Fluoryt

Kategoria  III fluorytu  : halogenki
Przykładowe zdjęcie artykułu Fluoryt
Fluoryt na kwarcu - Le Burg - Francja - Muzeum w Tuluzie
Generał
Klasa Strunz 3.AB.25

3 HALIDY
 3.A Proste halogenki, bez H2O
  3.AB M: X = 1: 2
   3.AB.25 Frankdicksonite
Grupa przestrzenna BaF2 F m3m
Grupa punktowa 4 / m 3 2 / m
   3.AB.25 Fluoryt CaF2
Grupa przestrzenna F m3m
Grupa punktów 4 / m 3 2 / m
Klasa Dany 9.2.1.1

Halogenki
9. Halogenki

9.2.1.1 Fluoryt CaF 2
Wzór chemiczny Ca F 2   [polimorfy]CaF 2
Identyfikacja
Forma masy 78,075 ± 0,004 amu
Ca 51,33%, F 48,67%,
Kolor bezbarwny, zielony, różowy, fioletowy, niebieski ...
Klasa kryształu i grupa przestrzenna heksakizoktaedryczny,
Fm 3 m
System kryształów sześcienny
Sieć Bravais wyśrodkowane twarze F
Macle przez penetrację na {111}
Łupliwość {111} doskonały
Złamać muszlowy; przegrzebek; nieregularny
Habitus sześcienny, ośmiościenny, dodekaedryczny, masywny, ziarnisty, gruby, drobny, botryoidalny, włóknisty, sześciościenny, konkrecjonalny ...
Skala Mohsa 4
Linia Biały
Blask szklisty
Właściwości optyczne
Współczynnik załamania światła n = 1,433-1,435
Pleochroizm Nie
Dwójłomność nic
Dyspersja 2 v z ~ 0,007
Fluorescencja ultrafioletowa tak
Przezroczystość przezroczysty do półprzezroczystego
Właściwości chemiczne
Gęstość 3.18
Temperatura topnienia 1403 ° C
Rozpuszczalność rozpuszczalny w HCl + boran lub AlCl 3 w celu kompleksowania jonów F - ,

w H 2 SO 4gorący koncentrat (uwalnia F 2 ),
w wodzie: zero przy 20  ° C
Właściwości fizyczne
Radioaktywność każdy
Jednostki SI i STP, chyba że określono inaczej.

Fluoru (lub fluoryt ) gatunek mineralna składa się z fluorkiem wapnia , najlepiej wzorze CaF 2 , ale ze śladami Y , Co , W przypadku , Al , Fe , Mg , Eu , Sm , O , Cl i związków organicznych. Różne jony śladowe są źródłem wielu kolorów i kolorowych stref napotykanych dla tego minerału.

Historia opisu i nazw

Wynalazca i etymologia

Znany od starożytności, odniesieniem jest opis Georgiusa Agricoli z 1529 roku. Termin „fluoryt” pochodzi od przyrodnika Napione. Jego nazwa pochodzi od łacińskiego fluere, co oznacza kremówkę (która płynie).

Topotyp

Topotyp znajduje się w Sankt-Joachimsthal , Erzgebirge ( Czechy ).

Synonimy

Istnieje kilka synonimów tego gatunku minerałów:

Charakterystyka fizykochemiczna

Kryteria określania

Oznaczenie jest łatwe, jeśli fluoryt jest skrystalizowany, na podstawie jego najczęstszego sześciennego pokroju i charakterystycznego pęknięcia.

Z błyszczącego szkła, jest przezroczysty do półprzezroczystego. Jej kolorystyka jest bardzo zróżnicowana, w zależności od śladów zawartych w niej pierwiastków. Jest fluorescencyjny, gdy jest oświetlony promieniowaniem ultrafioletowym . Jego linia jest biała.

Jego twardość (4) służy jako odniesienie dla skali Mohsa . Jej pęknięcie jest muszlowe , łuszczące się i nieregularne.

