螢石 -礦物

螢石

螢石(Fluorite),又稱氟石,是一種礦物,其主要成分是氟化鈣(CaF2) ,含雜質較多,Ca常被Y和Ce等稀土元素替代,此外還含有少量的Fe2O3 ,SiO2和微量的Cl,O3,He等。自然界中的螢石常顯鮮艷的顏色,硬度比小刀低。它可以用于製備氟化氫:CaF2 + H2SO4 = CaSO4+ 2HF↑;在人造螢石技術尚未成熟前,是製造鏡頭所用光學玻璃的材料之一。

  • 中文名稱
    螢石
  • 外文名稱
    Fluorite
  • 別名
    軟水晶,七彩寶石,彩虹寶石,夢幻石等。
  • 本質
    是一種礦物
  • 主要成分
    氟化鈣
  • 硬度
    Hm=4.硬度比小刀低
  • 晶系
    等軸
  • 比重
    3.18
  • 化學式
    CaF2
  • 相對原子質量
    78.0748064

基本介紹

螢石之所以得名,是因為它在紫外線或陰極射線照射下會發出熒光,但當螢石含有一些稀土元素時,它就會發出磷光。也就是說,在離開紫外線或陰極射線照射後,螢石依舊能持續發光較長一段時間。這種能發磷光的螢石產量所佔比例不大,但事實上,絕大多數夜明珠都是螢石材質的,由于螢石的晶體普遍較大,所以螢石 夜明珠能發現非常大體積的。螢石的硬度較低,且性脆,一般來說需要註意避免劇烈碰撞,同時避免接觸化學物質。螢石晶體呈立方體和八面體,常呈雙晶,它也以塊狀、粒和致密狀集合體產出。顏色多變,有紫色、綠色、無色、白色、黃色、粉紅色、藍色和黑色等。其中粉紅色和紅色最為珍貴。條痕白色。透明至半透明,玻璃光澤。斷開後,形成完全八面體解理,並在立方晶體的

螢石

各個角上形成三角面。

相傳,古代印度人發現,有個小山崗上的眼鏡蛇特別多,它們老是在一塊大石頭周圍轉悠。這種奇異的自然現象引起人們探索奧秘的興趣。原來,每當夜幕降臨,這裏的大石頭會閃爍微藍色的亮光,許多具有趨光性的昆蟲便紛紛到亮石頭上空飛舞,青蛙跳出來競相捕食昆蟲,躲在不遠處的眼鏡蛇也紛紛趕來捕食青蛙。于是,人們把這種石頭叫作“蛇眼石”。後來才知道蛇眼石就是螢石。

主要產地

螢石在南非、墨西哥、蒙古、俄羅斯、美國、泰國、西班牙等地也有產出。中國是世界上螢石礦產最多的國家之一,主要產于湖南東南部的郴州一帶,此外浙江、福建等地也有出產。

發光原理

礦物內的電子在外界能量的刺激下,會由低能狀態進入高能狀態,當外界能量刺激停止時,電子又由高能狀態轉入低能狀態,這個過程就會發光。螢石在日光燈照射後可發光幾十小時,這種光相對微弱,白天看不見,夜裏看很亮。

市場前景

雖然我國螢石資源豐富但是品級較低:據美國地質局統計的資料,2013年全球螢石基礎儲量4.7億噸,可開採儲量2.4億噸,我國已探明螢石礦區有500多處,分布在27個省(直轄市、自治區),基礎儲量高達11000萬噸,佔全球基礎儲量的23.4%,居全球第一位;但可開採儲量隻有2400萬噸,佔全球比例僅為10%。

前瞻產業研究院發布的《2014-2018年中國氟化工行業市場需求預測與投資戰略規劃分析報告》分析,按照目前螢石可開採儲量和2013年產量進行測算,全球螢石儲採比隻有36.4,而在可開採儲量最多的5個國家中,南非儲採比高達136.7,中國的儲採比已經下降到6,這意味著,在國內可開採儲量不增加的情況,按照2013年每年400萬噸的開採量計算,中國的螢石資源6年內就要枯竭。

發展方向

作為氟化工行業唯一的氟原料,螢石資源如此稀缺,而氟化工產業不但與軍工發展密不可分,更與中國已確定發展的七大新興產業密切相關,其中核電和動力電池的發展均離不開螢石資源。雖然從磷灰石中提取氟可以保護逐步減少的螢石礦資源,是未來獲取氟資源的途徑之一,但仍然是杯水車薪,未從源頭上解決問題,發展高級含氟精細化工品才是國內氟化工的必然出路。

螢石

縱深發展將是不二選擇

從氟化工產業鏈來看,隨著產品加工深度的增加,產品附加值呈幾何級數成長。目前,國內用于含氟醫葯和農葯含氟芳香族中間體,用于電子材料的含氟液晶、三氟化氮,用于醫葯和樹脂的三氟化硼及相關絡合物等發展較快。但整體而言,國內精細氟化工產品的開發無論在數量還是質量上都還遠遠不能滿足市場需求。

