Fluorek wapnia, o wzorze chemicznym CaF₂, jest związkiem nieorganicznym. Poniżej znajduje się szczegółowe wprowadzenie do niego:
Podstawowe informacje
- Masa molowa: 78,07 g/mol
- Gęstość: 3,18 g/cm³
- Wygląd: Czysty fluorek wapnia to bezbarwny kryształ lub biały proszek. Naturalne rudy są lekko zielone lub fioletowe z powodu zanieczyszczeń, a czasem bezbarwne i przezroczyste o szklistym połysku. Jest kruchy i wykazuje wyraźną fluorescencję.
Historia odkrycia
W 1768 roku Andreas Sigismund Marggraf, niemiecki chemik, badał fluoryt i stwierdził, że różni się od gipsu i barytu, dochodząc do wniosku, że nie jest to siarczan. W tym samym czasie odkrył kwas fluorowodorowy. W 1810 roku André-Marie Ampère, francuski fizyk i chemik, na podstawie swoich badań nad właściwościami kwasu fluorowodorowego zasugerował, że może on zawierać pierwiastek podobny do chloru. W 1812 roku Humphry Davy nazwał ten pierwiastek fluorem. W 1886 roku Henri Moissan, francuski chemik, po raz pierwszy wyizolował gazowy fluor z fluorytu i zidentyfikował związek jako fluorek wapnia.
Występowanie naturalne
Fluorek wapnia występuje w przyrodzie jako minerał fluoryt (szpat fluorytowy), który jest głównie rozpowszechniony w Chinach i Mongolii w Azji, Meksyku i Stanach Zjednoczonych w Ameryce Północnej, RPA i Kenii w Afryce, a także w Hiszpanii i Francji w Europie. Kryształy fluorytu mogą przyjmować formę sześcianów, ośmiościanów i dwunastościanów rombowych, a jego skupiska zazwyczaj występują w formie ziarnistej lub gęstej masywnej.
Metody przygotowania
Przygotowanie laboratoryjne
Zazwyczaj przygotowuje się go przez reakcję węglanu wapnia z kwasem fluorowodorowym lub przez wielokrotne traktowanie proszku fluorytu stężonym kwasem solnym lub kwasem fluorowodorowym.
Przygotowanie przemysłowe
Można go produkować przy użyciu fluorytu jako surowca. Alternatywnie stosuje się bezpośrednie wytrącanie, z azotanem wapnia, chlorkiem wapnia i wodorotlenkiem wapnia jako źródłami wapnia, oraz fluorkiem potasu, fluorkiem sodu, fluorkiem amonu i wodorkiem fluoru jako źródłami fluoru.
Pola zastosowań
Przemysł metalurgiczny
Jest stosowany jako topnik w przemyśle hutniczym, szeroko stosowany w podstawowym procesie wytopu stali w piecach martenowskich itp. Jest również najszerzej stosowanym i najskuteczniejszym mineralizatorem w kalcynacji klinkieru.
Przemysł chemiczny
Jest używany do produkcji fluorowodoru, kwasu fluorowodorowego, fluoru pierwiastkowego i różnych fluorków. Ponadto służy jako optymalny zamiennik freonu i nośnik katalizatora w produkcji węglowodorów fluorowanych.
Przemysł materiałów budowlanych
- W przemyśle szklarskim działa jako topnik przyspieszający topnienie surowców szklarskich.
- W przemyśle ceramicznym jest stosowany jako glazura ceramiczna w celu poprawy rozwoju koloru i wydajności topnienia.
- W przemyśle cementowym może obniżać temperaturę spiekania wsadu piecowego.
Inne branże
Jest badany pod kątem zastosowania w stomatologii i jest doskonałym materiałem optycznym o szerokim zastosowaniu w materiałach optycznych, materiałach matryc fluorescencyjnych i biomateriałach. Jest również używany w przemyśle jubilerskim i rzemieślniczym.
Informacje o bezpieczeństwie
Zagrożenia
Ma niską toksyczność, ale jest drażniący. Kontakt z nim może podrażniać skórę i oczy, a silny kontakt może spowodować korozję skóry i uszkodzenie oczu. Długotrwałe nadmierne wdychanie może prowadzić do trwałego odkładania się fluoru w kościach, powodując przewlekłą fluorozę.
Środki ratunkowe
- W przypadku kontaktu ze skórą: zdjąć zanieczyszczoną odzież i dokładnie przemyć dotknięty obszar dużą ilością bieżącej wody.
- W przypadku kontaktu z oczami: unieść powieki i przemyć bieżącą wodą lub solą fizjologiczną, a następnie niezwłocznie zasięgnąć porady lekarza.
Środki ochronne
Podczas pracy należy prowadzić zamknięte operacje z miejscowym odciągiem wentylacyjnym. Nosić maski przeciwpyłowe z filtrem samoczyszczącym, okulary ochronne chemiczne, nieprzepuszczalną odzież ochronną przed substancjami toksycznymi i rękawice lateksowe.