螢石（Fluorite）又稱氟(fu)石。自(zi)然界中較常見的一種礦物(wu)，可以與其他多(duo)種礦物(wu)共生，世界多(duo)地均產，有(you)5個有(you)效(xiao)變種。等軸晶(jing)(jing)系，主要成分是氟(fu)化鈣（CaF?）。結晶(jing)(jing)為八面體和立(li)方體。晶(jing)(jing)體呈玻(bo)璃(li)光(guang)(guang)澤(ze)，顏色鮮艷(yan)多(duo)變，質脆，莫氏硬(ying)度為4，熔點(dian)1360℃，具有(you)完(wan)全解理的性質。部分樣本在(zai)受摩擦、加熱、紫外線照射等情(qing)況下可以發光(guang)(guang)。

該礦物來自火山巖(yan)漿，在巖(yan)漿冷(leng)(leng)卻過程中，被(bei)巖(yan)漿分離出(chu)來的(de)(de)(de)氣水(shui)溶液(ye)(ye)內含氟(fu)，在溶液(ye)(ye)沿裂隙上升的(de)(de)(de)過程里，氣水(shui)溶液(ye)(ye)中的(de)(de)(de)氟(fu)離子與周(zhou)圍(wei)巖(yan)石中的(de)(de)(de)鈣(gai)離子結合，形成氟(fu)化鈣(gai)，冷(leng)(leng)卻結晶后即(ji)形成螢石。存在于花崗巖(yan)、偉晶巖(yan)、正(zheng)長巖(yan)等巖(yan)石內。

因(yin)質脆軟而不常被(bei)用(yong)作(zuo)寶石(shi)。在(zai)工(gong)業(ye)方面，螢石(shi)是氟的主要來源，能夠提取(qu)制備氟元素及其各種化合物。而顏色(se)艷麗，結晶形態美觀的螢石(shi)標本可用(yong)于收藏、裝飾和雕刻工(gong)藝(yi)品。

礦物歷史

新石器(qi)時(shi)(shi)代，中國的河姆渡人(ren)就曾(ceng)選用(yong)螢石作(zuo)(zuo)裝飾(shi)。螢石的開采及挖(wa)掘起源(yuan)于古(gu)埃及時(shi)(shi)期，當時(shi)(shi)的人(ren)們廣泛的用(yong)螢石制作(zuo)(zuo)塑像及圣甲蟲形(xing)狀(zhuang)的雕刻。古(gu)羅馬時(shi)(shi)期，螢石作(zuo)(zuo)為名(ming)貴石料廣泛地用(yong)于酒杯(bei)(bei)和花瓶(ping)的制作(zuo)(zuo)，古(gu)羅馬人(ren)甚至相信螢石酒杯(bei)(bei)會(hui)使人(ren)千杯(bei)(bei)不(bu)醉。

1529年(nian)德國礦(kuang)物學家格(ge)奧爾格(ge)·阿(a)格(ge)里科拉(la)（G.Agricola）在(zai)他的(de)(de)(de)著作中(zhong)最早提(ti)(ti)到了(le)螢石(shi)，1556年(nian)他在(zai)研(yan)究螢石(shi)的(de)(de)(de)過(guo)程中(zhong)，發現了(le)螢石(shi)是低熔(rong)點的(de)(de)(de)礦(kuang)物，在(zai)鋼鐵冶煉中(zhong)加入一(yi)定量的(de)(de)(de)螢石(shi)，不(bu)(bu)僅可(ke)以提(ti)(ti)高爐溫(wen)，除去硫、磷(lin)等有害雜質，而且還(huan)(huan)能同爐渣形成共熔(rong)體混合物，增強活動性(xing)(xing)、流動性(xing)(xing)，使(shi)渣和金屬分離。1670年(nian)德國玻(bo)璃工人契瓦哈特（Selewanhardt）偶然將螢石(shi)與硫酸(suan)混在(zai)一(yi)起(qi)，發生(sheng)化(hua)學反應，產生(sheng)了(le)一(yi)種具有刺激(ji)性(xing)(xing)氣味的(de)(de)(de)煙(yan)霧，從而引起(qi)人們對螢石(shi)化(hua)學特性(xing)(xing)的(de)(de)(de)重(zhong)視(shi)。1771年(nian)瑞典化(hua)學家卡爾·威廉(lian)·舍勒(le)（Scheele）將螢石(shi)和硫酸(suan)作用制成了(le)由氫元素(su)和一(yi)個(ge)不(bu)(bu)知名(ming)元素(su)化(hua)合而成的(de)(de)(de)酸(suan)，同時還(huan)(huan)發現這種酸(suan)能蝕(shi)刻玻(bo)璃。

