فلوریت به عنوان کانی فرعی عمده در رگه های سرب و روی در نقاط مختلف جهان یافت می شود. در برخی از این نهشته ها عیار متوسط فلوریت به ۱۰ تا ۲۰ درصد می رسد که از نظر اقتصادی قابل استخراج است. به عنوان مثال در یک کارخانه سرب و روی در مکزیک با استفاده از مواد باطله کارخانه در مقیاس وسیع فلوریت تولید می شود.
فلورین همچنین در محیطهای پگماتیتی، پرشدگی در فضاهای باز، پرشدگی در تنوره های برشی و رسوبات دریاچه ای دیده شده است.
شرایط تشکیل و ژنز فلوریت
فلوریت در محدوده وسیعی از شرایط زمین شناسی تشکیل و مشاهده می شود. همچنین به صورت رگه های کوارتز فلوریت دار در سنگهای آذرین، رسوبی و دگرگونی، جانشینی در اسکارنها، در مرکز بخش حاشیه ای کربناتیت ها ، در باطله های کانسنگهای فلزات پایه و سنگ معدن باریت، جانشینی در سنگهای آهکی، رگه های پگماتیتی و تنوره های برشی دیده میشود.
بدین ترتیب به صورت فرعی کانی های اصلی خانواده گرانیت و سنگهای نزدیک این خانواده را همراهی می کند و به صورت کامل در گرهک ها و آهک های داخل غارها یافت می شود.
روشهای عمده استخراج فلوریت
کانسارهای سطحی با روشهای استاندارد روباز و توسط اسکراپر و دیگر ماشین آلات برداشت میشوند. در کانسارهای عمیقتر بسته به نوع آنها روش اتاق – پایه برای کانسارهای لایه ای و روش زهکشی یا استخراج روباز برای کانسارهای رگه ای عمیقتر به کار می رود.
در تعیین روش استخراج مناسب از ذخایر فلورین عواملی نظیر شکل، اندازه، عمق و نوع ذخیره و رفتار تمرکز ماده معدنی در عمق نقش بسیار مهمی ایفا می کنند. اطلاعات ژئوتکنیکی نظیر وضعیت سنگ معدنی و سنگهای درونگیر، گسلها، درزه ها، آبهای سطحی و عمقی، فشار طبقات نیز باید مورد توجه قرار گیرد.
نظر به اینکه اکثر ذخایر فلوریت به صورت لایه ای یا رگه ای و بعضا به شکل عدسی هستند بسته به شیب تمرکز ار روش روباز و یا زیرزمینی استفاده می شود.
مقاومت سنگهای درونگیر در انتخاب یکی از دو روش فوق از عوامل مهم به شمار میرود. فلوریت در روش استخراج روباز به دو صورت استخراج می گردد. برای ذخایر سطحی و هوازده و ذخایری که درعمق کم قرار گرفته اند توسط بولدوزر، لودر و برای ذخایری که در عمق بیشتری قرار گرفته اند به صورت پلکانی توسط همین ماشین آلات و تراک های معدنی استخراج می شود.
کاربردهای کانی فلورین
فلوریت توسط یونانیان قدیم برای ساخت ظروف تزئینی مانند فنجان، لیوان و سطح میزها استفاده می شده است. امروز فلوریت 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 فلوریت برای تهیه کریولیت مصنوعی Na۳AlF۶ 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 فلوریت 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 فلوریت بین ۹۵ تا ۹۶ درصد است. فلورین های خوش رنگ و شفاف می توانند به عنوان کانی زینتی نیز مورد استفاده قرار گیرند.
تقسیم بندی فلورین بر اساس نوع کاربرد
نیمی از فلوریت تولید در صنایع آهن و فولاد مورد استفاده قرار می گیرد. فلورین به سه دسته اسیدی، سرامیکی و متالوژیکی تقسیم می شود.
درجه اسیدی (CaF۲: ۹۷%) (SiO۲: ۱-۱.۵%) (Sulfur: 0.03-0.1%) و عدم وجود باریم، سرب و گوگرد.
این نوع فلوریت برای تهیه اسید هیدروفلوئوریک مورد استفاده قرار می گیرد. این اسید نقشی بنیادی در صنایع آلومینیوم و نیز صنایع شیمیایی وابسته دارد.
درجه سرامیکی (CaF۲:۹۵-۹۶%) و (CaF۲: ۸۰-۹۲%)
برای تهیه شیشه های مخصوص و لعاب مورد استفاده قرار می گیرد. از فلوریت در تهیه ظروف شیشه ای نوع اوپالین سفید و بی رنگ و شیشه های فلینیتی استفاده می شود. مخلوط کردن ۱۰% تا ۳۰% فلورین با شیشه باعث سفید شدن و کدر شدن آن می شود.
درجه متالوژیکی
(CaF۲) (Sulfid<0.3%) و (Pb<0.05%) و یا (Pb:0.25-0.5%)
در صنایع فلزکاری مورد استفاده می باشد. میزان مصرف فلوریت در این صنعت بین ۱ تا ۱۰ کیلوگرم در تن است. فلوریت باعث روانی بیشتر سرباره شده و موجب سهولت انتقال گوگرد و فسفر به سرباره می شود.
