У этого термина существуют и другие значения, см. Шпат (значения).
Пла́виковый шпат, реже плави́к или пла́вик (устар.), а также флюори́т (англ. Fluorite от лат.fluere — течь), последнее название (в форме «флюо́рес») дано в 1529 году Георгием Агриколой за легкоплавкость — основной минерал элемента фтора, по составу в основе фторид кальцияCaF2. Хрупок, бывает окрашен примесями в разные цвета: жёлтый, зелёный, синий, голубой, красновато-розовый, фиолетовый, иногда фиолетово-чёрный; бесцветные кристаллы редки.
Для флюорита характерна зональность цвета. Окраска вызвана дефектами кристаллической структуры, которая весьма тонко реагирует на радиационное облучение и нагревание. В некоторых месторождениях флюорит содержит примеси радиоактивных элементов — урана и тория.
Чистые кристаллы флюорита обладают высокой прозрачностью в широком диапазоне: от вакуумного ультрафиолета до дальней инфракрасной области, ярко люминесцируют в катодных лучах и под действием ультрафиолетового излучения, обнаруживают свечение при нагревании (термолюминесценция). Флюорит является типичным флюоресцирующим минералом; при нагревании и после облучения ультрафиолетовым светом он фосфоресцирует. Собственно, термин «флюоресценция», предложенный Дж. Стоксом, происходит именно от названия этого минерала (а не наоборот, как иногда считают). От названия флюорита происходит также латинское название фтора, fluorum.
Изъ плавика добывается кислота плавиковая для гравированія на стеклѣ.[1]
— Василий Севергин, «Начертаніе технологіи минеральнаго царства...», 1821
Красивѣйшіе плавики точатъ въ Дербиширѣ на кружкѣ весьма твердомъ, приводимомъ въ движеніе посредствомъ воды, и полируютъ такимъ же образомъ какъ и мраморъ.[1]
— Василий Севергин, «Начертаніе технологіи минеральнаго царства...», 1821
Выше сего сказано было о свойствѣ плавиковъ свѣтиться въ темнотѣ чрезъ разгоряченіе.[1]
— Василий Севергин, «Начертаніе технологіи минеральнаго царства...», 1821
...нѣкоторые зеленые плавики Нерчинскіе полежавъ до десяти минутъ къ свѣту солнца, почти 36 дней потомъ свѣтятся, безъ всякаго нагрѣванія.[1]
— Василий Севергин, «Начертаніе технологіи минеральнаго царства...», 1821
— Василий Севергин, «Начертаніе технологіи минеральнаго царства...», 1821
До открытия амдерминских залежей единственным месторождением плавикового шпата промышленного значения было Забайкальское, запасы которого определяются сотнями тысяч тонн.[2]
— Владимир Альтман, «Богатства Советской Арктики», 1937
Вайгач ― безлюдный, пустынный арктический остров, на котором кочевало когда-то несколько семей ненцев, сейчас превратился в промышленный район с рудниками, добывающими плавиковый шпат.[2]
— Владимир Альтман, «Богатства Советской Арктики», 1937
Не случайно многие минералы называются шпатами (полевые шпаты, тяжёлый шпат, плавиковый шпат, исландский шпат и т. д.) К шпатам издавна относят те, не имеющие металлического блеска, минералы, которые обладают хорошей спайностью <сразу> в нескольких направлениях («спате» по-гречески ― пластина).[3]
Фтор встречается в природе чаще всего в виде минерала плавикового шпата CaF2, получившего это название потому, что его прибавление к железным рудам приводит к образованию легкоплавких шлаков при выплавке чугуна.[4]:339
Фтор или флюор? Фтор ― разрушающий ― удивительно подходящее название. Однако за рубежом более распространено другое имя элемента № 9 ― флюор, что в переводе с латинского означает «текучий». Это название больше подходит не к фтору, а к некоторым его соединениям, и берет свое начало от флюорита или плавикового шпата ― первого соединения фтора, использованного человеком.[5]
