توضیحات

فلوتاسیون فلورین با استفاده از کلکتورهای آنیونیک

چکیده:
فلوئوریت (CaF2) یک ماده فلورینی مهمی می باشد که بیشتر جهت تولید اسید

هیدروفلوئوریک و در صنعت فولاد بکار می رود در این بخش خلاصه مطالبی

در مورد روشهای فلوتاسیون فلوئورین، نفتنات سدیم، تأثیر دی اولئات کلسیم بر روی سطح کلسیم و فلوئورین، و رفتار شناور گونه عنصر فلورایت

[دارای اسید چرب] ارائه می شود در استخراج فلوئورین از سنگ آهن در چین

از نفتنات سدیم غنی شده بعنوان عامل وصولی و سولفات مس نمکی مس

بعنوان کندساز مواد معدنی فسفاتی مورد مطالعه قرار می گیرد اسید پالمتیک

[یک وصول کننده ترکیب کربوکسیلات] و نمکهای پالمیتات کلسیم و اثر آنه

ا را روی رفتار شناورگونه فلوئوریت را دقیقاً تشریح می نماید برای بررسی

تأثیر دی اولئات کلسیم بر روی سطح کلسیم و فلوئورین باید نیروهای کششی

فلوتاسیون فلورین با استفاده از کلکتورهای آنیونیک

متقابل کلکتورها با سطوح کلسیت و فلوئوریت مورد استفاده می باشد

نیروهای جاذب AFM بین دی اولئات کلسیم کروی و سطح فلوئوریت بسیار قوی

می باشد نیروی دافعه AFM بین دی اولئات کلسیم کروی و سطوح فلوئوریت

همگون با روند پیش بینی DVLO نمی باشد. فعل و انفعالات عاری از DVLO

اینطور در نظر است که توسط ساختارهای آبی میان سطحی مختلفی در

فلوئوریت – واسطه های کلسیت – آب همانطور که توسط آزمایشات محاسبه

عددی با استفاده شبیه سازی پویای مولکولی آشکار گردیده است توجیه می شود

در مورد فلوتاسیون فلوئورین در یک ستون کوتاه با استفاده از یک ستون

کوتاه [ناحیه جمع آوری کننده خارج و حدود ۸ متر] طول دارد و تحت گرایش

منفی شدت جریان مواد زائد کمتر از جریان تغذیه می باشد و بدون استفاده از

آب شستشو ارائه می نماید در مورد فلوتاسیون فلوئورین با استفاده از

پروسه پراکندگی ذرات با بکارگیری عامل CMC بعنوان تجزیه کننده توانسته است

بصورت مؤثری در ارتقاء کار فلوتاسیون فلوئوریت تأثیرگذار باشد و باعث

افزایش کیفی فلوئوریت از ۷۲% به ۵/۷۸% در همان گرید تغلیظی ۹۸% CaF2 می گردد.

۱۴۷صفحه فایل ورد (Word) فونت ۱۴ منابع و عکس و شکل دارد 

پس از پرداخت آنلاین میتوانید فایل کامل این پروژه را دانلود کنید

«فهرست مطالب»

فلوتاسیون فلوئورین با استفاده از کلکتورهای آنیونیک
عنوان صفحه
چکیده ۱
مقدمه ۳
فصل اول: فلوئورین
۱-۱- مقدمه ۵
۱-۲- مشخصات عمومی و کلی فلورین ۱۰

۱-۲-۱- مشخصات عمومی فلورین ۱۰
۱-۲-۲- مشخصات کلی فلورین ۱۲
۱-۳- زمین شناسی فلورین ۱۸
۱-۳-۱- انواع کانسارهای فلورین ۱۸

فلوتاسیون فلورین با استفاده از کلکتورهای آنیونیک

۱-۳-۲- زمین شناسی و پراکندگی کانه در ایران ۲۱
۱-۳-۳- شرایط تشکیل وژنز فلورین ۲۵
۱-۳-۴- مطالعات اکتشافی ۲۸
۱-۴- روش های اکتشاف و استخراج و فرآوری فلورین ۳۱
۱-۴-۱- روش های عمده اکتشاف فلورین ۳۱
۱-۵- بررسی وضعیت فلورین در جهان ۳۶
۱-۵-۱- کشورهای عمده تولید کننده فلورین ۳۶
۱-۵-۲- میزان صادرات فلورین در جهان ۳۷

فلوتاسیون فلورین با استفاده از کلکتورهای آنیونیک

۱-۶- بیولوژی و تاثیرات زیست محیطی فلوئورین ۴۰
۱-۷- صنایع مصرف کننده فلوئورین در جهان ۴۰

فصل دوم: فرآوری فلوئورین با روش فلوتاسیون
۲-۱- مقدمه ۴۳
۲-۲- عملیات آزمایشی ۴۵
۲-۲-۱- نمونه سنگ معدن ۴۵
۲-۲-۲- معرفها (مواد شیمیایی مورد مصرف) ۴۶
۲-۲-۲-۱-Gj 46
۲-۲-۲-۲- سولفات مس نمکی ۴۷
۲-۲-۲-۳- سایر معرفها ۴۸
۲-۲-۳- فلوشیت فلوتاسیون ۴۸
۲-۳- نتایج و بحثها ۵۰

فصل سوم: رفتار پیچیده اسید چرب در فلوتاسیون فلورین

۳-۱- مقدمه ۵۷
۳-۲- مواد و روشها ۵۸
۳-۳- نتایج آزمایشات ۶۱
۳-۳-۱- محلولهای اسید پالمتیک مایع ۶۱
۳-۳-۲- بالقوگی زتای – zeta رسوبات پالمیتات ۶۴
۳-۳-۳- تاثیر اسید پالمیتیک روی بالقوگی زتای فلوئورین ۶۶
۳-۳-۴- جذب سطحی پالمیتات در فلوئوریت ۶۹
۳-۳-۵- نوعهای پالمیتات و زاویه تماس فلوئوریت ۷۰
۳-۳-۶- شناوری فلوئوریت با وصول کننده پالمیتات ۷۲