螢石的開(kai)采大(da)約(yue)是1775年始于(yu)英(ying)國，到1800年至1840年間美國的許(xu)多地方也相繼開(kai)采，但大(da)量開(kai)采乃(nai)是在發展和推廣平爐煉鋼以(yi)后。

在1797年，意大(da)利工程師Carlos Ant?nio Napion將該礦物正式命名為(wei)“Fluorite”，此詞源(yuan)于拉丁語“Fluere”，意為(wei)“流(liu)動”。因其常被用作熔煉(lian)金屬中的助溶劑。

1813年法國物理學家安德(de)烈·瑪麗·安培（Ampère）把杜勒曾經(jing)制備的(de)這(zhe)種(zhong)不知名(ming)的(de)元(yuan)素(su)定名(ming)為(wei)氟(fu)元(yuan)素(su)，取其第一個字母“F”為(wei)元(yuan)素(su)符號，列入元(yuan)素(su)周期(qi)表第二周期(qi)第七族，屬于鹵族元(yuan)素(su)。

1825年“Fluorescence”一詞誕生，意為熒光，源于螢石在紫外線照(zhao)射下可(ke)以散發熒光的(de)屬性。

1886年法(fa)國化學家(jia)亨利·莫瓦桑(sang)（Moissan）首次(ci)從螢石(shi)中分離出(chu)氣(qi)態(tai)的(de)氟元素，揭(jie)示(shi)出(chu)螢石(shi)是由鈣(gai)(gai)元素和氟元素化合組(zu)成的(de)礦物(wu)，定名為氟化鈣(gai)(gai)（CaF?）。

形成過程

螢石來自火山巖漿(jiang)(jiang)的(de)殘余(yu)物(wu)中(zhong)，在(zai)巖漿(jiang)(jiang)冷卻過(guo)程(cheng)中(zhong)，被巖漿(jiang)(jiang)分離出來的(de)氣(qi)水溶液中(zhong)含有許多物(wu)質，以氟為主，在(zai)溶液沿裂(lie)隙(xi)上升過(guo)程(cheng)中(zhong)，溫度降低，壓力減(jian)小，氣(qi)水溶液中(zhong)的(de)氟離子與周圍巖石中(zhong)的(de)鈣離子結合，形成氟化鈣，經過(guo)冷卻結晶后就(jiu)得到(dao)了螢石。

生長環境

螢(ying)石礦(kuang)(kuang)(kuang)為花崗巖(yan)、偉(wei)晶巖(yan)、正長(chang)巖(yan)中的(de)副礦(kuang)(kuang)(kuang)物。在(zai)碳酸巖(yan)、堿(jian)性(xing)侵入巖(yan)中和火(huo)山周邊(bian)的(de)噴氣孔旁(pang)均能夠(gou)發現螢(ying)石。該種亦沉積于熱液礦(kuang)(kuang)(kuang)脈及層控(kong)礦(kuang)(kuang)(kuang)床(chuang)內。在(zai)砂巖(yan)的(de)自然銜接(jie)處(chu)螢(ying)石會產(chan)生粘合劑的(de)作用。

