75. Плавиковый шпат. Его применение и главнейшие минеральные типы руды. Основные типы месторождений

Флюорит CaF₂ или плавиковый шпат является основным природным минералом фтора. В малых количествах флюорит содержит примеси редких земель, урана, галлия и др., а также органические вещества. Свое второе название плавиковый шпат он получил благодаря способности понижать температуру плавления железных руд.

Основная масса флюоритового сырья используется химической промышленностью, металлургией, атомной энергетикой, сварочным, стекольным, эмалевым и другими производствами. В соответствии с главными областями использования минерала выделяется пять основных промышленных сортов его концентратов: химический (кислотный), керамический (эмалевый), цементный, металлургический (флюсовый) и оптический.

- Химический флюорит используется для получения плавиковой кислоты (HF) путем его реакции с серной кислотой: CaF₂ + H₂SO₄ → 2HF + CaSO₄. Плавиковая кислота является исходным сырьем в химической промышленности для получения самых различных органических и неорганических фторсодержащих химических соединений (фторуглеродов, фторполимеров и др.), элементарного фтора, синтетического криолита, которые широко используются для изготовления высокооктанового топлива, всевозможных растворителей, аэрозольных препаратов, полимерных материалов, в ядерной технике. Синтетический криолит является незаменимым расплавным электролитом, используемым для растворения глинозема с последующим электролитическим извлечением из раствора металлического алюминия.

- Керамический флюорит используется при варке белых или окрашенных кварцевых стекол (ускоряется процесс), плавке цинка, в производстве стеклянного волокна, для получения эмалей как покрытий металлов, армирования стержней для электродуговой сварки, получения металлического магния, его соединений, элементарного кальция и др.

- Цементный флюорит добавляется в цементную шихту для повышения ее качества и понижения температуры ее обжига, что увеличивает производительность печей и ведет к значительной экономии энергии. С этой целью используется флюорит низких марок, либо флюоритсодержащие известняки.

- Металлургический флюорит необходим как флюсовая добавка при производстве чугуна и стали; его присутствие в шихте не только понижает температуру плавления, но и разжижает шлаки, облегчая их отделение от расплавленного металла. Металлургический флюорит должен быть кусковатым.

- Из оптического флюорита изготовляют всевозможные линзы, призмы, окна в микроскопах, спектрографах и др. оптико-спектральных приборах; он используется для изготовления светоделительных и светопреломляющих оптических элементов, в акустических устройствах для переработки радиосигналов и т.п. Поскольку природные кристаллы оптического флюорита исключительно редки, в ряде стран налажено выращивание их синтетических аналогов путем плавки природного крупнокристаллического флюорита.

Главнейшие минеральные типы руды. Крупные бесцветные или слабоокрашенные прозрачные кристаллы с совершенной спайностью, характеризующиеся отсутствием трещиноватости и других внутренних дефектов, называются оптическим флюоритом. В минералогии кроме обыкновенного (резко преобладает) и оптического флюорита выделяют также хлорофан (флюорит, обнаруживающий свечение в зеленых тонах при нагревании свыше 50⁰С), ратовкит (землистая или тонкозернистая разновидность флюорита, встречающаяся в осадочных горных породах), иттрофлюорит, в котором часть кальция замещена иттрием, и антозонит (вонючий шпат), содержащий свободные ионы фтора и кальция.

Основные типы месторождений:

1. Неправильные, сложной формы тела дифференцированных камерных пегматитов в апикальных частях гранитных плутонов как господствующий источник кристаллов оптического флюорита. Пегматитовые месторождения являются комплексными: помимо флюорита они содержат горный хрусталь, кварц для плавки, полевой шпат и др.

2. Гидротермальные жилы, секущие зоны дробления и трубообразные тела в терригенно-осадочных, изверженных и редко в карбонатных породах. Гидротермальные жильные месторождения являются одним из главных промышленных источников плавикового шпата. Их отличает высокое (до 90%) содержание CaF₂ в рудах, простой минеральный состав (флюорит и кварц, реже карбонаты, барит и сульфиды). Типичными представителями этого типа в нашей стране являются многочисленные месторождения Забайкалья (Солонечное, Усуглинское), селлаит-флюоритовое Суранское в нижнерифейских толщах Башкирского мегантиклинория.

3. Стратиформные гидротермальные залежи преимущественно в карбонатных породах. Обычно имеют пластовую, линзовидную, пластообразную, седловидную и другие формы, залегая согласно с вмещающими стратифицированными толщами пород. В настоящее время эти месторождения являются ведущими как по запасам, так и по добыче. В минеральном составе возрастает роль барита. Для них свойственно наличие перекрывающих залежи литологических экранов в сочетании с благоприятными складчатыми и разрывными структурами. К рассматриваемому типу относятся Даринское и Степное в Забайкалье, Амдерминское в Пайхое (Россия). Особняком в составе стратиформных месторождений стоит Пьянчиано в Италии - уникальный объект песчано-глинисто-флюоритовых руд (15,3 млн. т руды с содержанием тонкозернистого флюорита 35-44%) в слабо литифицированных озерных пирокластических отложениях вулкана Сабатини.