國內傳統含氟中間體如氟苯系列、氟氯苯胺系列等產品的生產能力過剩,“三廢”排放量大,市場競爭激烈,經濟效益差,需要進行總量控製;作為含氟表面活性劑關鍵原料的氟碳醇、作為燒鹼工業關鍵配套材料的含氟離子交換樹脂及膜、為鋰離子電池配套的六氟磷酸鋰、為醫葯和農葯新品種配套的新型含氟中間體、出口潛力大的六氟化硫等則是需要重點發展的產品。

專業化特色化空間廣闊

目前我國含氟精細化學品未來的市場空間依然較大。隨著主要國家經濟的逐步復甦及紡織品出口配額限製的減少,我國高檔紡織品出口的前景比較樂觀,因而高性能的含氟纖維整理劑和高效活性含氟染料的需求也將較快成長;生命工程產業的崛起,使生理活性的含氟醫葯備受青睞;綠色農業的快速發展,則對高效、低殘毒的含氟農葯需求越來越大。

為此,含氟精細化學品產業發展應傾向于專業化、系列化、差別化和特色化,走精細縱深發展之路。今後幾年,我國含氟精細化學品仍將得到較快發展,但隨著國內環保要求逐漸與國際接軌,預計含氟中間體的發展將基本持平或有所下降,而深度後續產品的開發、生產、套用將加速發展。

工業用途

世界螢石產量的一半用以製造氫氟酸,進而發展製造冰晶石,用于煉鋁工業等。電冰櫃裏的冷卻劑(氟利昂)要用螢石;1986年,中國第一代人造血液也要用螢石。近年,科學家正在研製氟化物玻璃,有可能製成新型光導纖維通訊材料,能傳過2萬公裏寬的太平洋而不設重發站。

螢石

化學工業

螢石另一重要用途是生產氫氟酸。氫氟酸是通過酸級螢石(氟石精礦)同硫酸在加熱爐或罐中反應而產生出來的,分無水氫氟酸和有水氫氟酸,它們都是一種無色液體,易揮發,有強烈的刺激氣味和強烈的腐蝕性。它是生產各種有機和無機氟化物和氟元素的關鍵原料。

在製鋁工業中,氫氟酸用來生產氟化鋁、人造冰晶石、氟化鈉和氟化鎂。

在航空、航天工業中,氫氟酸主要用來生產噴氣機液體推進劑,飛彈噴氣燃料推進劑。在原子能工業中,氫氟酸主要用來製造UF4,再經氟化生成UF6,通過氣體擴散法或氣體離心法分離235U。

氫氟酸是有機氟化工的基礎原料,它通過與氯仿和四氯化碳相互作用,生產毒性小、化學穩定性高的氟化的含氯烴和碳氟化合物,作冷凍劑,空氣溶膠促進劑,溶劑聚合物的中間體和碳氟化合物樹脂和彈性體。

氫氟酸與四氯化碳反應製成氟利昂(通常以F表示)。氟利昂除作為冷凍劑外,還廣泛用于噴霧劑、滅火劑、氟塑膠等。

在醫葯方面,氟有機化合物還可以製造含氟抗癌葯物,含氟可的松,含氟碳人造血液。

在無機氟化工業中,可以生產殺蟲劑、防腐劑、防護劑、增加劑、助熔劑和抗氧化劑等。

化學工業對螢石產品的質量要求很高,一般要求CaF2含量在93%~98%,二氧化矽和碳酸鈣是有害雜質,要嚴格限製。目前,我國螢(氟)石精礦的質量要求按中華人民共和國GB5690-85《氟石精礦》。

建材工業

螢石也廣泛套用于玻璃、陶瓷、水泥等建材工業中,其用量在我國佔第2位。

在玻璃工業中,螢石作為助熔劑、遮光劑加入,它能促進玻璃原料的熔化。不同玻璃,螢石加入量不同。普通玻璃板材,螢石加入量為爐料的1%;鹼性玻璃球,螢石的加入量為1%~2%;氧化玻璃,螢石加入量則為3%;白色、乳色、彩色玻璃的生產過程中,螢石除作為助溶劑外,還作遮光劑,加入量為爐料的10%~20%。玻璃工業對螢石的質量要求較嚴格,要求CaF2>80%;Fe2O3<0.2%。

在水泥生產中,螢石作為礦化劑加入。螢石能降低爐料的燒結溫度,減少燃料消耗,同時還能增強燒結時熟料液相粘度,促進矽酸三鈣的形成。在水泥生產中,螢石加入量在一般情況下為4%~5%至0.8%~1%。水泥工業對螢石質量要求不嚴,一般CaF2含量在40%以上即可,對雜質含量要求也不作具體規定。

在陶瓷工業中,螢石主要用作瓷釉,它能在瓷釉生產過程中起到助色和助熔作用。如在紅色瓷釉中加入螢石後能色澤光亮鮮艷,在陶瓷生產瓷釉中的螢石加入量一般約10%~20%。

螢石還套用于搪瓷工業和鑄石生產中,其加入量分別為3%~10%和3%。

在建材工業中,由于用途不同,對螢石質量要求也不相同。目前,我國用于建材工業的螢石質量要求在中華人民共和國國家標準GB19321-88《螢石粉礦》中作了規定。

裝飾作用

螢石因其產品較大,色彩豐富,所以經常被製作成各種飾品,但是其硬度較低,佩戴時請勿與天然水晶一起,水晶會刮劃螢石!直接從礦上採下來的螢石有一定輻射,不能擺放在臥室!