與螢石(shi)(shi)(shi)共生的礦(kuang)(kuang)物有：白(bai)鎢礦(kuang)(kuang)、磷灰石(shi)(shi)(shi)、黃玉、錫石(shi)(shi)(shi)、黑鎢礦(kuang)(kuang)、黃鐵(tie)礦(kuang)(kuang)、方(fang)解石(shi)(shi)(shi)、閃鋅礦(kuang)(kuang)、天青石(shi)(shi)(shi)、白(bai)云母(mu)、石(shi)(shi)(shi)英(ying)、方(fang)鉛礦(kuang)(kuang)、白(bai)云石(shi)(shi)(shi)、黃銅礦(kuang)(kuang)、鈉長石(shi)(shi)(shi)、尖晶石(shi)(shi)(shi)、菱錳礦(kuang)(kuang)、重(zhong)晶石(shi)(shi)(shi)。

理化性質

物理

光(guang)澤(ze) 玻(bo)璃質，晶體較大時呈(cheng)陰暗色澤(ze) 韌性 質脆(cui)，易碎

透明度 透明至(zhi)半透明 解(jie)理(li) 完全解(jie)理(li)，平行{111}晶(jing)面(mian)族，解(jie)理(li)能高。尤其是當晶(jing)體呈八(ba)面(mian)體時(shi)，其可在毫無損傷的情(qing)況(kuang)下被分解(jie)。但當樣本較(jiao)大時(shi)，解(jie)理(li)易產(chan)生斷裂(lie)及劃痕

顏色(se) 無色(se)、紫色(se)、丁香色(se)、金黃色(se)、綠色(se)、藍色(se)、粉紅色(se)、香檳色(se)、棕色(se)裂理在(zai){011}晶面族下裂理模糊粗(cu)糙

劃痕 白色 斷(duan)口 參(can)差(cha)狀或亞貝殼狀斷(duan)口

莫氏硬度 4 比重(zhong) 3.00-3.25

熔點(dian) 1360℃ 密(mi)度 3.175-3.56克(ke)/立方厘米(mi)（測量數據）；3.181克(ke)/立方厘米(mi)（計(ji)算數據）。通常范圍3.175-3.184，在(zai)晶體夾雜(za)雜(za)質時會增(zeng)加密(mi)度

感(gan)光(guang)(guang)(guang) 當(dang)(dang)紅、綠螢(ying)石被加熱(re)至100℃以(yi)上時會(hui)產生磷光(guang)(guang)(guang)。在紫(zi)(zi)外(wai)線照(zhao)射(she)下(xia)，螢(ying)石會(hui)發出熒光(guang)(guang)(guang)，呈藍、紫(zi)(zi)色、綠、紅或黃(huang)色。部分螢(ying)石光(guang)(guang)(guang)感(gan)較強(qiang)，直(zhi)接暴露于光(guang)(guang)(guang)線中(zhong)或摩擦其(qi)(qi)表面(mian)就能(neng)(neng)(neng)(neng)使其(qi)(qi)發光(guang)(guang)(guang)。當(dang)(dang)螢(ying)石受到照(zhao)射(she)時，其(qi)(qi)礦物內的電子在外(wai)界(jie)能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)的刺(ci)激下(xia)，會(hui)由低能(neng)(neng)(neng)(neng)狀(zhuang)態(tai)(tai)進入(ru)高(gao)能(neng)(neng)(neng)(neng)狀(zhuang)態(tai)(tai)，當(dang)(dang)外(wai)界(jie)能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)刺(ci)激停(ting)止時，電子又由高(gao)能(neng)(neng)(neng)(neng)狀(zhuang)態(tai)(tai)轉(zhuan)入(ru)低能(neng)(neng)(neng)(neng)狀(zhuang)態(tai)(tai)，在此過(guo)程中(zhong)就會(hui)發光(guang)(guang)(guang)。螢(ying)石在日光(guang)(guang)(guang)燈(deng)照(zhao)射(she)后(hou)可發光(guang)(guang)(guang)數十小時，這種(zhong)光(guang)(guang)(guang)相(xiang)對微(wei)弱，白(bai)晝看不見，夜里(li)看就很明亮(liang)。