فصل چهارم: فلوتاسیون فلوئورین با عیار بالا در فلوتاسیون ستونی

۴-۱- مقدمه ۷۷
۴-۲- مواد و روشها ۷۸
۴-۲-۱- ماده معدنی ۷۸
۴-۳- نتایج و بحث ۸۳

فصل پنجم: تأثیر دی اولئات کلسیم بر روی سطح کلسیم و فلوئورین
۵-۱- مقدمه ۹۰
۵-۲- آزمایشات ۹۵
۵-۲-۱- اندازه گیری نیروی فعل و انفعالی توسط میکروسکوپ اتمی (AFM) 95
۵-۲-۲- محاسبه عددی از طریق شبیه سازی دینامیک مولکولی ۹۷
۵-۳- نتایج و بحث ۱۰۳

۵-۳-۱- نیروهای فعل و انفعالی میان سطحی اندازه گیری شده توسط میکروسکوپ اتمی (AFM) 103
۵-۳-۲- آنالیز نیروهای فعل و انفعالی با استفاده از نظریه های: DLVO و DLVO ارتقاء یافته ۱۰۴
۵-۳-۳- ساختار میان سطحی آب در سطوح کلسیت و فلوئوریت ۱۱۰
۵-۳-۴- بحث و نتیجه گیری ۱۱۴

فصل ششم: بهبود فلوتاسیون فلورین با استفاده از پروسه پراکندگی ذرات

۶-۱- مقدمه ۱۱۸
۶-۲- فرایند آزمایشی ۱۲۰
۶-۲-۱- مواد ۱۲۰
۶-۲-۲- روشهای آزمایشی ۱۲۱
۶-۲-۲-۱- آنالیز دانه سنجی ۱۲۱
۶-۲-۲-۲- آنالیز دیدن از طریق میکروسکوپ الکترونیکی (S6M) 122
۶-۲-۲-۳- تست فلوتاسیون ۱۲۲
۶-۳- نتایج و بحثها ۱۲۳

فصل هفتم: نتایج و پیشنهادات
نتایج و پیشنهادات ۱۳۵
منابع مورد استفاده

فلوتاسیون فلورین با استفاده از کلکتورهای آنیونیک

مقدمه:
فرآوری مواد معدنی یکی از مهمترین بخشهای صنعت معدنکاری و در واقع بوسیله

آن مواد خام وارد چرخه صنعت شده و در بخشهای گوناگون بعنوان ماده اولیه مورد استفاده قرار می گیرد نظر به اهمیت فرآوری و علاقمندی به بخش فرآوری این موضوع مورد بحث و بررسی قرار گرفت.

فصل اول
معرفی فلوئورین

فصل اول کلیات:
۱-۱- مقدمه
این کانی به فرمول CaF2 بلورهای بسیار درشت و غالبا مکعبی دارد

و گاهی ترکیب این فرم با سطوح اکتائدری و همچنین سطوح دود کائدر و رمبوئیدال و تتراهگزائدر (۳۱۰) و سایر فرمها دیده می‌شود.
به ندرت بصورت اکتائدر و یا دود کائدر رمبوئیدال ساده تشکیل می‌شود. نوع پوشش بلور سنگی به حرارت تشکیل آن دارد، مثلا فرم اکتائدری آن از منشاء پنوماتولیتیک است.
ماکلهای تداخلی مکعب‌های آن در جهت (۱۱۱) بسیار زیاد است

و بصورت ریز و یا درشت بلور تا متراکم و اکثر رنگی است. بصورت ساقه‌ای و حتی خوشه‌ای نیز تشکیل می‌شود.

فلوتاسیون فلورین با استفاده از کلکتورهای آنیونیک

رخ آن در جهت (۱۱۱)، سختی آن ۴ و وزن مخصوص آن ۱/۳ تا ۲/۳ و ضریب انکسار آن ۴۳۴/۱ است. دارای جلای شیشه‌ای، بی‌رنگ شفاف تاملون و کدر است. رنگ آن مخصوصاً در فلورین‌‌های تیره رنگ شاید مربوط به تشعشعات رادیو اکتیو باشد.

نمونه‌های تیره ‌رنگ آن یک نوع فلوئورسانس قوی نشان می‌دهند. در مقابل نور وارده به رنگ آبی و در نوری که از آنها می‌گذرد به رنگ سبز دیده می‌شود. بعد از گرم کردن غالبا فسفر سانس نشان می‌دهد. این کانی هادی

الکتریسته و درجه ذوب آن ۱۴۰۲ درجه است. با اسید سولفوریک تولید HF می‌کند.

فلورین بدبو، به نوعی فلورین تیره رنگ اطلاق می‌شود که در اثر ضربه، بوی مخصوص فلوئور از آن استشمام می‌شود. این کانی مانند سایر فلورین‌ها غالباً با مقدار بسیار کمی از کانیهای اورانیوم همراه است.

فلورین کانی بسیار فراوان است. بصورت فرعی در سنگهای درونی اسید و در فضاهای غده‌ای آنها و به طور فراوان در گماتیت‌ها و سنگهای دگرگونی

مجاورتی و همراه سولفیدها دیده می‌شوند. قسمتی از این رگه‌ها غالبا از

فلورین خالص تشکیل می‌شود و به صورت بلورهای منظم بی‌رنگ یا رنگی،

گاهی بصورت کانی اشباعی هیدروترمال در ماسه سنگها تشکیل می‌‌گردد. مصرف فلورین ۸۰ درصد بصورت ماده فلوئوردار در صنایع تهیه مواد مختلف

(اسید فلوئوریدریک و سایر ترکیبات فلوئور) اهمیت دارد. فلورین‌های بیرنگ در صنایع اپتیک برای تهیه منشورها و عدسی‌ها به کار برده می‌شود. فلورین از نظر ساختن عدسی‌های شیئی اهمیت خاصی دارد.

فلوتاسیون فلورین با استفاده از کلکتورهای آنیونیک

به مقدار زیاد و با خلوص بالا یافت می‌شود.

اسید سولفوریک ۹۸ درصد از دیگر مواد مورد نیاز است که آن هم به راحتی قابل دسترسی است.

