همه‌ی نوشته‌های admin

سنگ معدنی فلورين

فلورایت یا فلورین یک کانی بسیار مشهور است که به رنگ های مختلفی یافت می شود و شامل عناصر کلسیم و فلورین است. این کانی مهم در زمینه های مختلف از جمله صنعت، سرامیک، مواد شیمیایی و… مورد استفاده قرار می گیرد. فلورایت در مناطق مختلف جهان در حجم وسیعی یافت می شود که می توان به آفریقای جنوبی، مکزیک، چین، روسیه، اسپانیا و نامیبیا اشاره کرد.

اگرچه فلورایت خالص بی رنگ است ولی با وجود عناصر خاص می تواند به رنگ و غلظت های متفاوت یافت شود، همانند سفید، بنفش، آبی، قرمز، صورتی، نارنجی، زرد، قهوه ای، سبز، خاکستری و سیاه. اگر چه دیدن نوارهای رنگی و چند رنگ بودن فلورین خیلی معمول است. سیستم کریستالی فلورین Cubic و یا مکعبی است و به همین خاطر شکست یگانه (SR) دارد .شکل کریستالی آن معمولاً مکعبی و یا Octahedron (هشت وجهی) است و معمولاً کریستال ها می توانند حتی به شکل دو قلویی رشد کنند. سختی این کانی4 است و از جلای شیشه ای ضعیف برخوردار است و به همین علت استفاده از این کانی برای انگشتر توصیه نمی شود. رنگ سبز آن می تواند به راحتی به جای زمرد اشتباه گرفته شود.

وزن مخصوص این کانی 3 تا 3/3 است و به راحتی می تواند تورق ( موازی یا صفحات اکتاهدران) پیدا کند. ضریب شکست آن حدود 43/1 و در زیر نور ماوراءبنفش از خود فلورسنسی نشان می دهد.

از نگهداری این کانی با دیگر کانی ها و فلزات باید خودداری کرد چون باعث از بین رفتن صیقل سنگ و یا شکستن آن می شود.

کاربردهای کانی فلورین

فلورین توسط یونانیان قدیم برای ساخت ظروف تزئینی مانند فنجان، لیوان و سطح میزها استفاده می شده است. امروز فلورین ماده اولیه و اساسی صنایع آلومینیوم و صنایع شیمیایی و فولاد در جهان محسوب می شود. فلورین در تهیه اسید هیدروفلورئوریک و مشتقات آن و همچنین در صنایع هسته ای، سرامیک، ریخته گری، تهیه فروآلیاژها و … مورد استفاده قرار می گیرد. از فلورین برای تهیه کریولیت مصنوعی Na3AlF6 که برای ذوب آلومینیم اساسی است، استفاده می شود. اسید فلوئوریدریک به عنوان کاتالیست در تهیه سوختهای اکتان بالا، خورنده و صیقل دهنده شیشه نیز مورد استفاده قرار میگیرد.

از انواع شفاف و رنگ روشن فلورین در ساخت شیشه و عدسی استفاده می گردد. در صنایع کوزه گری، میناکاری و سرامیک ساخت فایبر گلاس و مواد آرایشی نیز از این کانی استفاده می شود. خلوص این نوع فلورین بین ۹۵ تا ۹۶ درصد است. فلورین های خوش رنگ و شفاف می توانند به عنوان کانی زینتی نیز مورد استفاده قرار گیرند.

استفاده از فلورین در متالورژی و تولید آلومینیوم

  • فلورین در صنايع متالورژي و عمدتا ًدر صنعت فولاد و همچنين در توليد آلومينيوم براي توليد كريوليت مصنوعي بكار گرفته مي شود.
  • فلوئوريد آلومينيوم که به عنوان گدازآور در تولید آلومینیوم است.
  • كريوليت که به عنوان حلال و الكتروليت مذاب در سلولهاي احياي آلومينيوم. گدازآور در توليد ميني اوپال و شيشه، سراميك و سفال، توليد نسوزهاي مخصوص، پركننده در ساينده­ها، جوش و توليد سيليكات آلومينيوم
  • فلوئوراسپار درجه متالورژی حاوی 60 تا 85 درصد فلوئورید کلسیم (CaF2) می باشد. اغلب این ماده برای تولید آهن، فولاد و سایر فلزات مورد استفاده قرار می گیرد. فلوئوراسپار می تواند به عنوان یک گدازآور(flux) عمل نماید که با زدودن ناخالصی هایی مانند سولفور و فسفر از فلز ذوب شده، سیالیت سرباره را بهبود بخشد. بین 9 تا 27 کیلوگرم فلوئوراسپار برای هر تن از فلز تولید شده بکار می رود.

شرکت زمین کاو تامین کننده فلورین مورد نیاز در صنایع متالورژی و تولید آلومینیوم می باشد.