Шкала, носящая его имя, ― это перечень десяти минералов — «эталонов». Проба делается предельно просто ― образец царапают эталоном. Флюорит оставляет царапины на кальците, апатит на флюорите...[6]
Аппаратами с такой <флюоритовой> оптикой можно фотографировать ночью и в любом тумане. Самолёты, снабженные соответствующим оборудованием, могут летать в любую погоду.[6]
...техника остро нуждается в особом сорте флюорита, который в природе встречается крайне редко. Это ― оптический флюорит ― лишенные каких бы то ни было примесей однородные бесцветные и абсолютно прозрачные кристаллы фторида кальция...[7]
Оптический флюорит нужен приборостроению и лазерной технике, потребности в нем значительно превышают возможности горнодобывающей промышленности. В последние 5-6 лет в нескольких странах началось производство искусственного оптического флюорита.[7]
Альфа-излучение природных радиоэлементов оставляет в некоторых минералах (биотит, флюорит и др.) следы своего воздействия в виде окрашенных концентрических зон. Эти зоны и названы плеохроическими ореолами.[8]
Это один из главных металлургических флюсов ― веществ, помогающих отделять металлы от пустой породы. В этом качестве фтористый кальций используют очень давно, и не случайно одно из названий этого минерала ― плавиковый шпат. Плавиковый ― «плавить».[9]
Иногда в природе встречаются крупные, весом до 20 килограммов, абсолютно прозрачные кристаллы этой соли. У них другое минералогическое название ― флюорит. Такие кристаллы представляют чрезвычайную ценность для оптики...[9]
Спрос на кристаллы флюорита намного превышает запасы разведанных месторождений, и не случайно флюорит стали получать в промышленных масштабах искусственным путем.[9]
Флюорит (от латинского fluere ― течь) снижает температуру плавления металлургических шлаков, облегчая этим выплавку металлов. По-русски его называли «плавень», «плавик», что в точности соответствует латинскому «флюорит».[10]
Сырьевая база Ярославского ГОКа позволяет обеспечить потребности отечественной промышленности в плавиковом шпате более чем на 50 лет. А вот значительное количество бериллия, а также лития, тантала и других металлов уходит в отвалы.[12]
— Вадим Шелагуров, «Металл для высоких технологий», 2003
...если бы это аметист был, я бы уже в замке жил, в Швейцарских Альпах. Я не думаю, что аметисты могут быть такой величины. Это флюорит.[13]
— Василий Севергин, «Начертаніе технологіи минеральнаго царства...», 1821
Употребленіе. Красивѣйшіе на вазы, пирамиды, дощечки и проч. Съ выгодою употребляется также плавикъ для примѣси при плавкѣ мѣдныхъ, желѣзныхъ и серебряныхъ рудъ, и можетъ служить вмѣсто буры при желѣзныхъ ковках. Изъ плавика добывается кислота плавиковая для гравированія на стеклѣ.
Обработываніе. Красивѣйшіе плавики точатъ въ Дербиширѣ на кружкѣ весьма твердомъ, приводимомъ въ движеніе посредствомъ воды, и полируютъ такимъ же образомъ какъ и мраморъ. Плавиковая кислота добывается изъ плавика посредствомъ сѣрной кислоты.
— Василий Севергин, «Начертаніе технологіи минеральнаго царства...», 1821
Выше сего сказано было о свойствѣ плавиковъ свѣтиться въ темнотѣ чрезъ разгоряченіе. Нѣкоторые образцы блѣднофіолетоваго цвѣта свѣтятся отъ теплоты руки бѣловатымъ цвѣтомъ, а въ кипящей водѣ показываютъ зеленый цвѣтъ, а въ еще большемъ жару цвѣтъ синій; многіе свѣтятся когда лежатъ на натопленной печи. Г. Академикъ В. Б. Петровъ нашелъ, что нѣкоторые зеленые плавики Нерчинскіе полежавъ до десяти минутъ къ свѣту солнца, почти 36 дней потомъ свѣтятся, безъ всякаго нагрѣванія.