Jak wszystkie minerały zawierające wapń , barwi płomień na charakterystyczny pomarańczowo-czerwony kolor tego metalu. Podgrzany rozpada się na biały proszek. Rozpuszcza się w kwasie siarkowym H 2 SO 4do produkcji fluorowodoru HF , trującego i korozyjnego gazu.

Odmiany i mieszanki

Odmiany
  • Antozonit (synonim: fluoryt cuchnący) odmiana fluorytu od ciemnofioletowego do czarnego (najczęściej nieprzezroczystego), zawierająca fluor w stanie gazowym, bombardowany naturalnymi promieniami α , w złożach toru i uranu. Kruszenie materiału uwalnia ten gaz o zapachu ozonu (gaz fluor reaguje z naturalną wilgotnością powietrza, dając ozon i fluorowany wodór. Zostało to opisane przez Schönbeina w 1861 r. Na podstawie próbek z Wölsendorf, Schwandorf , Haut-Palatinate , Bawaria, Niemcy, we Francji występuje w Margnac, Compreignac, Haute-Vienne, w Limousin.
  • Chlorofan, odmiana fluorytu wykazująca silną termoluminescencję , początkowo występująca na Syberii.
  • Itrofluoryt, odmiana bogata w itr, który częściowo zastępuje wapń. W 2006 r. IMA zdegradowała ją z rangi gatunku do prostej odmiany fluorytu. Jego idealna formuła to (Ca, Y) F 2-3. Został opisany na podstawie próbek z Hundholmen, Tysfjord, Nordland w Norwegii, przez Th. Vogt w 1914 roku.
Mieszaniny
  • Fluorbaryte, mieszanina fluorytu i barytu opisana przez JFL Hausmanna w 1847 roku.
  • Ratofkite, ziemisty fluoryt znany w regionie górnej Wołgi w Rosji i opisany przez Fischera w 1809 roku; nazwa wywodzi się od rzeki Ratofki. W rzeczywistości jest to mieszanina różnych gatunków minerałów, w których dominuje fluoryt.

Krystalografia

Fluoryt to zespół jonów Ca 2+ i F - . Te aniony F - jest dwukrotnie liczne jako kation Ca 2+ .

Fluoryt krystalizuje w sześciennym układzie kryształów , z grupą przestrzenną Fm 3 m (Z = 4 jednostki formy na konwencjonalną komórkę ):

  • parametr siatki: = 5,463  A (objętość siatki V = 163,03 A 3 );
  • obliczona gęstość = 3,18 g / cm 3 .

Struktura fluorytu odpowiada wypełnieniu struktury gospodarza. F - aniony tworzą prostą sześcienną sieć, w której kationy Ca 2+ zajmują połowę centrów sześciennych. Kationy i aniony są mniej więcej tej samej wielkości. Jest również możliwa zmiana roli kationów i anionów i uważają, że Ca 2+ kationy tworząc sześcienny centrowaną sieci gospodarza i F - aniony zajmować wszystkie tetraedrycznych. Te dwie wizje są równoważne. Strukturę fluorytu można traktować jako dwie podsieci: kationy Ca 2+ tworzą sześcienną podsieć centrowaną na powierzchni, a F - aniony tworzą prymitywną podsieć sześcienną.

W strukturze fluorytu:

Właściwości fizyczne

Fluoryt może wykazywać zjawiska fluorescencji , triboluminescencji i termoluminescencji .

Fluoryt jest szeroko stosowany do leczenia lub wykonywania soczewek do astronomii i obiektywów fotograficznych , ponieważ pomaga ograniczyć aberracje chromatyczne .

Depozyty i depozyty

Gitologia i powiązane minerały

Fluoryt to minerał występujący w osadach niskotemperaturowych, najczęściej w postaci żył. Występuje również jako złoże w granitach lub skałach metamorficznych, takich jak gnejs.