همانطور که از موارد فوق برداشت می‌شود اجرای طرح تولید کریولیت منوط به تولید AlF3 و NaF است که هر دو بستگی به تولید HF دارند.
عنصر فلورین در کانی آپاتیت و به میزان بسیار کم در آمفیبول، میکا، اسفن و پیروکسن وجود دارد.

کانی اصلی فلورین ، فلوئوریت با فرمول شیمیایی CaF2 می باشد . به رنگ های زرد ، سبز ، آبی ، بنفش ، بی رنگ و گاهی تا ارغوانی بوده و در سیستم کوبیک متبلور می شود . وزن مخصوص این کانی ۱۸/۳ و سختی آن ۴ می باشد . این کانی معمولاً فضای خالی بین سایر کانی ها را پر کرده و

در طبیعت به صورت رگه ای مشاهده می شود و همراه با کانی های کلسیت – کوارتز – باریت- سلستین و سولفید های گوناگون همراه است . فلوئوریت در صورت خالص بودن ۷/۴۸ % فلوئور و ۳/۵۱ % کلسیم دارد.

دیگر کانی‌هایی فلوئور که کمتر رایج هستند، عبارتند از:
•کریولیت (Na3AlF6)
•اسلایت (MgF2)
•توپاز
•ویلیومیت
•باستناسیت

• فلوئورآپاتیت

فلورین از ۱/۵۱ درصد کلسیم و ۹/۴۸ درصد فلوئور تشکیل شده است. سختی این کانی ۴ و وزن مخصوص آن ۲/۳ – ۳ می‌باشد. جلای آن شیشه‌ای و به رنگهای مختلف، بی‌رنگ، زرد، سبز، آبی، بنفش، قرمز و قهوه‌ای دیده می‌شود. ناخالصی‌هایی در فلورین به صورت گاز، مایع و جامد وجود دارد که شامل

آب، مواد نفتی، پیریت، مارکاسیت، کالکوپیریت و سایر سولفیدهای فلزی می‌باشد. سریوم و ایتریوم نیز به مقدار کم در بعضی از کانسارها، فلورین را

همراهی می‌‌کند. در فلورین‌های تجارتی ناخالصی‌ها بیشتر کلسیت، کوارتز، باریتین، سلستین و سولفیدهای مختلفی است که به شکل کانیهای گانگ ظاهر می‌شوند.

علت کمیابی فلوئور به شکل آزاد میل ترکیبی شدید آن با سایر عناصر است. در حال حاضر فلورین مهمترین منبع تأمین کننده فلوئور در جهان است ولی در سنگهای فسفاته نیز مقدار زیادی فلوئور وجود دارد که می‌تواند به عنوان یکی از منابع تولید کننده فلوئور در آینده به حساب آید.

امروزه فلورین در تهیه اسید فلوریدریک و مشتقات آن و همچنین در صنایع فولاد، سرامیک، ریخته‌گری، تهیه فروآلیاژها و … معرفی می‌گردد.

اسید فلوئوریدریک در تهیه کریولیت مصنوعی کاربرد وسیعی دارد. اسید فلوئوریدریک به عنوان کاتالیست در تهیه سوختهای اکتان بالا، خورنده و صیقل دهنده شیشه مورد استفاده قرار می‌گیرد.

فلوتاسیون فلورین با استفاده از کلکتورهای آنیونیک

فلورین موجود در خاک ، بیشتر از سنگ های مادر تأمین می شود ولیکن فعالیت های آتشفشانی در یک منطقه نیز موجب افزایش این عنصر در خاک می شوند.
عادی ترین شکل این عنصر در آب در pH پایین تر از ۵/۳ به صورت فلورین آزاد است. در صورتی که میزان بالایی از یون کلسیم در آب ها وجود نداشته باشد، تمرکز فلورین در آب بالا خواهد بود. این مسئله به دلیل میل ترکیبی زیاد فلورین با کلسیم و تشکیل فلورایت در محیط است.

بنابراین تمرکز فلورین‏، احتمالاَ در آب های زیرزمینی که میزان کلسیم در آنها بسیار پایین است و با سنگ های دارای بیوتیت و کانی های غنی از فلورین

در تماسند‏‏، بالاست. آب چشمه های گرم، فلورین بالایی دارند. شیمی آب مانند شیمی خاک‏، در بهداشت انسان تأثیر زیادی دارد. شاید بهترین مثال مستند رابطه مثبت بین عناصر نادر در آب و بهداشت‏، در تأثیر فلورین در کاهش بیماری های دندان به ویژه پوسیدگی دندان باشد.

فلوتاسیون فلورین با استفاده از کلکتورهای آنیونیک

طبقه‌بندی ژئوشیمیائی عناصر، عنصر فلوئور گرایش به گروه لیتوفیل دارد

که این مسئله ناشی از وضعیت آرایش الکترونی اتمها و محل قرارگرفتن آن در جدول تناوبی دارد. عناصر لیتوفیل هستند که به آسانی با هشت الکترون بیرونی‌ترین پوسته اتم خود تشکیل یون می‌‌دهند.

عنصر (F) به همراه Hg, Bi, B, As, Sb, Se و Te که از فرارترین عناصر می‌باشند، در تشخیص قابلیت تحرک عناصر و در مطالعه فرآیندهای هیپوژنی که باعث تغییراتی در ترکیب کانی شناسی سنگ دیواره و پیدایش پاراژنزهای حاصل می‌شود از اهمیت فراوانی برخوردارند.

همچنین فلوئور به همراه کلر و اشکال مختلف یون کربنات که به آسانی مهاجرت می‌کنند، از جمله تشکیل دهنده‌های محلول هیدروترمال و فوق بحرانی هستند. این تشکیل دهنده‌ها برحسب خواص شیمیائی شان به سه گروه اصلی تقسیم می‌شوند:

فلوتاسیون فلورین با استفاده از کلکتورهای آنیونیک

– عنصر بازی قوی مانند K , Na و Ca
– عناصر آمفوتر و کمپلکس ساز مانند Sh و Al
– عناصر اسیدی مانند Cl , F و S
به هر حال قابلیت تحرک نسبی عنصر F در محیط‌های ثانویه (سوپرژن) به این ترتیب است که این عنصر در هر شرایط از قبیل اکسید کننده، اسید، خنثی تا قلیائی و احیاء کننده از قابلیت تحرک نسبی بالای برخوردار است.