— Василий Севергин, «Начертаніе технологіи минеральнаго царства...», 1821
— Василий Севергин, «Начертаніе технологіи минеральнаго царства...», 1821
Спайностью называется способность кристаллов и кристаллических зёрен раскалываться или расщепляться по определённым кристаллографическим направлениям. Это свойство кристаллических сред связано исключительно с внутренним их строением и для одного и того же минерала не зависит от внешней формы кристаллов (например, у ромбоэдрических, скаленоэдрических и призматических кристаллов или даже совершенно неправильных кристаллических зерен кальцита наблюдается всегда одна и та же форма спайности по ромбоэдру). Поэтому этот признак, являющийся характерным для каждого данного кристаллического вещества, служит одним из важных диагностических признаков, помогающих определить минерал. Не случайно многие минералы называются шпатами (полевые шпаты, тяжёлый шпат, плавиковый шпат, исландский шпат и т. д.) К шпатам издавна относят те, не имеющие металлического блеска, минералы, которые обладают хорошей спайностью в нескольких направлениях («спате» по-гречески ― пластина).[3]
Фтор встречается в природе чаще всего в виде минерала плавикового шпата CaF2, получившего это название потому, что его прибавление к железным рудам приводит к образованию легкоплавких шлаков при выплавке чугуна. Фтор содержится также в минералах криолите Na3AlF6 и фторапатите Са5F(РO4)3.[4]:339-340
Современные методы извлечения цезия из поллуцитов основаны на предварительном сплавлении концентратов с избытком извести и небольшими добавками плавикового шпата.[15]
Сплошные массы мелкокристаллического флюорита ― не редкость в земной коре. Тысячи тонн его поступают на металлургические заводы в качестве плавня, химики вырабатывают из него плавиковую кислоту и ее соли. Из ярко окрашенных кусков флюорита многие века изготовляют вазы и другие художественные изделия. Однако техника остро нуждается в особом сорте флюорита, который в природе встречается крайне редко. Это ― оптический флюорит ― лишенные каких бы то ни было примесей однородные бесцветные и абсолютно прозрачные кристаллы фторида кальция с размером ребра (кристаллы флюорита имеют форму куба) не меньше 0,75 см.[7]
Даже лучшие оптические стекла пропускают только видимые световые лучи, а оптический флюорит прозрачен для широкого диапазона волн ― от 0,125 микрона в далекой ультрафиолетовой области спектра до 9,5-10 микронов в инфракрасной. У этих кристаллов немало и других ценных свойств: водоустойчивость, низкий показатель преломления, малая дисперсия видимого света; последнее означает, что красные лучи преломляются во флюорите почти под тем же углом, что и фиолетовые.[7]
Оптический флюорит нужен приборостроению и лазерной технике, потребности в нем значительно превышают возможности горнодобывающей промышленности. В последние 5-6 лет в нескольких странах началось производство искусственного оптического флюорита. Этому предшествовали почти двадцатилетние лабораторные исследования.