光學

類型 等(deng)方(fang)性 表面起伏 平滑適中

相對照度值(zhi) n=1.433-1.448 色散 無

雙(shuang)(shuang)折射 螢石所形成(cheng)的(de)雙(shuang)(shuang)折射極其細微，甚至(zhi)為無。常在被切割(ge)或壓縮的(de)形態下(xia)產生不規則的(de)微弱雙(shuang)(shuang)折射，一般(ban)出現于平行片晶至(zhi){001}晶面族

化學

化(hua)學式(shi) CaF2 中文(wen)名 氟(fu)化(hua)鈣

常含雜(za)質 釔、鈰、硅(gui)、鋁、鐵、鎂、銪、釤、氧、氯 溶(rong)解度 溶(rong)于硫酸，在加熱后的氯化氫中可輕(qing)微(wei)溶(rong)解，微(wei)溶(rong)于水(shui)（水(shui)溫為18℃時，0.000016克/立方厘(li)米）

結晶構造

螢石(shi)的(de)(de)多(duo)數結晶(jing)為八面體(ti)(ti)(ti)和(he)立(li)方體(ti)(ti)(ti)，少見(jian)十二面晶(jing)體(ti)(ti)(ti)。也有八面體(ti)(ti)(ti)和(he)立(li)方體(ti)(ti)(ti)相交而成(cheng)的(de)(de)組合(he)晶(jing)體(ti)(ti)(ti)。解理痕跡在多(duo)數晶(jing)體(ti)(ti)(ti)上有呈(cheng)現(xian)，從較大晶(jing)體(ti)(ti)(ti)上剝落的(de)(de)解理塊(kuai)也很常見(jian)。

在八(ba)面體(ti)(ti)結晶(jing)(jing)下，解(jie)理塊(kuai)較扁(bian)平、呈(cheng)三角(jiao)形；立(li)方(fang)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)的(de)(de)解(jie)理塊(kuai)為(wei)扁(bian)的(de)(de)長(chang)方(fang)體(ti)(ti)。螢石的(de)(de)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)往(wang)往(wang)出現穿插雙晶(jing)(jing)，即(ji)兩(liang)個晶(jing)(jing)體(ti)(ti)相互貫穿所構成的(de)(de)雙晶(jing)(jing)現象。也有團簇而(er)成的(de)(de)共生立(li)方(fang)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)，或(huo)為(wei)顆(ke)粒狀、葡萄狀、球狀或(huo)不規則大塊(kuai)。

螢石晶體(ti)結構(gou)為立方(fang)晶系，這種(zhong)結構(gou)是以陽離(li)(li)子所(suo)形成的面心密堆為基(ji)礎，其(qi)四(si)面體(ti)間隙位置由陰離(li)(li)子填充(chong)。Ca2+離(li)(li)子位于(yu)立方(fang)面心的結點位置上，Ca2+配位數為8。F-離(li)(li)子位于(yu)立方(fang)體(ti)內8個小(xiao)立方(fang)體(ti)的中(zhong)心，而F-的配位數是4。

