title-icon
Яндекс.Метрика
» » Класс фторидов

Класс фторидов

К классу фторидов относится более 20 минералов, являющихся солями кислоты HF. Это в основном соединения фтора со щелочными и щелочноземельными металлами, особенно с кальцием, с которым связана наибольшая масса фтора в земной коре. Фториды — это главным образом пегматито-пневматолитовые и гидротермальные образования. По своим кристаллохимическим особенностям они являются типичными ионными соединениями с координационной, каркасной, островной, цепочечной и слоистой структурами. Из фторидов мы рассмотрим флюорит, имеющий координационный тип структуры, и криолит, относящийся к минералам с цепочечным строением.
Флюорит — CaF2. Название происходит от лат. названия фтора (флюорум). Синоним — плавиковый шпат (флюорит является хорошим флюсом, ускоряющим плавку металлов).
Химический состав: Ca — 51,2%, F — 48,8%. Иногда в состав флюорита входят Y, Ce и Ra.
Сингония кубическая, вид симметрии — гексоктаэдрический — Oh — m3m(3L44L366L29PC). Структурная ячейка содержит Ca4F8; а0 = 5,46. Пространственная группа — Oh5 — Fm3m.
Кристаллическая структура флюорита является типичной для многих соединений типа AX2. Она приведена на рис. 22.

Агрегаты и габитус. Флюорит образует преимущественно плотные землистые и шестоватые агрегаты и друзы, кристаллы в которых имеют кубический и реже октаэдрический габитус (рис. 331). Отдельные кристаллы иногда достигают 25 см в поперечнике. Грани куба часто покрыты комбинационной штриховкой, параллельной двум направлениям ребер; иногда они покрыты паркетоподобными пластинками. Землистые разности темно-фиолетового цвета называются ратовкитом (назван по р. Ратовке в Московской области).
Для некоторых месторождений характерны плотные зональные агрегаты. Часто встречаются двойники прорастания флюорита по октаэдру (111). В таких двойниках ось третьего порядка общая для обоих индивидов и ребра одного куба выступают на гранях другого (рис. 331). Встречены параллельные срастания флюорита с сидеритом, пиритом, кварцем и шеелитом. На кубических гранях кристаллов флюорита присутствуют довольно характерные фигуры травления — пирамидальные углубления, вершины которых ориентированы в сторону ребер куба.
Физические свойства. Флюорит часто прозрачный, а иногда совсем бесцветный. Нередко он имеет бледно-желтоватую, зеленоватую или фиолетовую окраску. Плотные разности имеют белый, желтовато-белый или серовато-фиолетовый цвет. Блеск стеклянный. Излом плоскораковистый до занозистого или неровного. Спайность совершенная по октаэдру (111). Твердость — 4. Хрупкий. Плотность — 3,18. Оптические свойства: изотропный; n = 1,434. Флюорит характеризуется флюоресценцией и фосфоресценцией. Некоторые разности красиво флюоресцируют зеленым, синим и фиолетовым цветом.
Диагностические признаки флюорита — форма кристаллов, цвет, спайность и твердость. Главные линии на рентгенограммах: 3,148; 1,928; 1,644. Слабо растворяется в горячей HCl и разлагается в H2SO4. П. п. т. растрескивается, светится и с трудом оплавляется по краям. На угле сплавляется в эмаль, имеющую щелочную реакцию.
Отличие от сходных минералов. Флюорит можно спутать с кварцем, аметистом, топазом, гипсом, каменной солью, кальцитом, криолитом и баритом. Кварц, аметист и топаз имеют другой габитус кристаллов и более высокую твердость. От гипса флюорит отличается большей твердостью, от каменной соли — вкусом, большей твердостью и нерастворимостью в воде. В отличие от карбонатов флюорит не вскипает при действии HCl. Кроме того, он имеет характерную спайность по октаэдру. От криолита флюорит отличается спайностью и большей твердостью (у криолита твердость 2—3), от барита — меньшей плотностью и формой кристаллов.
Искусственное получение. Искусственно флюорит получен диффузией фтористого аммония в раствор CaCl2, выпариванием раствора CaF2 и HCl и другими способами.
Образование и месторождения. Флюорит связан главным образом с гидротермальными процессами. В крупных промышленных месторождениях его спутниками являются кварц, барит, кальцит, а также сульфиды, чаще всего сфалерит и галенит. Этот минерал, кроме того, входит в состав изверженных пород как акцессорный. Флюорит грейзенов и пегматитов имеет пневматолитовое происхождение. Реже наблюдаются экзогенные образования в виде ратовкита. Флюорит может возникнуть также за счет метасоматического замещения известняков. Светлоокрашенные октаэдрические кристаллы флюорита образуются при относительно высоких температурах, а более интенсивно окрашенные кубические кристаллы — при низких. Додекаэдрические кристаллы характерны для промежуточных условий. Крупные месторождения флюорита имеются в Англии (Кумберленд), в США (штаты Коннектикут и Иллинойс), в Забайкалье (Абагайтуй и Калангуй), в Казахстане (Аурахматское месторождение) и на Украине в Приазовье и на Подолии. Ратовкит известен в Московской и Калининской областях России. Флюорит образует псевдоморфозы по кальциту, бариту и галениту. По флюориту отмечались псевдоморфозы кварца и халцедона, а также глинистых минералов, окислов железа и марганца.
Практическое значение. Флюорит применяется для изготовления фтористых препаратов, в частности криолита, который используется в алюминиевой промышленности. Оптический флюорит служит для устранения хроматической и сферической аберраций в оптике. Кроме того, этот минерал используется в металлургической промышленности в качестве флюса и применяется в лазерах и мазерах.
Криолит — Na2[NaAlF6]. Название происходит от греч. слов криос — холод, лед и литое — камень (по блеску и показателям преломления криолит похож на лед). Синоним — ледяной шпат.
Химический состав: Al—12,8%, Na — 32,8%, F — 54,4%. Иногда содержит примесь железа.
Сингония — моноклинная, вид симметрии призматический — C2h — 2/m(L2PC). Структурная ячейка содержит 2 единицы; a0 = 5,47, b0 = 5,62, с0 = 7,82; a0 : b0 : c0 = 0,973 : 1 : 1,390; в = 90°11'. Пространственная группа — C2h5 — P21/n.
Кристаллическая структура представлена цепочками, состоящими из октаэдров [NaAlF6], которые параллельны оси с (рис. 332), между собой цепочки соединяются при помощи остальных 2/3 атомов Na в координации 12.
Класс фторидов