Szczególnie kojarzony jest z minerałami metalicznymi: siarczkami ołowiu , cynku i srebra , gdzie tworzy część skały płonnej. Można go wtedy kojarzyć z barytem , kwarcem i kalcytem .

Rezerwy świata

Złoża fluorytu są znane w ponad 9 000 obszarów na całym świecie. Światowych rezerw szacowane są na 230  mln ton (w mln ton ), głównie w Południowej Afryce (około 41  mln ton ), Meksyku (32  Mt ) i Chin (24  mln ton ).

Głównym producentem są Chiny (około 3  Mt / rok w 2010), następnie Meksyk (1,0  Mt / rok ), Mongolia (0,45  Mt / rok ), Rosja (0,22  Mt / rok ), Republika Południowej Afryki (0,13  Mt / rok ), Hiszpania (0,12  Mt / rok ) i Namibia (0,11  Mt / rok ).

Złoża produkujące niezwykłe okazy

  • Anglia
Kopalnia Boltsburn, dystrykt Rookhope, Weardale, North Pennines, Co. Durham
  • Francja
Valzergues , Aveyron, Midi-Pyrenees Kopalnia Peyrebrune, gmina Réalmont , Tarn , Midi-Pyrénées (stare kopalnie) Kopalnia Burc, gminy Alban i Le Fraysse , Tarn , Midi-Pyrénées Kopalnie Moulinal. Gminy Rayssac i Mont-Roc (Tarn, stare kopalnie) W pobliżu Sidobre, największego miejsca wydobycia granitu. Te stare kopalnie przechodzą trwałą rehabilitację Le Beix, Puy-de-Dome, Auvergne L ' Aiguille Verte , masyw Mont-Blanc , Haute-Savoie  : czerwone i zielone fluoryty. „Fluoryt Laurenta”, odkryty przez producenta kryształów Christophe'a Peray'a21 lipca 2006w geodzie typowej dla gór Chamonix przedstawia unikalne połączenie malinowo-czerwonego fluorytu (barwa spowodowana defektami zwanymi „kolorowymi centrami” i naturalnie napromieniowana) i kwarcu dymnego . Jest to pierwszy kamień uznany za „dobro kulturowe o dużym znaczeniu dla dziedzictwa” (prawo z1 st sierpień 2003odnoszące się do mecenatu), dzięki czemu można go zaklasyfikować do zbiorów Narodowego Muzeum Przyrodniczego i uczynić niezbywalnym.
  • Maroko
Kopalnia El Hammam, Mount Hammam, prefektura Meknes, region Meknes-Tafilalet

Eksploatacja złóż

Oprócz celów ozdobnych jest stosowany jako topnik przez hutników , do produkcji włókna szklanego i szkła opalowego, a zwłaszcza do produkcji kwasu fluorowodorowego i jego produktów fluorowanych, w tym fluoru. Aluminium do korygowania kąpieli elektrolitycznej w produkcja metalu aluminiowego . Fluorek wapnia jest również stosowany w optyce instrumentalnej, przy czym właściwości tego krystalicznego ciała stałego są znacznie lepsze niż w przypadku znanych szkieł, w szczególności pod względem przepuszczalności, załamania i dyspersji chromatycznej .

Fluorek wapnia (CaF 2 ) otrzymywany jest w postaci sześciennego monokryształu otrzymywanego pod próżnią metodą Stockbargera . Jego transmisja jest dobra od ultrafioletu w próżni do podczerwieni . Jego doskonała przepuszczalność UV do 170  nm i właściwości nie- dwójłomności sprawiają, że idealnie nadaje się do przepuszczania promieniowania UV o krótkich długościach fal . CaF 2 na podczerwień uzyskuje się znacznie niższym kosztem z fluorytu wydobywanego z naturalnych kopalń. Ponieważ CaF 2 jest wrażliwy na szok termiczny, należy obchodzić się z nim ostrożnie. Mimo małej twardości można go przycinać.