晶(jing)系 等軸晶(jing)系（立方晶(jing)系） 晶(jing)胞參數 軸長a=5.4626埃

礦物類(lei) m3m(4/m32/m)-六八面體類(lei) 晶胞體積 163.00立方埃

空間群(qun) Fm3m 晶胞原子(zi)數 4

孿晶 螢石(shi)在{111}晶面(mian)(mian)(mian)族上，多(duo)為(wei)(wei)互相穿插(cha)的(de)(de)(de)(de)立(li)方晶體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)，也(ye)(ye)有(you)(you)形成(cheng)尖(jian)晶石(shi)雙晶律的(de)(de)(de)(de)情況(kuang)，晶體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)形態(tai)常(chang)為(wei)(wei)立(li)方體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti){001}，有(you)(you)時(shi)為(wei)(wei)八面(mian)(mian)(mian)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti){111}，十二面(mian)(mian)(mian)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti){011}較為(wei)(wei)少見，亦有(you)(you)六八面(mian)(mian)(mian)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)和二十四(si)面(mian)(mian)(mian)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)偶爾出現。以上形狀(zhuang)的(de)(de)(de)(de)聚(ju)型晶體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)也(ye)(ye)經常(chang)發(fa)生(sheng)(sheng)。{001}平(ping)滑(hua)具光澤(ze)；{111}粗糙無光澤(ze)。從{013}開始，晶體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)不均勻發(fa)展(zhan)有(you)(you)時(shi)會(hui)使晶體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)變形，如微小的(de)(de)(de)(de)立(li)方晶體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)聚(ju)合(he)生(sheng)(sheng)長成(cheng)一個較大(da)的(de)(de)(de)(de)八面(mian)(mian)(mian)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)，或于早期生(sheng)(sheng)出的(de)(de)(de)(de)單晶的(de)(de)(de)(de)角落處形成(cheng)一塊過度(du)生(sheng)(sheng)長的(de)(de)(de)(de)較大(da)晶體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)。其他形狀(zhuang)的(de)(de)(de)(de)結(jie)晶還(huan)有(you)(you)泥(ni)土狀(zhuang)、柱(zhu)狀(zhuang)、球狀(zhuang)或葡萄狀(zhuang)

自然分布

較主要的螢石礦床區域位于：英國(guo)(guo)康(kang)沃爾(er)、卡斯(si)(si)(si)(si)爾(er)頓、德比(bi)郡、達勒姆；法國(guo)(guo)多(duo)姆山；瑞士勃朗峰；德國(guo)(guo)黑森林(lin)；西班(ban)牙阿斯(si)(si)(si)(si)圖(tu)里亞斯(si)(si)(si)(si)；俄羅斯(si)(si)(si)(si)達利涅戈(ge)爾(er)斯(si)(si)(si)(si)克；哈薩克斯(si)(si)(si)(si)坦卡拉(la)奧巴；中(zhong)國(guo)(guo)湖南；墨西哥(ge)奇瓦(wa)瓦(wa)州(zhou)、科(ke)阿韋(wei)拉(la)、杜蘭戈(ge)；美(mei)國(guo)(guo)紐約、俄亥俄州(zhou)、伊利諾斯(si)(si)(si)(si)州(zhou)、田(tian)納西州(zhou)、科(ke)羅拉(la)多(duo)州(zhou)、新墨西哥(ge)州(zhou)；加拿大(da)安大(da)略(lve)湖、不(bu)列顛哥(ge)倫(lun)比(bi)亞省；秘魯瓦(wa)努科(ke)；納米比(bi)亞；巴基斯(si)(si)(si)(si)坦。

有效變種

嘔吐石（Antozonite）

有些螢(ying)石(shi)(shi)(shi)的內部含有微量的鈾(you)金屬，當鈾(you)元素持續地(di)放出電(dian)離(li)(li)輻射時，螢(ying)石(shi)(shi)(shi)結構(gou)中的部分(fen)鈣原子(zi)與(yu)氟原子(zi)便會逐漸分(fen)離(li)(li)，此時內部含有游離(li)(li)氟的螢(ying)石(shi)(shi)(shi)變(bian)種，被稱作嘔吐石(shi)(shi)(shi)。當該礦(kuang)物碎(sui)裂時，所釋(shi)放出的游離(li)(li)氟可以與(yu)氣態水(shui)發(fa)生反應，形成(cheng)臭氧和氟化氫，繼而發(fa)出臭氧的怪(guai)味。