Кристаллы искусственного флюорита получают так. Графитовый или молибденовый тигель с тщательно очищенным CaF2 и специальными добавками помещают в электрическую печь, имеющую две камеры. Шихта расплавляется в верхней камере, где строго выдерживается необходимая температура ― 1380°C. Чтобы фторид кальция не начал разлагаться от воздействия паров влаги, газы, выделяющиеся в верхней камере, непрерывно откачиваются. Так проходит несколько часов, после чего тигель с расплавом очень медленно опускают в нижнюю камеру, где кристалл растёт при постепенно падающей до 800° C температуре. Полученный монокристалл «отжимают» в специальной печи при 1100°C, чтобы устранить в нём внутренние напряжения. В завершение его медленно охлаждают до комнатной температуры. Искусственный флюорит выгодно отличается от природного еще и тем, что при нагревании не растрескивается.[7]
Наряду с получением оптического флюорита были предприняты попытки синтезировать фториды других металлов, обладающие интересными оптическими свойствами. После этих синтезов оказалось, что неизвестный в природе монокристаллический фтористый барий уступает флюориту в прозрачности к дальнему ультрафиолету, но зато пропускает более широкий участок инфракрасных лучей. Фтористый литий, наоборот, лучше флюорита пропускает ультрафиолетовое излучение, но у него у́же пределы проницаемости для инфракрасных лучей.[7]
...за «эка-осмий» говорит и открытие, сделанное ещё в тридцатые годы при изучении так называемых плеохроических ореолов. Альфа-излучение природных радиоэлементов оставляет в некоторых минералах (биотит, флюорит и др.) следы своего воздействия в виде окрашенных концентрических зон. Эти зоны и названы плеохроическими ореолами. Они возникают вокруг микроскопических зёрен минералов, содержащих радиоактивные изотопы, и представляют собой определенное число окрашенных концентрических колец.[8]
Фтористый кальций входит в состав апатита, там это бесполезная примесь. Зато чистый кристаллический фторид кальция ― вещество очень полезное. Это один из главных металлургических флюсов ― веществ, помогающих отделять металлы от пустой породы. В этом качестве фтористый кальций используют очень давно, и не случайно одно из названий этого минерала ― плавиковый шпат. Плавиковый ― «плавить». Иногда в природе встречаются крупные, весом до 20 килограммов, абсолютно прозрачные кристаллы этой соли. У них другое минералогическое название ― флюорит. Такие кристаллы представляют чрезвычайную ценность для оптики, потому что они пропускают ультрафиолетовые и инфракрасные лучи намного лучше, чем стекло, кварц или вода. Спрос на кристаллы флюорита намного превышает запасы разведанных месторождений, и не случайно флюорит стали получать в промышленных масштабах искусственным путем.[9]
Мы привыкли к тому, что физическое понятие выражают числом. Как же это сделать в отношении твёрдости? Один весьма кустарный, но в то же время практически полезный способ уже давно используется минерологами. Десять определенных минералов располагают в ряд <называемый шкалой Мооса>. Первым стоит алмаз, за ним следует корунд, далее ― топаз, кварц, полевой шпат, апатит, плавиковый шпат, известковый шпат, гипс и тальк. Ряд подобран следующим образом: алмаз оставляет царапину на всех минералах, но ни один из этих минералов, не может процарапать алмаз.[16]
В Центральном Таджикистане среди участников экспедиции свирепствовала малярия. Но все это не останавливало исследователей, продолжавших работу. Недра страны выдавали свои тайны. Карта Таджикистана покрывалась кружками и значками, отмечавшими золото, свинец, олово, медь, моноциты, цирконы, флюорит, берилл, вольфрам, радий. Открытия экспедиции становились объектами промышленной разведки. <...> В бассейне Зеравшана в урочище Кули-Калон отряд Соболевского нашел ценнейшее месторождение оптического флюорита. Кристаллы флюорита представляли собой по качеству и размерам мировые уникумы.[17]
Впрочем, и сейчас геологические запасы Арктики еще недостаточно разведаны и изучены. Но уже выявлены месторождения ряда полезных ископаемых безусловно промышленного значения: угля, нефти, соли, графита, различных цветных и драгоценных металлов, флюорита (плавикового шпата), исландского шпата, вообще крайне редкого и дорогого.[2]
— Владимир Альтман, «Богатства Советской Арктики», 1937
Новый город Амдерма вырастает у Югорского шара в Амдерминском месторождении плавикового шпата. Этот минерал нужен для развивающейся металлургии, алюминиевой промышленности, для отраслей промышленности, вырабатывающих средства для борьбы с вредителями сельского и лесного хозяйства, для шпалопропиточной промышленности и др. До открытия амдерминских залежей единственным месторождением плавикового шпата промышленного значения было Забайкальское, запасы которого определяются сотнями тысяч тонн. А запасы Амдермы составляют более 4 млн. т. В красивых домиках, которыми усеян причал Амдермы, живет уже около 2 тыс. человек. Целые километры штолен прорезают гору, таящую ценное сырье в массивах вечной мерзлоты. Здесь уже строится флотационная фабрика, порт на полуострове Местном и ж.-д. ветка от рудника до будущего порта.[2]