انواع کانسارهای فلورین

اولین نوع  آن رگه ای می باشد که در واقع رگه های حاوی فلورین در سنگهای آذرین اسیدی حدواسط، دگرگونی و رسوبی گزارش شده است. رگه های فلورین بیشتر همراه با کوارتز، کلسیت، باریت، گالن و اسفالریت هستند. عیار اقتصادی رگه ها متغیر و در محدوده ۲۵ تا ۶۵ درصد است.  کانسار بعدی نوع استراتی فرم است. ذخایر فلورین نوع استراتی فرم در سنگ های کربناته تشکیل می شود. در محدوده ذخایر فلوریت ایالت الینویز، سنگ های آذرین گزارش نشده اند در صورتی که در ذخایر فلوریت مکزیک که در سنگ های کربناته تشکیل شده اند توده های گرانیت پورفیری نفوذ نموده اند. کانی های همراه فلورین عبارتند از: کلسیت، دولومیت، کوارتز، گالن، باریت و سلستیت. عیار فلورین حداقل ۱۵ درصد می باشد.

نوع جانشینی فلورین، کانسارهای فلورین نوع جانشینی که در سنگ های کربناته مجاور توده های اسیدی، از مکزیک گزارش شده اند. بزرگترین و غنی ترین ذخایر فلورین در مکزیک قرار دارد. در نوع استوک ورک، ذخایر فلورین نوع استوک ورک در ارتباط با توده های نفوذی گرانیتی بوده و در نیومکزیکو و کلرادو و آفریقای جنوبی کشف شده اند. گسترش یکی از این ذخایر ۷۰ تا ۲۰۰ متر و عمق آن تا ۹۰۰ متر است. عیار فلورین ۱۴ درصد است.

فلوریت همراه با کمپلکس های آلکالن – کربناتیت بدین شرح است که عنصر فلوئور به لحاظ ژئوشیمیایی ارتباط نزدیک به ماگمای آلکالن و کربناتیت دارد. محلولهای ماگمایی غنی از فلوئور از سنگ های آلکالن، فوق آلکالن و کربناتیت منشا می گیرد. کانسارهای فلورین غالبا در ریفت های داخل قاره ها واقع  می شوند. کانی سازی فلورین در این کمپلکس ها یافت می شود اما آنهایی که ارزش اقتصادی دارند با فاصله ازتوده نفوذی تشکیل شده اند.

محلول های ماگمایی در شرایط ویژه منجر به تشکیل برش نفوذی می شوند. چنانچه این محلول غنی از فلوئور باشد موجب تشکیل ذخیره می شود.

فلورین بر جای مانده یعنی فلورین موجود در سنگ های گرانیتی، کربناته و یا رگه ها تحت تاثیر هوازدگی آزاد شده و در محل بر جای می ماند و دیگر کانی ها به دلیل هوازدگی غالبا تغییر کرده و حمل می شوند.

آخرین کانسار نیز فلورین همره با پگماتیت ها بوده که همانطور که از اسم آن پیداست، بعضی از پگماتیت ها که حاوی فلورین هستند. در صورت تمرکز فلورین ذخیره مناسبی را تشکیل می دهند

فلورین زینتی

کانی فلورین یا فلوئوریت به فرمول شیمیایی CAF2 مهمترین کانی فلوئور در طبیعت می باشد که می توان فلوئور را از آن بدست آورد.

این کانی به رنگ های زرد ، سبز ، صورتی, آبی ، بنفش ، بی رنگ و گاهی سیاه بوده و در سیستم کوبیک متبلور می شود. به صورت نیمه شفاف بوده و دارای جلای شیشیه ای است. گرچه این ماده معدنی به دلیل خواص منحصر به فرد خود در صنایع مختلف کابردهای متفاوتی دارد، اما یکی از موارد کاربردی آن در زمینه زینتی می باشد. معمولا به علت زیبایی طبیعی کانی فلورین , آن را به صورت خام و یا تراش خورده و در رنگهای مختلف, به عنوان سنگ گرانبها و تزئینی مورد استفاده قرار می دهند که معمولا دارای قیمتی بالاست.

تشخیص فلورین

فلوریت بعد از کوارتز یکی از مهمترین سنگ های معدنی در جهان بین مجموعه داران سنگ های قیمتی می باشد. اغلب به علت تنوع بینظیر رنگ هایش، بعنوانِ “رنگی ترین سنگ معدنی” در دنیا شناخته می شود. این سنگ قیمتی بخاطر تاثیرگذاری آن بعنوان یک گدازآور برای فولاد و آلومینیوم معروف است. بعلت تنوع زیاد، فلوریت می تواند با بسیاری از سنگ ها مشابه باشد.

اگرچه می تواند براحتی از سنگ هایی با سختی پایین تر متمایز شود، برخی از ویژگی هایی که موجب تمایز آن می شود شامل کلسیت می شود اما کلسیت کمی نرم تر است و شکل کریستالی متفاوت تری دارد. کوارتز سخت تر است و فاقد شکافِ فلوریت است درحالیکه آپاتیت کمی سخت تر است و شکل کریستالی متفاوتی دارد. ویژگی تمایزدهندۀ دیگر، ترمولومینسانس یا حرارت است که ویژگی درخشش در اثر گرمادیدن می باشد. یکی از گونه های فلوریت بعنوان ” کلروفان (chlorophane)” شناخته می شود که دارای این ویژگی حرارت می باشد و آنرا بخوبی حتی با نگه داشتن در دست نشان می دهد.