藍(lan)塊螢石（Blue John）

具有(you)紫(zi)、白色(se)（或紫(zi)、黃色(se)）相間的(de)(de)(de)(de)帶狀紋路(lu)的(de)(de)(de)(de)的(de)(de)(de)(de)螢(ying)(ying)(ying)石(shi)變種(zhong)(zhong)。其藍紫(zi)色(se)條紋的(de)(de)(de)(de)形成原因尚不明(ming)確。在(zai)(zai)顯微鏡(jing)分析下未能在(zai)(zai)該變種(zhong)(zhong)中發現任何如高(gao)錳酸鉀(jia)或烴等(deng)可以導致藍紫(zi)色(se)花紋的(de)(de)(de)(de)雜質(zhi)。但由于藍塊螢(ying)(ying)(ying)石(shi)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)格錯位，螢(ying)(ying)(ying)石(shi)原有(you)的(de)(de)(de)(de)原子結構會產生移位或被(bei)干(gan)擾，也有(you)可能在(zai)(zai)物理方(fang)面改(gai)變該種(zhong)(zhong)呈(cheng)現的(de)(de)(de)(de)顏色(se)。

磷綠螢(ying)石(shi)（Chlorophane）

具有熱釋光特(te)性的(de)螢石，受到加熱后會發出綠色亮光。磷綠螢石中含有錳、鋁、鎂、微量的(de)鐵和鈉等雜質(zhi)。

鈰釔礦（Yttrocerite）

螢石(shi)變(bian)種，化學式為(Ca,Ce,Y)F2。當螢石(shi)化學結構(gou)中的部(bu)分鈣元素(su)被(bei)鈰(shi)元素(su)和(he)釔元素(su)替代后，就會變(bian)成(cheng)鈰(shi)釔礦(kuang)。

釔(yi)螢石(shi)（Yttrofluorite）

螢石(shi)變(bian)種，化學(xue)式為(Ca,Y)F2。當(dang)螢石(shi)化學(xue)結構中(zhong)的部分(fen)鈣元素(su)(su)僅被釔(yi)元素(su)(su)替代(dai)時，就會(hui)形成釔(yi)螢石(shi)。

主要價值

螢石(shi)是(shi)唯一一種可(ke)(ke)以(yi)提煉大(da)(da)量氟元素礦(kuang)物(wu)。同時(shi)其(qi)(qi)還被用于(yu)煉鋼中(zhong)的助(zhu)溶劑以(yi)除去(qu)雜(za)質。該(gai)礦(kuang)物(wu)在(zai)制(zhi)(zhi)作生產玻(bo)(bo)璃和搪(tang)瓷(ci)時(shi)也有應(ying)用。此外(wai)，在(zai)光學(xue)領域對(dui)于(yu)螢石(shi)的需求量較(jiao)大(da)(da)。其(qi)(qi)人工(gong)合成晶體長大(da)(da)后可(ke)(ke)以(yi)制(zhi)(zhi)成多(duo)種透鏡(jing)。如用螢石(shi)制(zhi)(zhi)造的照(zhao)相機鏡(jing)頭(tou)，因(yin)其(qi)(qi)具(ju)(ju)有非常低(di)的色(se)散，所以(yi)由其(qi)(qi)打磨成的鏡(jing)片比選用普通玻(bo)(bo)璃的鏡(jing)頭(tou)具(ju)(ju)有更少(shao)的色(se)差。

螢石的(de)顏色(se)鮮艷豐富，晶(jing)體(ti)光滑無暇，被(bei)稱(cheng)之為(wei)“世界上(shang)最鮮艷的(de)寶石”。但(dan)因其硬度(du)低，所以通常情況(kuang)下不能被(bei)用作(zuo)珠寶。但(dan)正(zheng)因螢石質地柔(rou)軟，所以當出現足夠大(da)的(de)晶(jing)體(ti)時，便可以相(xiang)對(dui)容易的(de)用它來雕(diao)刻(ke)裝(zhuang)飾物。該(gai)礦物在(zai)礦石收(shou)藏家(jia)中(zhong)十分流行。尤其是一(yi)些品相(xiang)良好的(de)標本可以出現很高的(de)價格。