تمرکز فلوئور خصوصاً در سنگهای قلیائی، کربناتیت‌ها و در نهشته‌های فلوریت – هلویت دیده می‌شود و در صورت عدم تمرکز کانی‌های خود فلوئور این عنصر در میکاهاو هورنبلند تمرکز می‌یابد.

فلوئور همچنین به عنوان عنصر معرف و ردیاب برای نهشته‌های کانساری طلا و نقره به کار می‌رود. توانایی ردیابی این عنصر برای کانسارهای غنی از فلوئور در محیط‌های خاکی در حد خوب است.

فلورین موجود در خاک ، بیشتر از سنگ های مادر تأمین می شود ولیکن فعالیت های آتشفشانی در یک منطقه نیز موجب افزایش این عنصر در خاک می شوند.

فلوتاسیون فلورین با استفاده از کلکتورهای آنیونیک

عادی ترین شکل این عنصر در آب در pH پایین تر از ۵/۳ به صورت فلورین آزاد است. در صورتی که میزان بالایی از یون کلسیم در آب ها وجود نداشته باشد، تمرکز فلورین در آب بالا خواهد بود. این مسئله به دلیل میل ترکیبی زیاد فلورین با کلسیم و تشکیل فلورایت در محیط است.

بنابراین تمرکز فلورین‏، احتمالاَ در آب های زیرزمینی که میزان کلسیم در آنها بسیار پایین است و با سنگ های دارای بیوتیت و کانی های غنی از فلورین در تماسند‏‏، بالاست. آب چشمه های گرم، فلورین بالایی دارند.

شیمی آب مانند شیمی خاک‏، در بهداشت انسان تأثیر زیادی دارد. شاید بهترین مثال مستند رابطه مثبت بین عناصر نادر در آب و بهداشت‏، در تأثیر فلورین در کاهش بیماری های دندان به ویژه پوسیدگی دندان باشد.

۱-۲- مشخصات عمومی و کلی فلورین

۱-۲-۱- مشخصات عمومی فلورین
نام فلوئورین فلورین Fluorine و فلوئوراسپار Fluorspar از واژه لاتین Fluere به معنای جریان یا فلاکس گرفته شده است. فلوئورین یکی از عناصر کمیاب و نادری است که در سنگ های پوسته زمین یافت می شود. فلوئورین هجدهمین عنصر فراوان در پوسته زمین است و میانگین آن در پوسته زمین در حدود ۳۰۰ (p.p.m) است.

فلوئورین یک هالوژن گازی است به رنگ زرد متمایل به خاکستری با نماد F ، عدد اتمی ۹ ، وزن اتمی ۹۹۸۴/۱۸ ، وزن مخصوص ۶۹۶/۱ گرم بر سانتی متر مکعب ، نقطه جوش ۰۵/۱۸۸- درجه سانتی گراد و نقطه ذوب ۵۲/۲۱۹- درجه سانتی گراد . فلورین در گروه ۱۷(VA) جدول تناوبی به عنوان هالوژن بوده و در دوره ۲ قرار دارد.

فلورین مهمترین منبع تأمین فلوئور در طبیعت است. این کانی در سیستم مکعبی متبلور می‌شود و می‌تواند عناصر نادر را در شبکه خود جای دهد. فلوئور در طیف وسیعی از شرایط زمین شناسی بوجود می‌آید و در تمام شرایط رسوبی

، آذرین و دگرگونی می‌توان یافت شود. این کانی معمولاً با نهشته‌های مهم سرب، روی و باریت همراه است و از این جهت اهمیت خاصی دارد. چرا که پی چویی و اکتشاف آن می‌تواند به کشف نهشته‌های مذکور نیز منجر

شود. همچنین ضمن استخراج و پرعیار کردن این کانی و کانی‌های همراه نیز قابل استحصال است و این خود موجب با ارزش‌تر شدن نهشته‌های فلورین

می‌شود. گاهی نیز وجود فلورین، خود موجب ارزشمندتر شدن نهشته‌های دیگر کانی‌ها می‌شود. از این رو بایستی در بررسیهای فنی – اقتصادی

نهشته‌های سرب، روی، باریت و فلورین به کانیهای همراه توجه خاصی مبذول داشت. زیرا این کانی‌ها ممکن است در اقتصادی شدن یک کانسار، تاثیر بسیاری داشته باشند.

فلوتاسیون فلورین با استفاده از کلکتورهای آنیونیک

فلوئور موجود در طبیعت، جز در مقادیری ناچیز در موارد رادیواکتیو، به صورت آزاد وجود ندارد. اما به صورت ترکیب با دیگر عناصر به فراوانی دیده می‌‌شود. مقدار این عنصر در پوسته زمین ۰۶۵/۰ درصد و در سنگهای آذرین، دگرگونی و رسوبی در حدود ۲۰۰ تا ۱۰۰۰ گرم بر تن است، علت کمیابی فلوئور به

صورت آزاد میل ترکیبی شدید آن با دیگر عناصر است به عبارت دیگر به علت نزدیکی شعاعهای یونی یون فلوئور (۱۳۶/۰ نانومتر)، یون هیدروکسید (۱۴/۰ نانومتر) و یون اکسید (۴/۰ نانومتر) امکان جایگزینی آنها با هم در کانیهای گوناگون وجود دارد.

درحال حاضر در میان انبوه کانیهای فلوئوری فلوئورین، مهمترین منبع تأمین کننده فلوئور جهان است

. اما مقادیر بسیار زیادی فلوئور را نیز می‌توان از سنگهای فسفاته بدست آورد.

تحقیقات نشان می‌دهد که به عنوان منابع آتی فلوئور می‌توان از توپاز، با ستنزیت و محصولات جانبی استخراج کانیهای سولفیدی و باریت استفاده نمود.