— Владимир Альтман, «Богатства Советской Арктики», 1937
Акад. Ферсман, исходя из того, что острова Вайгач и Новая Земля геологически представляют собой продолжение Северного Урала, настаивал на богатстве недр этих островов. Геологическая разведка полностью подтвердила теоретические предсказания ученого, и в результате Вайгач ― безлюдный, пустынный арктический остров, на котором кочевало когда-то несколько семей ненцев, сейчас превратился в промышленный район с рудниками, добывающими плавиковый шпат.[2]
— Владимир Альтман, «Богатства Советской Арктики», 1937
За годы войны в Ташкентской области построен новый рудник (Чибаргата), который поставляет плавиковый шпат для алюминиевой промышленности Урала.[18]
— Хабиб Абдуллаев, «Узбекистан ― новый горнопромышленный район», 1947
Наиболее распространен метод определения твёрдости, предложенный Фридрихом Моосом. Шкала, носящая его имя, ― это перечень десяти минералов — «эталонов». Проба делается предельно просто ― образец царапают эталоном. Флюорит оставляет царапины на кальците, апатит на флюорите, кварц на ортоклазе и так далее.
Оптический флюорит применяют для изготовления специальных оптических линз, прозрачных для инфракрасных и ультрафиолетовых лучей. Аппаратами с такой оптикой можно фотографировать ночью и в любом тумане. Самолёты, снабжённые соответствующим оборудованием, могут летать в любую погоду.[6]
Первое упоминание о флюоре относится к XV веку. Но средневековый алхимик Б. Валентинус так называл не фтор, а плавиковый шпат. Не только в его рукописях, но и в других средневековых книгах описываются свойства этого минерала, прежде всего, его способность образовывать сравнительно легкоплавкие шлаки. В начале XVIII века была открыта плавиковая кислота ― водный раствор фтористого водорода, а в 1780 году известный шведский химик Карл Вильгельм Шееле впервые высказал мысль, что в этой кислоте содержится новый активный элемент.[5]
На Земле фтористый водород служит другим целям. Нюрнбергский художник Швангард еще в 1670 году смешивал плавиковый шпат с серной кислотой и этой смесью наносил рисунки на стекло. Швангард не знал, что компоненты его смеси реагируют между собой, а «рисует» продукт реакции. Это не помешало внедрению открытия Швангарда. Пользуются им и в наши дни.[5]
Что же касается другого названия ― «флюор», то созвучие его с «фтором» чисто случайное. Это название дал Г. Дэви, который не согласился с предложением Ампера. Причем, не от элемента происходит название минерала, а как раз наоборот. Флюорит (от латинского fluere ― течь) снижает температуру плавления металлургических шлаков, облегчая этим выплавку металлов. По-русски его называли «плавень», «плавик», что в точности соответствует латинскому «флюорит». Понятно, что и кислота, полученная из «плавика», была названа «плавиковой».[10]
Но даже это не может удовлетворить нынешние, а тем более перспективные потребности российской промышленности в бериллии, что ставит страну в зависимость от импорта. К сожалению, в программе «ЛИБТОН» не были рассмотрены альтернативные варианты обеспечения России собственным сырьем. Одним из них является отработка техногенных месторождений ― флотационных хвостов обогащения флюоритовых руд месторождений Вознесенское и Пограничное в Приморье, содержащих значительные концентрации бериллия и лития. Оба этих месторождения отрабатываются открытым способом. Руды используются Ярославским ГОКом (Приморский край). Мощность комбината составляет 1,5 млн тонн руды в год. Сырьевая база Ярославского ГОКа позволяет обеспечить потребности отечественной промышленности в плавиковом шпате более чем на 50 лет. А вот значительное количество бериллия, а также лития, тантала и других металлов уходит в отвалы.[12]
— Вадим Шелагуров, «Металл для высоких технологий», 2003
Флюорит ― в русской старой традиции «плавиковый шпат» ― понижает температуру плавления руды и повышает текучесть расплава. За эти свойства люди нарекли камень флюоритом (от латинского fluere ― «течь») и стали использовать его в качестве флюса («плавня») ― например, при выплавке алюминия.[14]
— Василий Авченко, «Кристалл в прозрачной оправе». Рассказы о воде и камнях, 2015
Мы увидели берег, на полтора километра залитый электрическим светом. Мы увидели там большой город. <...> Ещё не так давно, в 1933 году, там было всего шесть зимовщиков, а теперь две тысячи; они добывают плавиковый шпат, разрабатывают богатства недр. С будущего года там будет строиться порт, куда будут причаливать наши советские пароходы.[19]
— Андрей Калинникович, а можно ещё минералы посмотреть?
