Открыть сервис
Главная → Блог → Плавиковый шпат

Плавиковый шпат

Плавиковый шпат (флюорит) — это минерал класса фторидов, природный кристаллический фторид кальция (CaF₂). Является основным сырьём для получения фтора и его соединений, а также широко используется в металлургии, оптике, химической промышленности и ювелирном деле. Название происходит от латинского fluere («течь») — способности понижать температуру плавления руд при добавлении в шихту.

История и происхождение названия

Флюорит был известен человеку с древности. В античные времена его использовали для изготовления сосудов и украшений, особенно ценились фиолетовые и зелёные разновидности. Первое научное описание минерала дал немецкий врач и минералог Георгий Агрикола в XVI веке, который отметил его свойство плавить руды. В 1771 году шведский химик Карл Вильгельм Шееле установил, что плавиковый шпат содержит неизвестный элемент — фтор. В 1886 году французский химик Анри Муассан впервые выделил чистый фтор электролизом смеси фторида калия и безводного фтороводорода, полученного из флюорита.

Термин «плавиковый шпат» закрепился в русском языке в XIX веке как калька с немецкого Flussspat (от fließen — «течь» и Spat — «шпат»). В международной минералогии используется название «флюорит».

Физические и химические свойства

Химический состав

Химическая формула — CaF₂. Теоретический состав: кальций — 51,1 %, фтор — 48,9 %. В качестве примесей часто содержит хлор, редкоземельные элементы (иттрий, церий), уран, стронций, барий. Примеси определяют окраску минерала.

Кристаллическая структура

Флюорит кристаллизуется в кубической сингонии. Кристаллы имеют форму кубов, октаэдров, реже — додекаэдров. Характерны двойники прорастания. Спайность совершенная по октаэдру (в четырёх направлениях).

Физические свойства

  • Цвет: чрезвычайно разнообразен — бесцветный, белый, жёлтый, зелёный, голубой, фиолетовый, розовый, красный, чёрный. Окраска часто зональная или пятнистая.
  • Блеск: стеклянный, на гранях — жирный.
  • Твёрдость: 4 по шкале Мооса (легко царапается ножом).
  • Плотность: 3,18–3,20 г/см³.
  • Прозрачность: прозрачный до просвечивающего.
  • Люминесценция: многие образцы светятся в ультрафиолетовом свете — фиолетовым, синим, зелёным или красным цветом (явление термолюминесценции и фотолюминесценции).
  • Магнитные свойства: диамагнетик.

Оптические свойства

Флюорит обладает аномально низким показателем преломления (1,433–1,435) и высокой дисперсией, что делает его ценным материалом для оптики. Прозрачен для ультрафиолетового и инфракрасного излучения в широком диапазоне.

Разновидности

По окраске и составу выделяют несколько разновидностей флюорита:

  • Антозонит (вонючий шпат) — тёмно-фиолетовый или чёрный флюорит, содержащий примеси фтора и серы. При раскалывании издаёт запах озона и сероводорода.
  • Хлорофан — зелёная разновидность, окрашенная ионами двухвалентного европия.
  • Ратовкит — землистая или скрытокристаллическая разновидность, встречающаяся в осадочных породах.
  • Иттрофлюорит — разновидность, обогащённая иттрием и редкоземельными элементами.
  • Гематит-флюорит — красная разновидность, окрашенная включениями гематита.

Месторождения и добыча

Флюорит является распространённым минералом. Основные промышленные месторождения связаны с гидротермальными жилами, скарнами, а также осадочными породами. Крупнейшие запасы сосредоточены в Китае, Мексике, Монголии, ЮАР, России, Испании и Казахстане.

Месторождения в России

В России значительные запасы плавикового шпата находятся:

Добыча

Добыча ведётся открытым и подземным способами. Руду обогащают флотацией, получая концентраты с содержанием CaF₂ от 85 % до 98 %. В 2023 году мировое производство флюоритового концентрата составило около 8,5 млн тонн, из которых на Китай пришлось более 60 %.

Применение

Металлургия

Основной потребитель флюорита (до 50 % мирового потребления). Используется как флюс (плавиковый шпат) при выплавке стали, чугуна, алюминия, меди, свинца. Добавка снижает температуру плавления шлака, повышает текучесть, способствует удалению серы и фосфора. Для производства 1 тонны стали требуется 3–5 кг флюорита.

Химическая промышленность

Из флюорита получают:

  • Фтороводород (HF) — основу для производства фторсодержащих соединений (фреонов, фторопластов, фторидов).
  • Фтор — элемент, используемый в ядерной энергетике (гексафторид урана), ракетном топливе, электронике.
  • Криолит (Na₃AlF₆) — применяется в алюминиевой промышленности.

Оптика

Синтетический флюорит (искусственный фторид кальция) используется для изготовления линз, призм, окон для спектрометров, лазеров, микроскопов. Благодаря низкой дисперсии и прозрачности в УФ- и ИК-диапазоне, флюоритовые линзы применяются в астрономии и фотографии (объективы с маркировкой «FL» или «Fluorite»).

Стекольная и керамическая промышленность

Флюорит добавляют в шихту для варки стекла (глушитель, обесцвечиватель) и производства эмалей, глазурей, керамики.

Ювелирное дело

Прозрачные кристаллы флюорита используются как поделочный камень. Из-за низкой твёрдости (4 по Моосу) ювелирные изделия требуют аккуратного обращения. Особо ценятся фиолетовые, зелёные и голубые образцы, а также флюорит с эффектом «кошачьего глаза».

Прочие применения

  • В цементной промышленности — как минерализатор при обжиге клинкера.
  • В лазерной технике — как активная среда (флюорит, легированный неодимом).
  • В ядерной физике — для изготовления сцинтилляционных детекторов.

Интересные факты

  • Флюорит обладает свойством термолюминесценции: при нагревании до 100–200 °C светится синим или фиолетовым цветом.
  • В древнем Китае из флюорита вырезали печати и статуэтки, а в Древнем Риме — сосуды для питья (вазы из «миррины»).
  • Самый крупный кристалл флюорита (размером с автомобиль) был найден в 1970-х годах в Англии (графство Дарем).
  • В 2012 году Международный минералогический союз утвердил флюорит как «минерал года».
  • Флюорит используется в качестве эталона твёрдости 4 по шкале Мооса.

Источники

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →

Похожие материалы