解读矿物的环境(五)-夜明珠,萤石,萤石矿
2017-04-25 11:25 来源:忠言慧语 编辑:矿材网

基因(元素)上天赐定,结果(矿物)决定环境。

“CaF”想说的话-虽然我们的成份都是CaF,但是,我形成了能够在夜里发出荧光,人见人爱、举世罕见的“夜明珠”宝石,他却形成了“萤石矿”。

一、夜明珠

“夜明珠”是在黑暗中,人眼能明视的,天然的、能自行发光的天然珠宝。在古代极受贵族的青睐,称之为“随珠”、“悬珠”、“垂棘”、“明月珠”等。通常情况下所说的夜明珠是指荧光石、夜光石。

 它是地球大地内的一些发光物质经过了几千万年,由最初的火山岩浆喷发,到后来的地质运动,集聚于矿石中而成,含有这些发光稀有元素的萤石,经过加工成为圆球状,就是人们所说的夜明珠,常有黄绿、浅蓝、橙红等颜色,把荧光石放到白色荧光灯下照一照,它就会发出美丽的荧光,这种发光性明显的表现为昼弱夜强。

 夜明珠是世界几个杰出古老文明中同时存在的一个自然、历史和文化之谜。据中华史籍记载,史前炎帝、神农时就已发现过夜明珠,如神农氏有石球之王号称“夜矿”。春秋战国时代,如“悬黎”和“垂棘之璧”,价值连城,可比和氏璧。当时只有大官家陶朱公(范蠡)和猗顿(战国时大商人)二人买得起。晋国曾以“垂棘之璧”为诱饵“假首与虞以代编”。楚、秦、魏等国的大夫曾借夜明珠寓意哲理,讨论国家大事。秦始皇殉葬夜明珠,在陵墓中“以代膏烛”。汉光武皇后的弟弟郭况“悬明珠与四垂,昼视之如星,夜望之如月”以炫耀其富有。武则天赐与玄宗玉龙于夜明珠,玄宗又回子(世宗)一清珠,光照一室。唐有车时,一颗名为“水珠”的夜明珠,售价亿万。宋元明时,皇室尤喜夜明珠,其中成吉思汗夜明珠,在台湾曾被偷盗,后被破案,物归原主。元明曾派官员到斯里兰卡买到红宝石夜明珠和石榴石夜明珠。明代内阁曾有数块祖母绿夜明珠,夜色有光明如烛。

 对现有关于慈禧太后陵墓及其被盗的历史记载资料的科学分析和重新解释后,专家研究认为,随葬于慈禧太后嘴中的夜明珠是一块具有近似球形形态、称重约787.28克拉的金刚石原石,其1908年当时1,080万两白银的估价约相当于现在8.1亿元人民币现值。

 除慈禧口中夜明珠广为人知外。其凤冠上九颗夜明珠也相当有名。据李映发《文史拾趣》载:“公元1900年6月,英、德、俄、法、美、日、意、奥等八国组成的侵略军入侵北京,慈禧太后不准许人民反击侵略者,而是大搞卖国活动,从凤冠上取了四颗夜明珠送与外国人,求他们退出北京。当时办事的大太监李莲英不在身旁,叫一个姓王的宫女送往西门宾馆,交与李鸿章派来的人。”

 李鸿章正在负责与外国人交涉退兵一事。当时这个宫女才17岁,慈禧太后告诫她一路要小心,如有丢失定叫脑袋落地。这个宫女藏好珠子,边走边想:这是我们国家的宝物,怎能送给外国人!六十四年后(公元1964年),在西安市柏树林住的一个工人家庭里发现了这四颗夜明珠。这家人姓吴,夫妻都是化工厂的工人。有一次搞清洁卫生,小孩子把一个肮脏油黑的小枕头拆开准备清洗,发现里面有一个红布包,揭开红布又是一层黄布。一层油纸,油纸里面一层绵纸,包着四颗龙眼大、晶莹闪亮的夜明珠。至此,这四颗夜明珠才得以重见光明。

二、萤石

 萤石(Fluorite)又称氟石、氟石粉,萤石粉。是一种矿物,等轴晶系,其主要成分是氟化钙(CaF2)。含有较多的杂质,分子中的Ca常被Y和Ce等稀土元素替代,此外还含有少量的Fe2O3 ,SiO2和微量的Cl,O3,He等。解理好,易沿解理面破裂成立方体及八面体单晶小块;莫氏硬度4,低于钢,易划伤、质脆、甘、涩,无毒;熔点1270-1350℃,密度3.18g/cm,折射率1.434。它可以用于制备氟化氢:CaF2 + H2SO4 = CaSO4+ 2HF↑,是制造镜头所用光学玻璃的材料之一。

 氟化钙晶体原本无色透明。萤石的晶体结构存在“空洞”,很容易被其他离子填充,所以在自然界中,无色透明的纯净萤石极其稀少。这种结构缺陷,同时也让萤石成为颜色最丰富的石头,因为含有铁、镁、铜等离子,绿、紫、黄、蓝、棕、橙、粉……萤石几乎可以呈现任何一种颜色,如果把这些颜色找齐,会比彩虹还美丽,因此很多人称萤石为“彩虹宝石”。