۱-۲-۲- مشخصات کلی فلورین
فلوئور الکترونگاتیوترین عنصر جدول تناوبی است و می‌تواند با سایر عناصر ترکیب شود. این ماده در انرژی اتمی و صنایع پیشرفته کاربرد زیادی دارد. یکی از مهمترین منابع عنصر فلوئور کانی فلوئوراسپار بوده که از ترکیب این کانی با اسید سولفوریک، فلورید هیدروژن تولید می‌شود که ماده اولیه برای تولید ترکیبات فلوئور است.
مهمترین ترکیبات فلوئور، آلومینیوم‌تری فلوئورین و کریولیت می‌باشند که در صنایع آلومینیوم سازی از اهمیت خاصی برخوردارند. آلومینیوم‌تری فلوراید، کریستال سفید رنگی است که به عنوان مکمل الکترولیت در صنایع تولید آلومینیوم مصرف فراوانی دارد.

اسم فلورین و فلوئور اسپار از کلمه لاتین Fluere به معنی جریان یا فلاکس می‌باشد.

در سال ۱۵۲۵ استفاده از فلوئور اسپار به عنوان فلاکس مطرح گردد. از سال ۱۵۴۶ به بعد معادن فلورین در حد اقتصادی مورد بهره‌برداری قرار گرفت. قبل از این تاریخ تنها بلورهای درشت فلورین به عنوان زینت و برای ساختن ظروف و مجسمه در برخی از کشورها معمول بوده است.

فلوتاسیون فلورین با استفاده از کلکتورهای آنیونیک

در سال ۱۶۷۰ حکاکی بر روی شیشه بوسیله فلوئور اسپار ترکیب شده با اسید گزارش شد. مصرف هیدروژن فلوراید در تولید کلر و فلوئور و کربن‌ها به عنوان سرد کننده و نیز آلومینیوم فلوراید و کریولیت به عنوان کمک ذوب از سالهای ۱۹۳۰ شروع گردید. جنگ جهانی دوم باعث تحولات عظیمی در زمینه تولید و مصرف هیدروژن در آلکیلاسیون و تولید سوخت هواپیما و در تولید اورانیوم هگزا فلوراید به عنوان تغلیظ کننده اورانیوم گردید.

آ . ای . فرسمان دانشمند روسی این عنصر را «همه چیز خور» خوانده است و بی‌شک تعداد بسیار کمی از اجسام، چه طبیعی و چه ساخته دست انسان، وجود دارند که بتوانند در برابر اثر فلوئور مقاومت کنند. سرگذشت فلوئور خود حاکی از این خصوصیت آن است. به استثنای گازهای نادر، فلوئور

آخرین غیرفلزی بود که به صورت آزاد تهیه شد. یکصد سال از تاریخ پیشگویی

وجود چنین عنصری گذشت تا آنکه دانشمندان قادر به تولید آن به صورت گازی شدند. شیمیدانان در طی این دوره پانزده بار دست به تهیه آن زدند ولی هر بار کوشش‌هایشان بی‌ثمر ماند و در موارد متعددی حتی جان خود را از

دست دادند. در عین حال کانی طبیعی معروف فلوئور یعنی فلورین از زمانهای بسیار دور برای هر کلکسیونر سنگی آشنا بوده است. نام این کانی بی‌ضرر در دست نوشته‌های مربوط به قرن شانزدهم هم ذکر شده است. اما وقتی

برای اولین بار اسید فلوئوریدیک را ساخت. تنها چیزی که می‌دانیم این است که در سال ۱۶۷۰ میلادی صنعتگر نومبرگی اشتوانهارد اثر خورنده آن را بر شیشه مشاهده کرد.

اشوانهارد و بسیاری دیگر پس از وی معتقد بودند که اچینگ شیشه به خاطر اسید سیلیسیک است، در حالیکه اکنون همه می دانیم این اسید فلوئوریدریک است که بر شیشه اثر می‌کند.

یک قرن گذشت تا آنکه شیله آزمایشاتی بر روی فلورین انجام داد. او دو نوع

فلوئورین سبز و سفید را مورد مطالعه قرار داد. این دانشمند نمونه‌ای پودر شده را همراه با اسید سولفوریک حرارت داد و متوجه شد که سطح داخلی شیشه ظرف آزمایش مات شد و رسوب سفید رنگی بر کف آن نشست. او

چنین فرض کرد که فلورین خاک آهک داری اشباع از یک اسید نامعلوم است و با افزودن آب آهک به این اسید فلوئورینی مصنوعی، مشابه با کانی طبیعی ساخت.

فلوتاسیون فلورین با استفاده از کلکتورهای آنیونیک

سال ۱۷۷۱ میلادی، یعنی سال جداسازی اسید فلوئوریدریک را تاریخ کشف

فلوئور در نظر می‌گیرند، گرچه این تاریخ به ندرت مورد تصدیق همگان است. ماهیت اسیدی که شیله به دست آورد و در آن زمان آن را اسید سوئدی خواند نامشخص ماند. بر سر این موضوع یعنی کشف اسیدفلوئوریدریک توسط

شیله در محافل علمی جنجال بود اما هر سال که می‌گذشت درستی ادعای او بیشتر آشکار می‌شد. به این ترتیب اسید فلوئوریدریک وارد طبقه‌بندی ترکیبات شیمیائی شد و دانشمندان به تدریج متقاعد شدند که این ترکیب

حاوی یک عنصر شیمیائی جدید است. لاووازیه این اندیشه را وقت بخشید و

رادیکال اسید فلوئوریدریک را به عنوان یک جسم ساده وارد «جدول اجسام ساده» کرد. البته لاووازیه به اشتباه فکر می‌کرد که این اسید حاوی اکسیژن است و این اشتباه البته قابل درک است چون در آن زمان شیمیدانان بر این باور بودند که اکسیژن جزء لاینفک همه اسیدهاست.

