萤石是什么?有什么特性和用途?什么是萤石?它能做些什么?

萤石是什么? 什么是萤石?有哪些特性和用途?

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萤石
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萤石(Fluorite),又称氟石,是一种矿物,其主要成分是氟化钙(CaF_2) ,含杂质较多,Ca常被Y和Ce等稀土元素替代,此外还含有少量的Fe2O3,SiO2和微量的Cl,O3,He等。自然界中的萤石常显鲜艳的颜色,硬度比小刀低。它可以用于制备氟化氢:

CaF_2+H_2SO_4=CaSO_4+2HF\uparrow
目录
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  • 1 萤石的基本性质
    o 1.1 晶系及结晶习性
    o 1.2 光学性质
    o 1.3 力学性质
  • 2 萤石的品种
    o 2.1 按工艺用途划分
    o 2.2 按常见颜色划分
    o 2.3 萤石的优化处理及其鉴别
    o 2.4 萤石的质量评价
  • 3 萤石的产地简介

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萤石的基本性质
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晶系及结晶习性

萤石为等轴晶系。单晶主要为立方体,少数为菱形十二面体、八面体。立方体晶面上常出现与棱平行的网格状条纹,集合体为粒状、晶簇状、条带状、块状等。
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光学性质

  • 颜色:纯净的萤石为无色,但因含有较多Y、Ce、Ca等元素,造成萤石结构空位,产生色心而致色,常见的颜色有浅绿色至深绿色,蓝、绿蓝、黄、酒黄、紫、紫罗兰色、灰、褐、玫瑰红、深红等。
  • 光泽及透明度:玻璃光泽;透明至半透明。
  • 光性:均质体。
  • 折射率:1.438(±0.01)
  • 多色性:无多色性。
  • 发光性:紫外光照射下萤石可有紫或紫红色荧光,阴极射线下萤石可发紫或紫红色光;某些萤石有热发光性,即在酒精灯上加热,或太阳光下曝晒可发出磷光。另外紫色萤石具有摩擦发光的特性。
  • 光谱吸收:萤石的可见光的吸收谱很不特征,变化较大,一旦有吸收。吸收线表现得很明显。

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力学性质

  • 解理:萤石的{111}四组解理完全。
  • 硬度:Hm=4。
  • 密度:3.18(+0.07,-0.18)g/cm3。

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萤石的品种

珠宝界常按萤石的工艺用途和颜色特征来划分萤石的品种;
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按工艺用途划分

按工艺用途,萤石可分为宝石级和玉石级两种。

  • 宝石级:单晶颗粒大,透明、颜色鲜,因硬度低,很少用于首饰,而多用于观赏和收藏。
  • 玉石级:为粒状或纤维状集合体,半透明,单一颜色或不同颜色相间呈条带状分布。多用于雕刻或制成工艺摆件。

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按常见颜色划分

萤石可划分出绿、紫、蓝等品种。

  • 绿色萤石:蓝绿、绿、浅绿色。较常见的为晶簇。古有软水绿晶之说,现已不用。
  • 紫色萤石:深紫、紫.常呈条带状分布。古有软水紫晶之称,现已不用。
  • 蓝色萤石:灰蓝、绿蓝、浅蓝,往往表面深,中心浅。
  • 黄色萤石:桔黄至黄色,常呈条带状出现。
  • 无色萤石;无色透明至半透明以单晶或晶簇出现。

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萤石的优化处理及其鉴别

  • 加热处理:加热处理在萤石中较为常见,通过加热可使暗蓝至黑色萤石变成蓝色。一般来说,这种加热处理的萤石很难鉴定,其颜色在300℃以下的环境中是稳定的。
  • 充填塑料或树脂:在萤石中充填塑料或树脂,其主要目的是愈合表面裂隙,使其在加工或佩戴时不产生裂隙。经充填处理的萤石的鉴定主要有以下几个方面:

1. 放大检查缝隙。
2. 热针测试可熔树脂和塑料。
3. 紫外荧光观察,充填的塑料和树脂可有特征荧光。

  • 辐照处理:无色的萤石通过辐照可产生紫色。辐照处理的萤石极不稳定,遇光就会褪色,因此这种处理方法不具实用价值。

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萤石的质量评价

宝石级萤石要求透明、无杂色、颜色鲜艳。玉石级萤石集合体则要求是颗粒细、致密、块 度较大。
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萤石的产地简介

世界宝石级萤石主要分布于美国、哥伦比亚、加拿大、英国、纳米比亚,以及奥地利、瑞士、意大利、德国、捷克和斯洛伐克、原苏联、澳大利亚、南非等地。例如,美国的伊利诺斯州、肯塔基州等就产紫、紫罗兰、蓝、黄、褐等色及无色透明萤石,新罕布什尔州和纽约州产鲜绿色萤石,哥伦比亚产绿色等色的萤石。加拿大安大略产无色透明萤石晶体。英国康瓦尔产白、蓝、紫罗兰、淡红褐等色萤石。纳米比亚产祖母绿色萤石。中国各个省区几乎都找到了萤石资源,其中宝石级萤石主要分布于浙江、安徽、江西、福建、河南、湖北、湖南、广西、四川、贵州、青海、新疆等地

什么是萤石?有哪些特性和用途?

萤石化学成分: CaF2
晶体结构:晶胞为面心立方结构,每个晶胞含有4个钙离子和8个氟离子.
结晶状态:晶质体晶系:等轴晶系
晶体习性:常呈立方体、八面体、菱形十二面体及聚形,也可呈条带状致密块状集合体.
常见颜色:绿、蓝、棕、黄、粉、紫、无色等.
光 泽:玻璃光泽至亚玻璃光泽.
解 理:四组完全解理.
摩氏硬度: 4 .
密 度: 3.18( + 0.07 ,- 0.18)g/cm 3 .
光性特征:均质体.
多 色 性:无.
折 射 率: 1.434( ± 0.001) .
双折射率:无.
紫外荧光:随不同品种而异,一般具很强荧光,可具磷光.
吸收光谱:不特征,变化大,一般强吸收.
放大检查:色带,两相或三相包体,可见解理呈三角形发育.
特殊光学效应:变色效应.
优化处理:
热 处 理:常将黑色、深蓝色热处理蓝色,稳定,避免 300 ℃以上的受热,不易检测.
充填处理:用塑料或树脂充填表面裂隙,以保证加工时不裂开.
辐照处理:无色的萤石辐照成紫色,但见光很快褪色,很不稳定.
萤石又称氟石,是一种天然的化石,萤石和光学玻璃相比,萤石有低折射率,低色散等优点,但在实际的运用上因为有其困难度跟经济因素存在,所以不可能使用.然而在光学上所使用的所谓光学玻璃都是以二氧化硅(Silica)为主要原料并且加入氧他钡(Barium)或镧(Lanthanum)之类的添加物,于F炉中以高于1300度的高温溶解后,再以极慢的降温方式使其由液体凝固为固体.
古代印度人发现,有个小山岗上的眼镜蛇特别多,它们老是在一块大石头周围转悠.其一的自然现象引起人们探索奥秘的兴趣.
原来,每当夜幕降临,这里的大石头会闪烁微蓝色的亮光,许多具有趋光性的昆虫便纷纷到亮石头上空飞舞,青蛙跳出来竞相捕食
昆虫,躲在不远处的眼镜蛇也纷纷赶来捕食青蛙.于是,人们把这种石头叫作“蛇眼石”.后来才知道蛇眼石就是萤石.
萤石的成分是氟化钙,又称氟石、砩石、萤石等,因含各种稀有元素而常呈紫红、翠绿、浅蓝色,无色透明的萤石稀少而珍贵.
晶形有立方体、八面体或菱形十二面体.如果把萤石放到紫外线荧光灯下照一照,它会发出美丽的荧光.
萤石及其加工品的用途已涉足30多个工业部门.炼钢铁加入萤石,能提高熔液的流动性,除去有害杂质硫和磷.
世界萤石产量的一半用以制造氢氟酸,进而发展制造冰晶石,用于炼铝工业等.电冰箱里的冷却剂(氟利昂)要用萤石;1986年,
我国第一代人造血液也要用萤石.近年,科学家正在研制氟化物玻璃,有可能制成新型光导纤维通讯材料,能传过2万公里宽的太平
洋而不设重发站.
产地:世界各地均有产出.
萤石又称为氟石,化学成分为CaF2,晶体属等轴晶系的卤化物矿物.在紫外线、阴极射线照射下或加热时发出蓝色或紫色萤光,并因此而得名.晶体常呈立方体、八面体或立方体的穿插双晶,集合体呈粒状或块状.浅绿、浅紫或无色透明,有时为玫瑰红色,条痕白色,玻璃光泽,透明至不透明.八面体解理完全.摩氏硬度4,比重3.18.萤石主要产于热液矿脉中.无色透明的萤石晶体产于花岗伟晶岩或萤石脉的晶洞中.世界萤石总储量约10亿吨,中国是世界上萤石矿产最多的国家之一,并且占世界储量的35%.据考古发掘得知,七千年前的浙江余姚河姆渡人,已选用萤石作装饰品.河姆渡之南确有萤石矿存在.主要产于浙江、湖南、福建等地.世界其他主要产地有南非、墨西哥、蒙古、俄罗斯、美国、泰国、西班牙等地.萤石在冶金工业上可用作助熔剂,在化学工业上是制造氢氟酸的原料.
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萤石是什么,怎么形成的?