Агрегаты и габитус. Криолит встречается в виде пластинчатых агрегатов и сплошных масс. Кристаллы встречаются редко, обычно они похожи на куб (рис. 333), благодаря преобладающему развитию граней пинакоидов {001} и {100}. Наблюдаются двойники по (110).
Физические свойства. Цвет минерала белый, красноватый, коричневатый, редко черный. Блеск стеклянный. Спайность почти отсутствует. Излом неровный. Твердость — 2—3. Хрупкий. Плотность — 2,95-3,01. Оптические свойства: двухосный, положительный; ng = 1,34; 2V = 43°.
Диагностические признаки криолита — форма кристаллов и слабый стеклянный блеск. Главные линии на рентгенограммах: 2,75; 2,33; 1,939. Растворяется в крепкой H2SO4. П. п. т. легко плавится (даже в пламени свечки), окрашивая пламя в интенсивный желтый цвет.
Образует прозрачный королек, который после охлаждения превращается в белую эмаль. После продолжительного прокаливания на угле остается корка глинозема, окрашиваемая раствором Co(NO3)2 в синий цвет.

Искусственное получение. В лабораторных условиях криолит получают при сплавлении NaF и AlF3, а также при добавлении NaF или NaCl к водному раствору AlF3.
Образование и месторождения. Криолит — редкий минерал. Он возникает пневматолитовым путем в пегматитах, а также выпадает из горячих растворов и встречается вместе с кварцем, сидеритом, вольфрамитом, касситеритом и различными сульфидами (галенитом, сфалеритом, пиритом и т. д.). Единственным промышленным месторождением этого минерала является Ивигтут (Западная Гренландия). В Советском Союзе он найден в альбитовых гранитах Ильменских гор на Урале.
Разрушение. Криолит легко превращается в такие вторичные минералы, как хиолит, криолитионит и др.
Пр актическое значение. Криолит применяется как плавень при производстве алюминия.