Galeria fotograficzna

Francja

  • Fluoryt na kwarcu (Le Beix, Francja) 10 × 7 cm).

  • Strefowy fluoryt (Valzergues, Aveyron, Francja) 39 × 20 cm).

  • Strefowy fluoryt (Valzergues, Aveyron, Francja) 8,2 × 4 cm).

Świat

  • Fluoryt i baryt , kopalnia Berbes, Hiszpania (34 × 28 cm).

  • Fluoryt, kopalnia Boltsburn, Anglia (15 × 8 cm).

  • Fluoryt, El Hammam, Maroko (29 × 28 cm).

Klejnot i różne

Uwagi i odniesienia

Uwagi

  1. „Fluoryt” to także angielska nazwa tego minerału oraz jego międzynarodowe oznaczenie.

Bibliografia

  1. Klasyfikacja składników mineralnych wybranych jest , że z Strunz , z wyjątkiem polimorfów krzemionki, które są zaliczane do krzemianów.
  2. obliczona masa cząsteczkowa od „  atomowych jednostek masy elementów 2007  ” na www.chem.qmul.ac.uk .
  3. FLUOREK WAPNIA , karta (y) bezpieczeństwa Międzynarodowego Programu Bezpieczeństwa Substancji Chemicznych , konsultacja 9 maja 2009
  4. (w) Thomas R. Dulski, Podręcznik do analizy chemicznej metali , t.  25, ASTM International,1996, 251  str. ( ISBN  0-8031-2066-4 , czytaj online ) , s.  71
  5. Louis Albert Necker, Królestwo minerałów przywrócone do metod historii naturalnej , Paryż, 1835
  6. Macadam, w Mineralogical Magazine , t. 7, 1886, s.  42
  7. (w) Peter G. Embrey i John P. Fuller, Podręcznik nazw nowych minerałów , od 1892 do 1978, British Museum (Natural History), 1980
  8. z Boodt, Gemm. i okrążenie. hist. 1609, 293
  9. François Sulpice Beudant, Podstawowy traktat o mineralogii , tom 2, Paryż, 1837
  10. (w) w American Journal of Science , 1854, str.  80
  11. Parviz Assadi, Marcel Chaigneau i Gauthier-Villars, O naturze gazów okludowanych w fluoryt-antozonicie , 1962
  12. (w) J. Leroy, Margnac Fanay i złoża uranu w dystrykcie La Crouzille (zachodni masyw środkowy, Francja): badania geologiczne i inkluzji płynów
  13. Od Grotthaus. W: Delamétherie (1794), Journal Phys. : 45: 398.
  14. (w) T. Husdal „  Minerały granitu pegmatytowego dans le Tysfjord, północna Norwegia  ” w Norsk Bergverksmuseum , skrift 38, 2008, s.  5-28
  15. JFL Hausmann, Handb. Min. , 2 d , wyd. 1847, str.  1441
  16. Andrée Jean François Marie Brochant de Villers, Alexandre Brongniart et Coll., Słownik nauk przyrodniczych , Paryż, 1826
  17. (w) BTM Willis, „  Anomalous Behavior of the neutron Reflections of fluite  ” , Acta Cryst. , vol.  18, n o  1,1965, s.  75-76 ( DOI  10.1107 / S0365110X65000130 )
  18. Fluorspar . USGS.gov (2011)
  19. (w) KC Dunham, Geology of the Northern Pennine Orefield , c. I, 2 th ed., British Geological Survey , 1990 London, 299 str
  20. Didier Descouens , „Les Mines de Valzergues”, w World and minerals , no. 1–2, 1987, s. 4-6
  21. (in) „  Fluorite: The Collector's Choice  ” w języku Extra Lapis English , Econ. Geol., Vol. 84 N O  9, 1989, str.  575-590

Zobacz też

Linki zewnętrzne