萤石是一种多成因的矿物。(1)内生作用中主要是由热液作用形成,・与中低温的金属硫化物和碳酸盐共生。热液的萤石矿床有两类:一是鉴于石灰岩中的萤石脉,共生矿物主要是方解石,石英很少。有时与重晶石、铅锌硫化物半生。另一种是鉴于流纹岩、花岗岩、片岩中产出的萤石脉,共生矿物中方解石很少,主要是石英。(2)沉积型,在沉积岩中成层状与石膏、硬石膏、方解石和白云石共生,或作为胶结物以及砂岩中的碎屑矿物产出。
萤石的形成:萤石的成分是CaF,Ca源于变质岩,是通过蚀变活化转移而来的,F则是多来自侵入岩。此外,构造又为其成矿提供丁良好的热液通道和空间位置。具备丁,述条件后,还需其他物化条什,才促使CaF品ffJ、沉淀、积聚,最后形成矿床据罔外资料研究,认为成矿溶液CaF的溶解和晶出与pH值有关。CaF溶解度随pH值的升高而降低萤成矿溶液…般盐度高,它可j构造扩容带的卤水相相混合,最初会导致CaF的溶解。饱含CaF或含F络合物的溶液,由于温度,压力的降低,热液与构造裂隙水的混合,与围岩交代蚀变时Ca进入溶液,成矿溶液的pH,Eh值发生变化,导致氟络物的稳定性降低析破坏.这时萤石晶出沉淀,聚集成。

萤石矿有什么用途?