— Ну, посмотри…
— Андрей Калинникович, а это не аметист?
— Нет, Володя, если бы это аметист был, я бы уже в замке жил, в Швейцарских Альпах. Я не думаю, что аметисты могут быть такой величины. Это флюорит.
— А..., плавиковый шпат, что ли…
— Совершенно верно.[13]
— Владимир Ланг, «Калейдоскоп детства», 2013
Всплыла в памяти пара: «титанит ― сфен».[20] Этот минерал, состоящий из космического металла титана и чего-то ещё, имеет два названия-синонима ― и я это зачем-то помню. Не говоря о более простых синонимических парах «флюорит ― плавиковый шпат» или «галит ― каменная соль». Сколько, оказывается, осталось в памяти от детского увлечения. Может быть, потому это так и запомнилось, что запоминалось в детстве.[14]
— Василий Авченко, «Кристалл в прозрачной оправе». Рассказы о воде и камнях, 2015
Включения газов и жидкостей в кристаллах давно изучаются. Один из первых исследователей был Гемфри Дэви. Растворы соленой воды в цинковой обманке ― сфалерите или в топазе, включения органического нефтеподобного вещества в флюорите, газы под большим давлением в горном хрустале ― всё это с современным тончайшим методом анализа становится драгоценным свидетельством условий давления, температуры, состава растворов, которые были в момент образования кристаллов, миллионы и миллиарды лет назад.[21]
― Для меня, физика-инженера, алмаз интересен только своей непревзойденной твердостью, точно так же, как, допустим, прозрачностью для ультрафиолета ― кварц. Не более. Можно лишь сожалеть о том, что долгие годы ценнейшие минералы разбазаривались ради украшения всяческих модниц, а не шли по назначению. Впрочем, все равно природный флюорит, алмаз и горный хрусталь могут удовлетворить лишь ничтожную долю потребностей современной науки и техники.[11]
Об александрите слыхали? Этот то зеленоватый, то малиново-фиолетовый камень всякий раз поражает вас дивной изменчивостью. В холодном блеске рассвета он один, в жарком сиянии дня ― другой, в остывающих лучах заката ― третий. При электрическом свете его кристалл совсем иной, нежели при свечах или под ртутной лампой. А как меняется при нагревании цвет и насыщенность аметиста, видели? Каким колдовским фиолетовым сиянием загорается в темноте накаленный флюорит, знаете? Я могу до бесконечности разглагольствовать о чарующей изменчивости самоцветов.[11]
↑ 123456789Севергин В. М. Начертаніе технологіи минеральнаго царства, изложенное трудами Василья Севергина... Томъ первый. С. Петербургъ. При Императорской Академіи Наукъ. 1821 г.
↑ 12345В. Альтман, Богатства Советской Арктики. ― М.: «Наука и жизнь», № 3, 1937 г.
↑ 12А.Г.Бетехтин, «Курс минералогии». — М.: Государственное издательство геологической литературы, 1951 год
↑ 12Н. Л. Глинка. Общая химия: Учебное пособие для вузов (под. ред. В.А.Рабиновича, издание 16-е, исправленное и дополненное). ― Л.: Химия, 1973 г. ― 720 стр.