فلوتاسیون فلورین با استفاده از کلکتورهای آنیونیک

خلوص اسید به دست آمده به روش شیله همچنان به عنوان یک مسئله برجای ماند تا آنکه در سال ۱۸۰۹ میلادی، گی‌لوساک و تنار اسید فلوئوریدریکی نسبتاً خالص به دست آوردند. روش کار آنها این بود که فلورین را با اسید

سولفوریک در یک ظرف تقطیر سربی حرارت دادند. هر دوی این دانشمندان در طی آزمایشات خود چندین بار مسموم شدند. یک سال بعد حادثه‌ای مهم در تاریخ کودکی فلوئور روی داد. دو دانشمند معروف، دیوی انگلیسی و آ. آمپر

فرانسوی هر یک مستقلاً ترکیب اسید فلوئوریدریک را عاری از اکسیژن دانستند. آنها مصرانه می‌‌‌اندیشیدند که این اسید ترکیبی مشابه با اسید کلریدریک یعنی ترکیبی شامل هیدروژن و یک عنصر ناشناخته است. دیوی اولین کسی بود که سعی در به دست آوردن فلوئور خالص کرد، اما نتوانست فلوئور را به

صورت آزاد تهیه کند. وی در مدت دو سال (۱۸۱۳ و۱۸۱۴ م.) تلاش دو روش

فلوتاسیون فلورین با استفاده از کلکتورهای آنیونیک

را به کار برد. روش الکتروشیمیائی که تا آن زمان موجب تهیه سدیم، پتاسیم،

کلسیم و منیزیم شده بود و روش اثر کلر بر فلوئوریدها. الکترولیز اسید فلوئوریدریک بی‌نتیجه بود و روش دوم نیز سودی نداشت و بیماری سختی که

حاصل کار با ترکیبات فلوئور بود. دیوی را واداشت تا آزمایشهایش را متوقف کند. با همه اینها او از جمله اولین کسانی بود که با ترکیبات فلوئور بود. دیوی را

واداشت تا آزمایشهایش را متوقف کند. با همه اینها او از جمله اولین کسانی بود که جرم اتمی فلوئور را تعیین کرد. (عددی که او گزارش کرد ۰۶/۱۹ بود).

آزمایشات بی‌ثمر دیوی و بیماری او هشدار و اعلام خطری به دیگر دانشمندان بود و تقریباً به مدت بیست سال هیچ کس در جهت تهیه فلوئور آزاد تلاشی

نکرد. تنها شاگرد و دستیار معروف دیوی، فارادی در سال ۱۸۳۴ م. (یعنی پس از مرگ دیوی) کوشید تا معمای تهیه فلوئور آزاد را حل کند اما او حتی با الکترولیز فلوئوریدهای مذاب هم نتوانست به نتیجه‌ای برسد.

فلوتاسیون فلورین با استفاده از کلکتورهای آنیونیک

در مورد نام فلوئور هم باید گفت که آمپر کلمه یونانی فتورس به معنی مخرب را به خاطر فعالیت شیمیائی شدید فلوئور انتخاب کرد. اما دیوی کلمه فلوئوراین را مشابهت با کلمه «کلراین، پیشنهاد کرد که البته ما در فارسی به جای این دو، معادل فرانسه آنها یعنی فلوئور و کلر را به کار می‌بریم.

در سال ۱۸۳۶ میلادی برادران ناکس ایرلندی به قصد حل این مشکل به میدان آمدند. آنها در طی پنج سال آزمایشات خطرناکی انجام دادند که هیچ یک به نتیجه‌ای نرسید. این دو برادر در طول کار به شدت مسموم شدند. و ر.ناکس، یکی از آنها، جان خود را از دست داد. در سال ۱۸۴۶ میلادی پ. لایت،

دانشمند بلژیکی و سپس دانشمند فرانسوی د. نیکلس، نیز به سرنوشت برادران ناکس

دچار شدند. سرانجام در سالهای ۱۸۵۶-۱۸۵۴ میلادی ای. فرمی استاد» اکول پلی تکنیک پاریس ظاهراًدر تهیه فلوئور آزاد موفق شد. او فلوئور کلسیم مذاب بی‌آب را تجزیه الکتریکی کرد و در نتیجه کلسیم فلزی بر روی

کاتد رسوب کرد در حالی که در آند گازی آزاد شد که چیزی جز فلوئور نمی‌توانست باشد. اما دیدن چند حباب کافی نبود. در هر حال ای. فرمی یکی از

کاشفان فلوئور است و حق او کمتر از شیله نیست. در سال ۱۸۶۹ میلادی

دانشمند انگلیسی جی. گور مقادیر کمی فلوئور آزاد کرد که بلافاصله با

هیدروژن واکنش انفجار آمیزی نشان داد. به همین ترتیب ده محقق دیگر به امید تهیه فلوئور آزاد دست به کار شدند که نام آنها در تاریخ ثبت شده است.

سرانجام لحظه‌ای فرا رسد که ا. مواسان سرنوشت فلوئور را در دستهای

خود گرفت. او ابتدا خطاهای پیشینیان خود را تحلیل کرد و به روشنی دریافت که کوششهای فارادی، ای. فرمی و جی. گور به این خاطر به شکست انجامیده است که آنها نمی‌توانسته‌اند بر میل ترکیبی شدید فلوئور که باعث ترکیب

شدید و آنی فلوئور با هر چیزی، از جمله مصالح مصرفی در ساخت ابزار آزمایشگاه

، می‌شود فائق آیند. مواسان همچنین بر اشتباه آن دسته از محققین

که سعی در جدا کردن فلوئور به وسیله اثر کلر بر فلوئوریدها داشتند واقف بود و می‌دانست که کلر باید اکسید کننده ضعیف‌تری در مقایسه با فلوئور باشد.

فلوتاسیون فلورین با استفاده از کلکتورهای آنیونیک

مواسان مشکل جدا کردن فلوئور را با استفاده از ظرفی یو شکل حل کرد. او ابتدا از ظرفی پلاتینی استفاده کرد اما بعد به این نتیجه رسید که ظرف مسی باید بسیار مناسب‌تر باشد زیرا نه فلوئور می‌تواند بر فلوئورید مس تشکیل شده بر سطح مس اثر کند و نه فلوئوریدها با آن ترکیب می‌شوند.

مواسان این ظرف U شکل مسی را از اسید فلوئوریدریک بی‌آب پر کرد و مقدار کمی بی‌فلوئورید پتاسیم به آن افزود تا محلول هدایت الکتریکی پیدا کند.