用途萤石的用途十分广泛,随着科学技术的进步,应用前景越来越广阔。目前主要用于冶金行业制生产炼铝熔剂冰晶石的原料,化工行业制氢氟酸、各利氟盐及制冷剂氟利昂的原料,建材行业行业作装饰材料,其次用于轻工、光学、雕刻和国防工业。因此,根据用途要求,目前我国萤石矿产品主要有四大系列品种,即萤石块矿、萤(氟)石精矿、萤石粉矿和光学、雕刻萤石。(一)冶金工业萤石具有能降低难熔物质的熔点,促进炉渣流动,使渣和金属很好分离,在冶炼过程中脱硫、脱磷,增强金属的可煅性和抗张强度等特点。因此,它作为助熔剂被广泛应用于钢铁冶炼及铁合金生产、化铁工艺和有色金属冶炼。冶炼用萤石矿石一般要求氟化钙含量大于65%,并对主要杂质二氧化硅也有一定的要求,对硫和磷有严格的限制。硫和磷的含量分别不得高于0.3%和0.08%。其产品质量按照中华人民共和国国家标准GB8216-87《萤石块矿》执行。(二)化学工业萤石另一重要用途是生产氢氟酸。氢氟酸是通过酸级萤石(氟石精矿)同硫酸在加热炉或罐中反应而产生出来的,分无水氢氟酸和有水氢氟酸,它们都是一种无色液体,易挥发,有强烈的刺激气味和强烈的腐蚀性。它是生产各种有机和无机氟化物和氟元素的关键原料。
在制铝工业中,氢氟酸用来生产氟化铝、人造冰晶石、氟化钠和氟化镁。
在航空、航天工业中,氢氟酸主要用来生产喷气机液体推进剂,导弹喷气燃料推进剂。在原子能工业中,氢氟酸主要用来制造UF4,再经氟化生成UF6,通过气体扩散法或气体离心法分离235U。
氢氟酸是有机氟化工的基础原料,它通过与氯仿和四氯化碳相互作用,生产毒性小、化学稳定性高的氟化的含氯烃和碳氟化合物,作冷冻剂,空气溶胶促进剂,溶剂聚合物的中间体和碳氟化合物树脂和弹性体。
氢氟酸与四氯化碳反应制成氟利昂(通常以F表示)。氟利昂除作为冷冻剂外,还广泛用于喷雾剂、灭火剂、氟塑料等。
在医药方面,氟有机化合物还可以制造含氟抗癌药物,含氟可的松,含氟碳人造血液。
在无机氟化工业中,可以生产杀虫剂、防腐剂、防护剂、添加剂、助熔剂和抗氧化剂等。
化学工业对萤石产品的质量要求很高,一般要求CaF2含量在93%~98%,二氧化硅和碳酸钙是有害杂质,要严格限制。目前,我国萤(氟)石精矿的质量要求按中华人民共和国GB5690-85《氟石精矿》标准执行。(三)建材工业 萤石也广泛应用于玻璃、陶瓷、水泥等建材工业中,其用量在我国占第2位。
在玻璃工业中,萤石作为助熔剂、遮光剂加入,它能促进玻璃原料的熔化。不同玻璃,萤石加入量不同。普通玻璃板材,萤石加入量为炉料的1%;碱性玻璃球,萤石的加入量为1%~2%;氧化玻璃,萤石加入量则为3%;白色、乳色、彩色玻璃的生产过程中,萤石除作为助溶剂外,还作遮光剂,加入量为炉料的10%~20%。玻璃工业对萤石的质量要求较严格,要求CaF2>80%;Fe2O3<0.2%。
在水泥生产中,萤石作为矿化剂加入。萤石能降低炉料的烧结温度,减少燃料消耗,同时还能增强烧结时熟料液相粘度,促进硅酸三钙的形成。在水泥生产中,萤石加入量在一般情况下为4%~5%至0.8%~1%。水泥工业对萤石质量要求不严,一般CaF2含量在40%以上即可,对杂质含量要求也不作具体规定。
在陶瓷工业中,萤石主要用作瓷釉,它能在瓷釉生产过程中起到助色和助熔作用。如在红色瓷釉中加入萤石后能色泽光亮鲜艳,在陶瓷生产瓷釉中的萤石加入量一般约10%~20%。
萤石还应用于搪瓷工业和铸石生产中,其加入量分别为3%~10%和3%。
在建材工业中,由于用途不同,对萤石质量要求也不相同。目前,我国用于建材工业的萤石质量要求在中华人民共和国国家标准GB19321-88《萤石粉矿》中作了规定。
因萤石在光学上具有低色散、低折射率和对紫外线、红外线滤光性高等特性,而被用来制作棱镜和高质量的光学元件。对光学萤石的技术要求十分严格,需质纯(或带均匀的浅色)、透明、红(紫)外线透射性强,无裂隙、无包裹体、机械性能良好。厚度为1.5mm的萤石薄片必须能透过波长为4.5pm的红外线80%以上,同时对晶体规格也有严格规定
随着人们生活水准的提高,对饰品、工艺品的需求不断增加。萤石具有结构致密,色彩鲜艳而多样,作为工艺雕刻的原料被人们所重视。

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