最佳化處理

加熱處理:加熱處理在螢石中較為常見,通過加熱可使暗藍至黑色螢石變成藍色。一般來說,這種加熱處理的螢石很難鑒定,其顏色在300℃以下的環境中是穩定的。

螢石

充填塑膠或樹脂:在螢石中充填塑膠或樹脂,其主要目的是愈合表面裂隙,使其在加工或佩戴時不產生裂隙。經充填處理的螢石的鑒定主要有以下幾個方面:

1. 放大檢查縫隙。

2. 熱針測試可熔樹脂和塑膠。

3. 紫外熒光觀察,充填的塑膠和樹脂可有特征熒光。

輻照處理:無色的螢石通過輻照可產生紫色。輻照處理的螢石極不穩定,遇光就會褪色,因此這種處理方法不具實用價值。

夜明珠的真偽識別

天然夜明珠是極稀有和罕見的,我們鑒定它的真偽,除了用寶玉石方面的檢測儀器科學進行鑒別外,還可以根據它具備的許多特徵進行識別。

須經光照15分鍾,能在數十小時內連續發光的淺灰色瑩石。

具有磷光現象,即能產生夜明珠準效應者。

天然夜明珠顏色美麗,半透明,無須任何光照,即永久主動發光,並且發光能量較大。人造夜明珠是在自身不發光的瑩石裂隙中填充瑩光粉,僅局部或線條狀發光,時間短瞬即逝。

一定要把瑩石的瑩光和磷光區分開來,磷光現象是在外加光源作用,去掉後還能保持一定的發光時間。

觀察它的發光長度、均勻度,及半衰期,餘輝長短。

選礦工藝

1.螢石除鈣選礦工藝

螢石

一種螢石除鈣選礦工藝,它是由一次粗選、多次精選作業組成,以油酸或其代用品作為捕收劑進行粗選,以硫酸與酸性水玻璃的混合物作為含鈣礦物的抑製劑,硫酸與酸性水玻璃的比例為1∶0.5~1∶2,聯合用量為0.5~1.5kg/t原礦。本發明提供的螢石除鈣選礦工藝具有除鈣效率高、工藝簡單、成本低廉的優點,可從高鈣型螢石礦中選出碳酸鈣含量很低的特級螢石精礦。

2 天然螢石的熒光塗料

一種天然螢石熒光塗料的加工工藝,其工藝是選礦-粉碎-配製-混合-燒結。本發明具有工藝簡單、成本低可滿足工藝美術用塗料和各種具有熒光效應要求物品的需要。

3 一種螢石浮選劑的製備方法

一種製備螢石浮選捕收劑的製備方法,以油酸生產的中間產品粗脂肪酸或混合脂肪酸為原料,向其加入重量為脂肪酸重量3%~15%的濃硫酸,使之發生硫酸化反應,再向反應生成物中加入重量為脂肪酸重量0.4%~3%的選礦起泡劑即成產品。本發明提供的方法生產成本低廉,所生產的螢石浮選用捕收劑捕收能力強,水溶性、分散性好,適于在常溫及低溫下浮選螢石 。

4 螢石浮選調整劑的組合物

一種浮選 螢石礦的選礦工藝方法,它是對87105202號獲批專利的改進。現有技術中浮選 螢石 礦採用酸加套加增效劑作調整劑。本發明則用水玻璃加酸及與該酸組成的一種或多種可溶性鹽混合而成的組合物作調整劑,並形成組合物系列,即可用硫酸、鹽酸、硝酸、草酸、醋酸中任何一種酸及相應的鹽,組合比例範圍為水玻璃·酸·鹽=1~2∶1~5∶0.5~1。本發明適應性強,穩定性好,精礦優質,回收率高,成本低。

5 碳酸鹽-螢石礦浮選分離方法

本發明提供了一種碳酸鹽—— 螢石 礦經濟有效的浮選分離方法,特別適用于碳酸鹽含量高的 螢石 礦的浮選分離。其關鍵在于選擇有效的碳酸鹽礦物的抑製劑——酸化水玻璃和加葯措施,在常規工藝條件下,使碳酸鹽與 螢石 實現高純分選。

6 浮選螢石的方法 螢石礦選礦設備

本發明涉及用調整劑浮選螢石礦的方法。本發明採用由酸,鹼和增效劑組成的混合劑作為調整劑,採用油酸或橡油酸鈉作為捕收劑,工藝流程為復合回路,在近乎中性和常溫條件下進行螢石礦的浮選,獲得的螢石精礦回收率高,產品質量好,含雜低,葯劑消耗少,成本低,適于各類螢石選礦廠套用。

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