I principali paesi che hanno fornito fluorite agli Stati Uniti nel 2011 sono stati Cina, Messico, Mongolia e Sudafrica. Tutta questa fluorite viene importata perché i costi di produzione negli Stati Uniti sono così elevati che il materiale può essere prodotto in questi altri paesi e spedito direttamente ai clienti negli Stati Uniti a un costo inferiore.

Nel 2011 diverse aziende stavano producendo e vendendo fluorite sintetica come sottoprodotto della loro produzione di acido fosforico, lavorazione del petrolio o attività di trattamento dell'uranio. Un produttore di calcare in Illinois stava anche recuperando e vendendo piccole quantità di fluorite dalla sua cava. Quell'azienda sta sviluppando una miniera sotterranea per sfruttare una grande vena di fluorite che sperano sarà in produzione nel 2013.