工業應用

三氟化硼

螢(ying)石須(xu)為制酸級產品，利用發煙硫酸的脫(tuo)水作用，在適(shi)當溫(wen)度(du)下，可使(shi)硼酸脫(tuo)水得到三氧(yang)化硼晶(jing)體。反應式為：

2H?BO?(s)→B?O?(s)+3H?O(l)+Q

在重鉻酸(suan)鉀(jia)作用下，三氧(yang)化(hua)硼(peng)(peng)、螢石粉(fen)、發煙硫酸(suan)混合加熱，即可得到三氟化(hua)硼(peng)(peng)氣體。反應式為:

3H?SO?(l)+B?O?(s)+3CaF?(s)→3CaSO?(s)+2BF?(g)+3H?O(l)

綜合反應式為：

3H?SO?(l)+2H?BO?(s)+3CaF?(s)→3CaSO?(s)+2BF?(g)↑+6H?O(l)+Q

氟化氫

回(hui)轉(zhuan)窯法：螢石(shi)、H?SO?在回(hui)轉(zhuan)窯中發生的(de)反(fan)應(ying)(ying)為吸熱反(fan)應(ying)(ying)，溫度維(wei)持在200-270℃，主(zhu)反(fan)應(ying)(ying)是：

CaF?(s)+H?SO?(l)→2HF(g)+CaSO?(s)

該主反(fan)應的機理可通過以下(xia)反(fan)應來(lai)表達：

CaF?(s)+H?SO?(l)→Ca(HSO?·F·HF)

Ca(HSO?·F·HF)→Ca(HSO?·F)+HF(g)

Ca(HSO?·F)+HF(g)→CaSO?·2HF(g)

螢石(shi)和硫酸在(zai)進入回(hui)轉(zhuan)窯反(fan)應(ying)之前，需在(zai)常溫或(huo)低(di)溫下經預反(fan)應(ying)器混合，反(fan)應(ying)過程由(you)煤氣(qi)燃燒提供熱量，以避免(mian)惰性氣(qi)體進入而(er)影響HF的(de)(de)吸收冷凝與精餾。反(fan)應(ying)程度(du)(du)直接影響物(wu)料狀態，反(fan)應(ying)物(wu)在(zai)0-40%及(ji)70%80%的(de)(de)反(fan)應(ying)程度(du)(du)時呈漿狀，腐(fu)蝕(shi)反(fan)應(ying)器的(de)(de)程度(du)(du)最大。因(yin)此(ci)，該工(gong)藝的(de)(de)關鍵是設(she)計回(hui)轉(zhuan)窯時盡量避免(mian)腐(fu)蝕(shi)并延長使用壽命(ming)。

氣(qi)(qi)固、氣(qi)(qi)液固流化床(chuang)反(fan)(fan)應(ying)：利(li)用氣(qi)(qi)化的(de)(de)硫酸(suan)和螢石反(fan)(fan)應(ying)制取HF就(jiu)是氣(qi)(qi)固流化床(chuang)，其反(fan)(fan)應(ying)效率較液體硫酸(suan)法高并徹底(di)解決了(le)液體硫酸(suan)與螢石反(fan)(fan)應(ying)存(cun)在的(de)(de)易粘(zhan)問題(ti)，涉及的(de)(de)主要反(fan)(fan)應(ying)如下：

CaF?(s)+SO?(g)+H?O→2HF(g)+CaSO?(s)

該(gai)反(fan)應(ying)放熱，床層溫度為400℃，相(xiang)比(bi)螢(ying)石，H?SO?有15%的(de)(de)過(guo)量且(qie)為氣(qi)態，螢(ying)石在物料停留15分(fen)鐘(zhong)內就有98%轉化。反(fan)應(ying)得到的(de)(de)混合氣(qi)體(ti)經吸收器(qi)除掉固(gu)體(ti)灰塵、硫酸氣(qi)體(ti)、水蒸氣(qi)后，再(zai)經冷凝器(qi)去除SiF?氣(qi)體(ti)即得所需純度的(de)(de)HF產品。氣(qi)固(gu)流化床比(bi)回轉窯法的(de)(de)反(fan)應(ying)迅速，螢(ying)石更(geng)能充分(fen)利用(yong)，設(she)備更(geng)簡單(dan)緊湊，但仍面(mian)臨物料和氣(qi)體(ti)的(de)(de)腐蝕問題。