این ظرف را در یک مخلوط سرد کننده در دمایC°۲۵- قرار داد و الکترودهای پلاتینی را از درون درپوشهای فلوئورید کلسیم به ظرف وارد کرد. در اثر الکترولیز هیدروژن در کاتد و فلوئور در آند آزاد شد و او فلوئور را در لوله‌های مسی جمع‌آوری کرد.

در روز ۲۶ ژوئن ۱۸۸۶ میلادی ”مواسان“ اولین آزمایش موفقت آمیز خود را که ضمن آن در اثر واکنش فلوئور با سیلسیم شعله‌ای مشاهده کرد انجام داد. پس از آن گزارش محترمانه‌ای به آکادمی علوم پاریس فرستاد و در آن نظرات مختلفی که در مورد ماهیت این کار امکان داشت مطرح شود درج کرد.

ساده ترین این نظرات این بود که این کار ممکن است پر و فلوئورید هیدروژن و یا حتی مخلوطی از فلوئورید هیدروژن و ازن باشد. میزان فعالیت این مخلوط آنقدر زیاد بود که اثر شدید آن بر اسید سیلیسیک بلوری را توجیه می‌کرد.

به این ترتیب پس از انجام موفقیت‌آمیز آزمایش در حضور اعضای اکادمی پاریس همگی گواهی بر موفقیت او دادند و سال ۱۸۸۶ میلادی یعنی سال تهیه فلوئور آزاد سالی تاریخی، مهمتر از روزها و سالهای تاریخی دیگر، در بیوگرافی فلوئور شد.

۱-۳- زمین شناسی فلورین
۱-۳-۱- انواع کانسارهای فلورین

فلوتاسیون فلورین با استفاده از کلکتورهای آنیونیک

کانسارهای مهم فلوئوریت (CaF2) عبارتند از:
۱- نوع رگه ای:
رگه های حاوی فلوئورین در سنگهای آذرین اسیدی- حد واسط، دگرگونی و رسوبی گزارش شده است. رگه های فلوئورین بیشتر همراه کوارتز، کلسیت، باریت، گالن و اسفالریت هستند. عرض رگه ها متغیر ( کمتر از ۱ متر تا حداکثر ۱۰ متر ) و طول آنها ۵۰ متر تا چند کیلومتر است. عیار اقتصادی رگه ها متغیر و در محدوده ۲۵ تا ۶۵ درصد است.

۲- نوع استراتی فرم:
ذخایر فلوئورین نوع استراتی فرم در سنگ های کربناته تشکیل می شوند. در محدوده ذخایر فلوئورین ایالت الینویز (امریکا) سنگهای آذرین گزارش نشده اند، در صورتی که در ذخایر فلوئورین مکزیک که در سنگهای کربناته تشکیل شده اند توده های گرانیت پورفیری نفوذ نموده اند. کانیهای همراه فلوئورین عبارتند از : کلسیت، دولومیت، کوارتز، گالن، باریت و سلستیت. عیار فلوئورین حداقل ۱۵ درصد است.

فلوتاسیون فلورین با استفاده از کلکتورهای آنیونیک

۳- نوع جانشینی:
کانسارهای فلوئورین نوع جانشینی در سنگهای کربناته مجاور توده های اسیدی، از مکزیک گزارش شده اند. بزرگترین و غنی ترین ذخایر فلوئورین در این کشور وجود دارد.
۴- نوع استوک ورک:
ذخایر فلوریت نوع استوک ورک در ارتباط با توده های نفوذی نوع گرانیتی بوده و در نیومکزیکو و کلرادو (امریکا) و افریقای جنوبی کشف شده اند. گسترش یکی از این ذخایر ۷۰ تا ۲۰۰ متر و عمق آن تا ۹۰۰ متر است. عیار فلوئورین ۱۴ درصد است.
۵- فلوئورین همراه با کمپلکس های آلکالن- کربناتیتها:
عنصر فلوئور به لحاظ ژئوشیمیایی ارتباط نزدیک به ماگمای آلکالن و کربناتیت دارد. محلولهای ماگمایی غنی از فلوئور از سنگهای آلکالن، فوق آلکالن و کربناتیت منشأ می گیرند. کانسارهای فلوئورین غالباً در ریفتهای……………………….

-۳-۲- زمین شناسی و پراکندگی کانه در ایران

در طیف وسیعی از محیط‌های زمین شناسی دیده می‌‌‌شود که این نشانه تشکیل که این کانی در شرایط فیزیکی شیمیائی گوناگونی است. از یک طرف بعنوان کانی فرعی در گرانیتها و سنگهای آذرین وجودارد و از طرف دیگر بصورت بلور در ژئودها و بصور خوشه‌ای در غارهای آهکی دیده می شود. از نقطه نظر اقتصادی مهمترین شکلهای پیدایش این کانی عبارتند از:

الف – رگه‌های شکافی در سنگهای آذرین، دگرگونی و رسوبی

این رگه‌ها که معمولا در طول سنگها یا نواحی برشی بوجود می‌آیند ساده‌تر از هر نهشته دیگر فلوئورین، قابل شناسایی هستند. کانیهای شاخص همراه با این قبیل نهشته‌ها، کوارتز، کلسیت یا دیگر کربناتها، سولفیدهای‌ آهن، سرب و روی است. در بعضی از نهشته‌های رگه‌‌ای مانند نهشته‌های ناحیه روز

یکلارک به نظر می‌رسد فلوئورین جانشین یک رگه کلسیتی شده باشد. در طول برخی رگه‌های موجود در سنگهای کربناته در محل برخورد سنگ دیواره با لایه‌های مناسب فلوئورین جایگزین سنگ دیواره شده و نهشته‌های قابل استخراج وسیعی را بوجود آورده است. اگرچه ساختهای رگه‌ای به‌طور

چشمگیری تداوم دارند اما فلوئورین موجود در این ساختها معمولاً به صورت عدسیها و یا بخشهای پرعیاری است که توسط بخشهای کانی سازی نشده یا کم عیار جدا شده‌اند.

