螢石礦:自然礦産資源-中文百科頻道

簡介

螢石（Fluorite），又稱氟石，是一種礦物，又稱軟水晶，七彩寶石，彩虹寶石，夢幻石等。其主要成分是氟化鈣（CaF2），含雜質較多。自然界中的螢石常顯鮮豔的顔色，硬度比小刀低。可以作為寶石，夜明珠，因大多數有放射性物質通常對人體有傷害。

螢石也叫氟化鈣，是一種常見的鹵化物礦物，它是一種化合物，它的成分為氟化鈣，是提取氟的重要礦物。螢石有很多種顔色，也可以是透明無色的。透明無色的螢石可以用來制作特殊的光學透鏡。螢石還有很多用途，如作為煉鋼、鋁生産用的熔劑，用來制造乳白玻璃、搪瓷制品、高辛烷值燃油生産中的催化劑等等。螢石一般呈粒狀或塊狀，具有玻璃光澤，綠色或紫色為多。螢石在紫外線或陰極射線照射下常發出藍綠色熒光，它的名字也就是根據這個特點而來。

中國螢石資源豐富，分布廣泛，礦床類型繁多，資源儲量、生産量和出口量均居世界首位。古代印度人發現，有個小山崗上的眼鏡蛇特别多，它們老是在一塊大石頭周圍轉悠。其一的自然現象引起人們探索奧秘的興趣。原來，每當夜幕降臨，這裡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。

螢石及其加工品的用途已涉足30多個工業部門。煉鋼鐵加入螢石，能提高熔液的流動性，除去有害雜質硫和磷。

世界螢石産量的一半用以制造氫氟酸，進而發展制造冰晶石，用于煉鋁工業等。電冰箱裡的冷卻劑（氟利昂）要用螢石；1986年，中國第一代人造血液也要用螢石。科學家正在研制氟化物玻璃，有可能制成新型光導纖維通訊材料，能傳過2萬公裡寬的太平洋而不設重發站。

世界各地均有産出。螢石螢石又稱為氟石，化學成分為CaF2，晶體屬等軸晶系的鹵化物礦物。在紫外線、陰極射線照射下或加熱時發出藍色或紫色螢光，并因此而得名。晶體常呈立方體、八面體或立方體的穿插雙晶，集合體呈粒狀或塊狀。淺綠、淺紫或無色透明，有時為玫瑰紅色，條痕白色，玻璃光澤，透明至不透明。

八面體解理完全。摩氏硬度4，比重3.18。螢石主要産于熱液礦脈中。無色透明的螢石晶體産于花崗偉晶岩或螢石脈的晶洞中。世界螢石總儲量約10億噸，中國是世界上螢石礦産最多的國家之一，并且占世界儲量的35%.據考古發掘得知，七千年前的浙江餘姚河姆渡人，已選用螢石作裝飾品。河姆渡之南确有螢石礦存在。主要産于浙江、湖南、福建等地。世界其他主要産地有南非、墨西哥、蒙古、俄羅斯、美國、泰國、西班牙等地。螢石在冶金工業上可用作助熔劑，在化學工業上是制造氫氟酸的原料。

原料特點

氟是自然界廣泛存在的元素，它的化合物有螢石（CaF2）、氟磷灰石〔Ca5（PO4）F〕、冰晶石（Na3AlF6）、氟鎂石（MgF2）、氟化鈉（NaF）、氟碳铈礦〔（Ce、La）（CO3）F〕等150多種。其中最重要的礦物是螢石。

螢石分子式為CaF2，純淨螢石含鈣（Ca）占51.3%，氟（F）占48.7%。但螢石礦物中常混入氯、稀土、鈾、鐵、鉛、鋅、瀝青等。螢石礦物屬等軸晶系，晶形多呈立方體，少數為菱形十二面體及八面體。多形成穿插雙晶。集合體為緻密塊狀，偶成土狀塊體。硬度為4，性脆、解理完全，比重為3.18，熔點1360℃。螢石一般不溶于水，與鹽酸、硝酸作用微弱，在熱的濃硫酸中可完全溶解而生成氟化氫氣體和硫酸鈣。

結晶的螢石有多種顔色，在X射線、熱紫外線和壓力的作用下色澤會發生變化，有些螢石在紫外線或陰級射線作用下會發出螢藍色或紫羅藍色光，有些在受熱和陽光或紫外線照射下發磷光，還有些會發出摩擦螢光。結晶狀态完好的螢石還具有很低的折射率（n=1.4339）和低的色散率，同時也是異向同性的物質，具有不尋常的紫外線透過能力。

螢石常與石英、方解石、重晶石、高嶺石、金屬硫化物礦共生。根據礦物的共生組合，構造條件，圍岩特征，并結合加工性能，螢石礦床可分為單一型螢石礦床和“伴生”型螢石礦床。單一型螢石礦床礦石組成以螢石、石英為主，并有少量的方解石、重晶石、高嶺石、黃鐵礦、冰長石、鉀長石、微量的金屬硫化物和含磷礦物。