氣(qi)液(ye)固流化床是指(zhi)在C?F?惰性液(ye)相(xiang)(xiang)中，粒狀螢石和硫酸(suan)反應制(zhi)取HF氣(qi)體(ti)，C?F?液(ye)相(xiang)(xiang)回收(shou)循(xun)環利用(yong)。為確保固相(xiang)(xiang)懸浮于(yu)流化床，控制(zhi)5秒的(de)(de)氣(qi)體(ti)停留；硫酸(suan)仍然(ran)保持15%的(de)(de)過量(liang)，C?F?的(de)(de)質量(liang)是CaSO?質量(liang)的(de)(de)30%。200℃時(shi)，反應進(jin)行80分鐘，即達99%的(de)(de)轉化率(lv)，得(de)到(dao)的(de)(de)HF氣(qi)體(ti)去除(chu)C?F?后，一部分循(xun)環利用(yong)，剩余(yu)部分經硫酸(suan)脫水、濃(nong)縮、蒸餾，純度達到(dao)99.8%；分離后的(de)(de)C?F?也可繼續循(xun)環使用(yong)。該工藝(yi)具有反應的(de)(de)溫度及能耗較(jiao)低、效率(lv)高的(de)(de)優(you)點。

間(jian)歇生(sheng)產(chan)(chan)法(fa)：間(jian)歇生(sheng)產(chan)(chan)法(fa)能夠克服回轉(zhuan)窯(yao)法(fa)生(sheng)產(chan)(chan)HF工(gong)藝(yi)出現的問題(ti)，其過程為：1）首先根(gen)據化(hua)(hua)學計(ji)量(liang)比對(dui)螢石粉、H?SO?計(ji)量(liang)，加熱螢石粉至200-400℃，送入反(fan)應器；2）再加熱H?SO?至100-280℃，逐步加入到反(fan)應器中(zhong)，攪拌、反(fan)應；3）排出的石膏渣即可冷卻。該工(gong)藝(yi)中(zhong)螢石的轉(zhuan)化(hua)(hua)率(lv)可達95%以上，并且相比回轉(zhuan)窯(yao)法(fa)具有設(she)備工(gong)藝(yi)簡單、投(tou)資低、原料計(ji)量(liang)更精確(que)、生(sheng)產(chan)(chan)效(xiao)率(lv)高(gao)、無污(wu)染、正壓下操作(zuo)穩定等優(you)點。

文化傳說

關于(yu)螢石，有一個古老(lao)的(de)傳說。在古印度的(de)一個小(xiao)山崗上，當地(di)人(ren)發現此(ci)處的(de)眼(yan)鏡蛇特(te)別多，這些蛇常聚(ju)集在一塊(kuai)巨石周圍。好奇的(de)人(ren)們決定一探究竟。

人們摸黑登上山頭，發(fa)現那塊巨石(shi)(shi)竟發(fa)出幽(you)幽(you)的(de)藍(lan)光。趨光的(de)特性讓(rang)飛蟲(chong)們奮不顧身(shen)地撲向石(shi)(shi)頭，成(cheng)為(wei)等待已久的(de)青蛙們的(de)美(mei)食，而青蛙兵團又引來(lai)了眼(yan)鏡蛇的(de)圍捕。原來(lai)，蛇聚于(yu)此是(shi)為(wei)了守“石(shi)(shi)”待“蛙”。這(zhe)種石(shi)(shi)頭就是(shi)螢石(shi)(shi)。