کاربرد در صنایع هسته ای
از ترکیب هگزافلوراید برای جداسازیU235 ازU238 استفاده می گردد. معمولی ترین روش غنی سازی به روش دیفیوژن گازی و غنی سازی سانتریفیوژی است. غنی سازی به روش دیفیوژن گازی فرآیندی است که در آن هگزا فلوراید اورانیوم تحت نیرو از درون یکسری حفاظ بازدارنده گازی متخلخل مخصوص عبور داده می شود و ایزوتوپها جدا میگردد و مولکولهای سبکتر سریعتر حرکت کرده و بیشتر از ملکولهای سنگین تر به بازدارنده ها می چسبند.
کاربرد در فلوئوریداسیون آب شرب
وجود ppm 1فلوئور در آب به راحتی از پوسیدن دندان ها جلوگیری می کند وکاملا مطمئن و بی خطر است و پوسیدگی دندان را تا ۶۰% کاهش می دهد.
بیشتر کشورهای توسعه یافته از آب فلوئوریده شده استفاده میکنند. مقداری از منابع تهیه فلوئور که برای آب فلوئوریده شده به کار می رود عبارتند از (Na۲SiF۶)، اسید سیلسیک (Silicic acid: H۴O۴Si)، هگزا فلوئور سیلیسیک اسید (H۲SiF۶) و فلوئورسپار طبیعی
تاثیرات زیست محیطی
دندان ها و استخوان ها از ترکیب کانی های فسفات کلسیم نظیر آپاتیت تشکیل شده اند. ورود و دخالت فلوریت به داخل بلورهای ساختمانی تشکیل دهنده آپاتیت باعث کاهش حلالیت و افزایش سختی آن می شود و بالطبع افزایش مقاومت در برابر پوسیدگی دندان ها و پوکی استخوان را به دنبال دارد. فلوئورآپاتیت به دلیل تشابه زیاد با ساختار معدنی استخوان و دندان و همچنین به عنوان یک منبع غنی از فلوئور در ترمیم و درمان نواقص استخوان و دندان مورد توجه قرار گرفته است. بنابراین تاثیر فلورین در کاهش بیماری های دندان به ویژه پوسیدگی دندان روئیت می شود. این مساله در ابتدا بر اساس اختلافات ناحیه ای در بروز پوسیدگی دندان تشخیص داده شد. میانگین غلظت فلوریت در سنگهای پوسته، در حدود چند پی پی ام است. تمرکز عادی و طبیعی به دست آمده از وجود فلوریت موجود در آب آشامیدنی در حدود یک پی پی ام و میزان کشنده و مضر آن در حدود ۴ گرم است. دریافت مقادیر بسیار بالای فلوریت (بیست تا چهل برابر طبیعی) موجب توسعه غیر طبیعی و سختی استخوان ها و کلسیتی شدن لگامنت ها (بیماری فلوئورسیس) می شود.
بنابراین افرادی که آب آشامیدنی مورد استفاده آن ها دارای تمرکزی به میزان کم نظیر یک پی پی ام فلوریت است، کمتر دچار پوسیدگی دندان می شوند. اما استفاده بیش از حد فلوریت نیز اثرات سوء جانبی به دنبال خواهد داشت. در مناطقی که آب های طبیعی به طور معمولی دارای میزان بالایی از فلوریت هستند و در نتیجه میزان دریافت آن به دو تا هشت برابر میزان طبیعی افزایش می یابد، لکه های سیاه و تیره رنگی روی دندان ها دیده می شود. از این رو وجود فلوئور با دوزهای بالا در آب های آشامیدنی سمی است ولیکن در غلظت های کم مفید می باشد.
در صنایعی که به فلوریت نیاز دارند و فرآیندهای دمای بالا در حال عملکرد هستند، فلورین به صورت اسید فلوئوریدریک یا ترکیبات مشابه آن به محیط رها می وشد که برای گیاهان، جانوران و انسان بسیار سمی است.
همچنین ترکیبات خاصی از فلوئور مانند CFC ها باعث تخریب لایه اوزون می شوند. به همین منظور در پروتکل مونترال به کارگیری جایگزین برای آن ها مدنظر واقع شد. جایگزین هایی مانند هیدروکلروفلوئوروکربن ها عمر۲-۲۸ ساله دارند که در مقایسه با عمر ۴۰۰-۶۰ ساله CFCها بسیار مناسب تر هستند. بعلاوه این جایگزین ها در لایه های پایینتر اتمسفر با OH واکنش داده و متمرکز نمی شوند. در نتیجه پتانسیل تخریب لایه اوزون این جایگزینها ۰.۱-۰.۰۲ و یا صفر بوده که در مقایسه با آنها CFC ها دارای پتانسیل ۰.۴-۱ هستند. کاربردهای متنوع با هدف بهبود ابزارهای کاربردی می باشد. کتابهای زیادی در شصت و سه درصد گذشته، حال و آینده شناخت فراوان جامعه و متخصصان را می طلبد تا با نرم افزارها شناخت بیشتری را برای طراحان رایانه ای علی الخصوص طراحان خلاقی و فرهنگ پیشرو در زبان فارسی ایجاد کرد.