مصارف فلوئورین در تهویه هوا

فلوئوروکلروهیدروکربنها Fluoro chloro hydrocarbons، در تهویه هوا و در سرد سازی کاربرد وسیعی دارند. استفاده از فلوئوروکلروکربنها Chloro fluoro carbons در این موارد ممنوع شده است، چون آنها مشکوک به بزرگ کردن سوراخ اوزون می‌باشند. هگزافلورایدگوگرد Sulfur hexafluoride، گازی بسیار راکد و غیر سمی است. این گروه از ترکیبات گازهای گلخانه‌ای قوی هستند.

شرکت زمین کاو با تولید و عرضه فلورین با خلوص متفاوت CaF2، از 50 تا 99 درصد، در ابعاد گرانول، دانه بندی و میکرونیزه قادر است نیاز کارخانجات صنعتی و صنعت صادرات را به این ماده ارزشمند تامین نماید.

روند استخراج فلورین

تولید فلورین در کشور ما بر حسب نیاز صنایع ذوب مادر، از سال 1354 شروع شد. در این راستا فقط معدن فلورین و سرب «پاجمیانا» احداث و بهره برداری شد. لذا با توجه به ضرورت تولید فلورین با توجه به توسعه تولید فولاد، این معدن در سال های بعد از انقلاب توسط کارشناسان زغال سنگ البرز مرکزی توسعه یافت. این معدن در استان مازندران و شهرستان سواد کوه (در 2 کیلومتری بعد از شهرستان دوآب) در بخش خطیر کوه قرار دارد. از لحاظ وضعیت زمین شناسی، این ناحیه شامل نهشته های مربوط به دوران دوم زمین شناسی است. البته امروزه معادن فلورین دیگری نیز در کشور ما احداث شده اند.

استخراج فلورین معمولا به صورت هیدروترمال است و به ندرت در شرایط پگماتیتی انجام می گیرد. برای انجام استخراج ابتدا لازم است نحوه عملکرد رسوبات و رگه ها بررسی شود. با توجه به شرایط، فرایند استخراج گاهی به صورت زیر زمینی (تونلی) و گاهی نیز به صورت روباز انجام می گیرد. برای استخراج فلورین معمولا چاه هایی با طول های 80، 120 و 140 سانتی متری حفر می شود. این حفاری با استفاده از چکش های حفاری با وزن 18 و 24 کیلویی انجام می شود. پس از استخراج فلورین از دل کوه ها و سنگ ها، نوبت به عملیات کانه آرایی فلورین از باطله بر اساس تجربه کارگران و نیز با استفاده از سرند می رسد.

مصارف فلورین در صنعت سرامیک

در صنعت سرامیک،فلورین در تولید شیشه‌های سفید و لعاب به کار می‌رود.در این مواد،فلورین هم به عنوان کمک‌ ذوب و هم به عنوان مات کننده عمل می‌کند.کاربرد فلورین در این صنعت باید با احتیاط باشد،چون به دلیل واکنش‌های دیگری‌ که با سایر اجزای لعاب صورت می‌دهد،باعث فساد این ترکیبات‌ و ایجاد سوراخ‌های سوزنی در لعاب می‌شود.

شرکت زمین کاو با تولید و عرضه فلورین با خلوص متفاوت CaF2، از 50 تا 99 درصد، در ابعاد گرانول، دانه بندی و میکرونیزه قادر است نیاز کارخانجات صنعتی و صنعت صادرات را به این ماده ارزشمند تامین نماید.

مصارف متفاوت فلورین

فلوریت با عیار سرامیکی در تولید فلزات منیزیم و کلسیم و در تهیه ی بعضی از مواد شیمیایی منگنز مورد استفاده قرار گرفته است. در عملیات صنعتی فعلی مصرف کنندگان ترجیح می دهند فلوریت با عیار اسیدی را به جای عیار سرامیکی خریداری نمایند و آن را به طور متناسبی رقیق کنند. فلوریت با عیار سرامیکی و متالورژیکی ممکن است در ساختن عایق شیشه ی الیافی، در ذوب روی، به عنوان بازدارنده ی کف کنندگی سبز وانادیم در تولید آجر با رویه ی به رنگ نخودی به عنوان ساینده بر روی بعضی انواع کاغذ های سنباده مورد استفاده قرار گیرد. عیار های مختلف فلوریت در تولید کاربید کلسیم در کوره الکتریکی، ساختن الکترود ها، برای لامپ های قوسی و به عنوان ماده ی اتصال برای چرخ های سنباده به کار می روند.انواع مختلفی از پوشش های میله جوش از فلوریت یا مخلوط های فلوریت تشکیل شده اند. فلوریت در تولید فلزات منیزیم و کلسیم و در تهیه بعضی از مواد شیمیایی منگنز مورد استفاده قرار گرفته است.