 萤石之所以得名,是因为它在紫外线或阴极射线照射下会发出如同萤火虫一样的荧光。但当萤石含有一些稀土元素时,它就会发出磷光。也就是说,在离开紫外线或阴极射线照射后,萤石依旧能持续发光较长一段时间。这种能发磷光的萤石产量所占比例不大。事实上,绝大多数夜明珠都是萤石材质的。

 萤石来自火山岩浆中,在岩浆冷却过程中,被岩浆分离出来的气水溶液中含有许多物质,以氟为主,在溶液沿裂隙上升过程中,温度降低,压力减小,气水溶液中的氟离子与周围岩石中的钙离子结合,形成氟化钙,经过冷却结晶后就得到了萤石

三、萤石矿

萤石在南非、墨西哥、蒙古、俄罗斯、美国、泰国、西班牙等地也有产出。

 中国是世界上萤石矿产最多的国家之一,主要产于湖南东南部的郴州一带,此外浙江、福建等地也有出产。我国比较著名的萤石产地有:江西省德安县萤石矿、河北省平泉县杨树岭萤石矿,河北省灵寿县百信萤石矿、内蒙古自治区化德县秋灵沟萤石矿,辽宁省义县地藏寺萤石矿、浙江省义乌县萤石矿,广丰县铜山萤石矿、安徽省广德县萤石矿,福建省光泽县东风萤石公司光泽萤石矿、山东省蓬莱县氟石矿,河南省信阳县明港萤石矿等。


 世界萤石产量的一半用以制造氢氟酸,进而发展制造冰晶石,用于炼铝工业等。电冰箱里的冷却剂(氟利昂)要用萤石;1986年,中国第一代人造血液也要用萤石。如今,科学家正在研制氟化物玻璃,有可能制成新型光导纤维通讯材料,能传过2万公里宽的太平洋而不设重发站。家里用的不粘锅就是锅底涂了一层氟塑料。

 萤石另一重要用途是生产氢氟酸。氢氟酸是通过酸级萤石(氟石精矿)同硫酸在加热炉或罐中反应而产生出来的,分无水氢氟酸和有水氢氟酸,它们都是一种无色液体,易挥发,有强烈的刺激气味和强烈的腐蚀性。它是生产各种有机和无机氟化物和氟元素的关键原料。


 在制铝工业中,氢氟酸用来生产氟化铝、人造冰晶石、氟化钠和氟化镁。


 在航空、航天工业中,氢氟酸主要用来生产喷气机液体推进剂,导弹喷气燃料推进剂。在原子能工业中,氢氟酸主要用来制造UF4,再经氟化生成UF6,通过气体扩散法或气体离心法分离235U。

 氢氟酸是有机氟化工的基础原料,它通过与氯仿和四氯化碳相互作用,生产毒性小、化学稳定性高的氟化的含氯烃和碳氟化合物,作冷冻剂,空气溶胶促进剂,溶剂聚合物的中间体和碳氟化合物树脂和弹性体。


 氢氟酸与四氯化碳反应制成氟利昂(通常以F表示)。氟利昂除作为冷冻剂外,还广泛用于喷雾剂、灭火剂、氟塑料等。


 在医药方面,氟有机化合物还可以制造含氟抗癌药物,含氟可的松,含氟碳人造血液、人造心脏和骨骼。


 在无机氟化工业中,可以生产杀虫剂、防腐剂、防护剂、添加剂、助熔剂和抗氧化剂等。


 化学工业对萤石产品的质量要求很高,一般要求CaF2含量在93%~98%,二氧化硅和碳酸钙是有害杂质,要严格限制。如今,我国萤(氟)石精矿的质量要求按中华人民共和国GB5690-85《氟石精矿》。


 萤石也广泛应用于玻璃、陶瓷、水泥等建材工业中,其用量在我国占第2位。


 在玻璃工业中,萤石作为助熔剂、遮光剂加入,它能促进玻璃原料的熔化。不同玻璃,萤石加入量不同。普通玻璃板材,萤石加入量为炉料的1%;碱性玻璃球,萤石的加入量为1%~2%;氧化玻璃,萤石加入量则为3%;白色、乳色、彩色玻璃的生产过程中,萤石除作为助溶剂外,还作遮光剂,加入量为炉料的10%~20%。玻璃工业对萤石的质量要求较严格,要求CaF2>80%;Fe2O3<0.2%。


 在水泥生产中,萤石作为矿化剂加入。萤石能降低炉料的烧结温度,减少燃料消耗,同时还能增强烧结时熟料液相粘度,促进硅酸三钙的形成。在水泥生产中,萤石加入量在一般情况下为4%~5%至0.8%~1%。水泥工业对萤石质量要求不严,一般CaF2含量在40%以上即可,对杂质含量要求也不作具体规定。


 在陶瓷工业中,萤石主要用作瓷釉,它能在瓷釉生产过程中起到助色和助熔作用。如在红色瓷釉中加入萤石后能色泽光亮鲜艳,在陶瓷生产瓷釉中的萤石加入量一般约10%~20%。还参与到搪瓷制品的制造之中。


 萤石还应用于搪瓷工业和铸石生产中,其加入量分别为3%~10%和3%。

 在建材工业中,由于用途不同,对萤石质量要求也不相同。如今,我国用于建材工业的萤石质量要求在中华人民共和国国家标准GB19321-88《萤石粉矿》中作了规定。

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