此類礦石主要是作為冶金螢石塊礦、浮選化工級（酸級）螢石精礦、陶瓷（建材）級螢石粉礦和光學螢石、寶玉石螢石等。另一類就是“伴生”型螢石礦床，在這類螢石礦床中礦石主要礦物以鉛鋅硫化物、鎢錫多金屬硫化物和稀土磁鐵礦為主，螢石作為脈石礦物分布于硫化礦物或磁鐵礦之中，随主礦開采而被綜合回收利用。它隻能生産化工級（酸級）螢石精礦和陶瓷級（建材）螢石粉礦。

用途

螢石的用途十分廣泛，随着科學技術的進步，應用前景越來越廣闊。目前主要用于冶金行業制生産煉鋁熔劑冰晶石的原料，化工行業制氫氟酸、各利氟鹽及制冷劑氟利昂的原料，建材行業作裝飾材料，其次用于輕工、光學、雕刻和國防工業。因此，根據用途要求，目前我國螢石礦産品主要有四大系列品種，即螢石塊礦、螢（氟）石精礦、螢石粉礦和光學、雕刻螢石。

種類

螢石發光有熒光和磷光兩種，熒光是指在光源照射後扯去光源仍然能短暫發光（所有螢石都可以），而發磷光屬于稀土離子引起的内能量發光，無需外光源補充就能持續發光。能發磷光的夜明珠很稀少珍貴，因此才具有收藏價值（這種含磷螢石自然界卻非常稀少），隻有用這種螢石經過細緻打磨加工後才能制成夜明珠。

螢石發熒光很正常，并不代表這就算是真正的夜明珠，因此導緻市場上是個螢石球就做個鑒定當夜明珠賣。夜明珠發光（指磷光）機理同稀土元素的摻入有關，即“三價稀土元素進入晶格，形成發光中心和電子捕獲中心”，電子受熱或光激發，晚間電子回到原位釋放出光能，即礦物學中所說的“磷光”。

化學工業

螢石另一重要用途是生産氫氟酸。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産生出來的，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。它是生産各種有機和無機氟化物和氟元素的關鍵原料。

在制鋁工業中，氫氟酸用來生産氟化鋁、人造冰晶石、氟化鈉和氟化鎂。

在航空、航天工業中，氫氟酸主要用來生産噴氣機液體推進劑，導彈噴氣燃料推進劑。在原子能工業中，氫氟酸主要用來制造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，生産毒性小、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制成氟利昂（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、氟塑料等。

在醫藥方面，氟有機化合物還可以制造含氟抗癌藥物，含氟可的松，含氟碳人造血液。

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

化學工業對螢石産品的質量要求很高，一般要求CaF2含量在93%～98%，二氧化矽和碳酸鈣是有害雜質，要嚴格限制。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》标準執行。

冶金工業

螢石具有能降低難熔物質的熔點，促進爐渣流動，使渣和金屬很好分離，在冶煉過程中脫硫、脫磷，增強金屬的可煅性和抗張強度等特點。因此，它作為助熔劑被廣泛應用于鋼鐵冶煉及鐵合金生産、化鐵工藝和有色金屬冶煉。冶煉用螢石礦石一般要求氟化鈣含量大于65%，并對主要雜質二氧化矽也有一定的要求，對硫和磷有嚴格的限制。硫和磷的含量分别不得高于0.3%和0.08%。其産品質量按照中華人民共和國國家标準GB8216-87《螢石塊礦》執行。

建材工業

螢石也廣泛應用于玻璃、陶瓷、水泥等建材工業中，其用量在我國占第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。普通玻璃闆材，螢石加入量為爐料的1%；堿性玻璃球，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、彩色玻璃的生産過程中，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%。

在水泥生産中，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。在水泥生産中，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，它能在瓷釉生産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豔，在陶瓷生産瓷釉中的螢石加入量一般約10%～20%。

螢石還應用于搪瓷工業和鑄石生産中，其加入量分别為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标準GB19321-88《螢石粉礦》中作了規定。

因螢石在光學上具有低色散、低折射率和對紫外線、紅外線濾光性高等特性，而被用來制作棱鏡和高質量的光學元件。對光學螢石的技術要求十分嚴格，需質純（或帶均勻的淺色）、透明、紅（紫）外線透射性強，無裂隙、無包裹體、機械性能良好。厚度為1.5mm的螢石薄片必須能透過波長為4.5pm的紅外線80%以上，同時對晶體規格也有嚴格規定

随着人們生活水準的提高，對飾品、工藝品的需求不斷增加。螢石具有結構緻密，色彩鮮豔而多樣，作為工藝雕刻的原料被人們所重視。

選礦工藝

除鈣選礦

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制劑，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。

選劑制備

一種制備螢石浮選捕收劑的制備方法，以油酸生産的中間産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%的選礦起泡劑即成産品。本發明提供的方法生産成本低廉，所生産的螢石浮選用捕收劑捕收能力強，水溶性、分散性好，适于在常溫及低溫下浮選螢石。

塗料工藝

一種天然螢石光塗料的加工工藝，其工藝是選礦－粉碎－配制－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。

調整劑組合物

一種浮選螢石礦的工藝方法，它是對97105202号獲批專利的改進。現有技術中浮選螢石礦采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，并形成組合物系列，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。本發明适應性強，穩定性好，精礦優質，回收率高，成本低。