عیار فلوئورین در بخشهای قابل استخراج رگه‌ها معمولاً بین ۲۵ تا ۸۰ درصد است. عیارهای بالاتر از ۹۰ درصد نیز در مناطق محدودی مشاهده شده است.
ب – نهشته‌های جانشینی لایه‌ای شکل در سنگهای کربناته

این نهشته‌ها بصورت لایه‌ای در سنگهای کربناته بوجود می‌آیند. بعضی از لایه‌های فلورین در طول یا در مجاورت شکستگیهای ساختمانی مانند درزها یا سنگها جانشین می‌شود. این ارتباط با عارضه‌های ساختی در بعضی نهشته‌ها بسیار واضح اما در بعضی دیگر مبهم است. گاه رسوباتی از ماسه

سنگها، شیل یا رس نیز بر روی نهشته‌ها وجود دارد. نهشته‌های لایه‌ای ویژگیهای بافتی سنگ مادر از جمله خصوصیت موازی بودن را بطور معمول حفظ

می‌کنند. گاه همراه با کانه لایه لایه شده، شکل بلوری بزرگی از کانه دیده می‌شود که بنظر می‌رسد فضاهای خالی حاصل از انحلال سنگهای آهکی را

که تحت تأثیر محلول‌های حاوی کانه یا محلول‌های مادر بوده است پرکرده باشد. کانیهای همراه با فلوئورین در نهشته‌های لایه‌ای، کلیست، دولومیت، کواتز، گالن، اسفالریت، پیریت، مارکاسیت و سلستین هستند. حداقل عیار قابل قبول در این نهشته‌ها ۱۵درصد میباشد.

ج- نهشته‌های جانشینی در سنگهای کربناته

نهشته‌های جانشینی در نقط تماس با توده‌های نفوذی ریولیتی در مناطقی از مکزیک بخوبی گسترش یافته‌‌اند. بعضی از بزرگترین و پرعیار ترین نهشته‌های فلوئورین دنیا از این نوع هستند. فلوئورین موجود در این نهشته‌ها در ابتدا در تماس با ناحیه دگرگونی نبوده است بلکه در تبعیت از ناحیه تماس بعنوان جایگزین سنگ آهک خروجی از محدوده تماس یا به صورت توده‌ای و یا به صورت موضعی در تماس با ناحیه دگرگونی قرار گرفته است.
د- نهشته‌های داربستی

فلوئورین اغلب بصورت داربستی و پرشدگیها در نواحی بِرشی و بُرشی دیده می‌شود. بیشتر نهشته‌های غرب آمریکا از این نوع می‌باشند و گرچه وسعت آنها زیاد ولی عیار آنها معمولا کم است. نمونه‌ای از این نهشته‌ها در نیومکزیکو و کلرادو قرار دارد.

در ناحیه‌ای در بخش ترانسوال آفریقای جنوبی نیز سه منطقه برشی عمودی وجود دارد که دارای رگه‌های فلوئورین – کربنات در یک امتداد شرقی – غربی می‌باشد. بزرگترین ناحیه این نهشته‌ها، سطحی حدود ۱۲۰۰۰ مترمربع و ۱۰۰۰ متر عمق دارد و عیار فلوئورین در آن حدود ۱۴ درصد می‌باشد.
هشته‌های موجود در حاشیه کمپلکس سنگهای آلکالن و کربناتیت

فلوئورین در کمپلکس‌های سنگ آلکالن و کربناتیت، متداول و معمولی است اما میزان فراوانی آن بندرت به حد اقتصادی می‌رسد. نمونه‌ای از این نهشته‌ها در آفریقای جنوبی قرار دارد. در این نهشته‌ها فلوئورین در سنگ آهکها و کو……………………….

-۳-۳- شرایط تشکیل وژنز فلورین

فلوئورین در محدوده وسیعی از شرایط زمین شناسی تشکیل و مشاهده می شود . همچنین به صورت رگه های کوارتز فلوئوریت دار در سنگ های آذرین ، رسوبی و دگرگونه ، جانشینی در اسکارن ها ، در مرکز بخش حاشیه ای کربناتیت ها ، در باطله های کانسنگ های فلزات پایه و سنگ معدن باریت ، جانشینی در سنگ های آهکی ، رگه های پگماتیتی و تنوره های برشی دیده می شود .

بدین ترتیب به صورت فرعی ، کانی های اصلی خانواده گرانیت و سنگ های نزدیک این خانواده را همراهی می کند و به صورت کامل در گرهک ها و آهک های داخل غارها یافت می شود.

بطور کلی نهشته‌های فلوئورین را می‌توان از لحاظ منشأ به دو دسته نهشته‌های برونزاد و نهشته‌های درونزاد تقسیم نمود:
الف) نهشته‌های برونزاد

این نهشته‌ها بطور عمده به طریق شیمیائی تشکیل می‌شوند و در رسوبات حاصل از خشک شدن حوضه‌های رسوبی و یا چشمه‌های آب معدنی کربناتی (چشمه‌های تراورتنی) شکل می‌گیرند. آب و هوای خشک نقش مهمی در تجمع فلوئورین در رسوبات دارد. مطالعه در مورد این کانی در مناطق خشک، شرایط تشکیل این کانی را مشابه با شرایط تشکیل کانی‌های هالیت، ژیپس و انیدریت ذکر کرده‌اند.

فلوتاسیون فلورین با استفاده از کلکتورهای آنیونیک

ب- نهشته‌های درونزاد
این نهشته‌ها بصورت نهشته‌های مرکب در انواع ماگمای اولیه و ماگمای تأخیری تشکیل می‌شود.

زیرگروه پنوماتولیتی – هیدروترمالدر سازندهای پگماتیتی، کربناتیتی، اسکارنی، آلبیتی و گرایزنی یافت میشود. نمونه شاخص نوع هیدروترمال با کانیهای

فلوئورین، کانی برتراندیت همراه است. از آنجا که اکثر ذخایر فلوئورین منشأ هیدروترمال دارند در این جا به شرح مختصری درباره آن اشاره می‌شود.
اسید فلوئیدریک (HF) موجود در محلولهای هیدروترومال بنا به معادله زیر بر سنگ آهک اثر می‌کند……………………….

فصل چهارم
فلوتاسیون فلوئورین با استفاده از فلوتاسیون ستونی

فصل چهارم
فلوتاسیون فلوئورین با عیار بالا با استفاده از فلوتاسیون ستونی