FLUORİT

Fluorit, (CaF2) Kalsiyum florür bileşiminde olup, saf olduğunda % 51.3 Kalsiyum, % 48.7 fluor içerir. Metalurjide curuf yapıcı olarak kullanıldığı ve düşük ergime noktasına sahip olmasından, Latince fluere (akmak) kelimesinden gelmektedir eski Yunan ve Romalılar, Çinliler ve Amerikalı Kızılderililer fluoriti süs eşyası olarak kullandılar. Kübik sistemde kristalleşir, mohs sertliği 4, özgül ağırlığı 3,18 gr/cm3, erime sıcaklığı 1330ºC, rengi mor, yeşil, mavi, sarı, beyaz, pembe, kahverengi ve mavimsi siyah, şeffaf yarı şeffaf olan bir mineraldir. Renkler, kristal kafesindeki safsızlık elementine göre değişiklik gösterir. Florit flüoresanslık veren ve renk özelliklerini etkileyen nadir toprak elementlerini de içerir. Katot ve morötesi ışın altında mavi veya mor floresan özellik gösterir. Isıtıldığı zaman fosforesan özellik gösterir. Fluor içeren başlıca mineraller; fluorit(CaF2), gübre üretiminde fosfat kaynağı olan ve çok az fluor içeren fluorapatit (Ca3 F (PO3)2 ve genellikle yapay olarak alüminyum üretiminde elde edilen ve doğal olarak sadece Grönland’da bulunan kriyolittir.

(Na3AlF6) Doğal fluorit kuvars, barit kalsit, galenit, sfalerit, siderit, sölestit, kalkopirit ve diğer sülfid mineralleri ile birlikte bulunur. Fluorit mükemmel oktahedral kırınım gösterir. Bazı mineraller serbest fluor içerir. Fluorit çok geniş fiziksel ve kimyasal koşulların oluşturduğu çok değişik jeolojik ortamlarda yataklanır. Magmatik, metamorfik ve sedimanter kayaçlar içerisinde hidrotermal damar, dolgu ve metazomatik yataklar şeklinde oluşur. Magmatik, metamorfik ve sedimanter kayaçların ince damarlarında, karbonatlı kayaçlarda tabaka şeklindeki ve  asit magmatik girişimler boyunca yer değiştirme ile, kırık zon ve depolanma bölgelerinde, karbonatit ve alkali kayaların kenar zonlarında, ana yatakta atmosferik bozunma ile oluşan artık konsantrasyonlarında, baz metal yataklarında gang minerali olarak, breşli dolgularda, pegmatitlerde ve göl sedimanlarında rastlanır.  Akarsularda rastlanmaz. Aramalarda Jeofizik metotlardan ziyade, jeokimyasal metotler ve su analizleri faydalıdır. Ana yatağı bunlarla tespit etmek yine de güçtür. Ancak yataktan kopmuş, fluor içermeyen  kireçtaşları gibi kayaçlar takip edilmelidir Fluorit kırılgan ancak atmosferik bozunmaya dayanıklıdır. Killer arasında rastlanabilir.

Fluorit; 16. yüzyıl Avrupa’sında curuf yapıcı olarak kullanıldığı Agricola tarafından yazılmıştır. Fluorit madenciliği 1775 yılında İngiltere’de ve 1820-1840 yılları arasında ABD’nin farklı eyaletlerinde başladı. Fluorit üretimi, bazik çelik yapım metotlarının gelişmesiyle büyük oranda arttı. Fluorit kullanımı, özellikle I. ve II. Dünya savaşları sırasında seramik, kimya, alüminyum ve çelik endüstrilerinin büyümesi ile arttı. Fluoro-karbonlar 1931’de, susuz  hidroflorik asit 1942 yılında  yüksek oktanlı benzin yapımında kullanılmaya başlandı. Fluoritin galen , sfalerit ve genel gang minerallerinden selektif  flotasyon metoduyla ayrılması (1930’larda), ağır ortamla zenginleşirme (1940’larda) yapılmasıyla üretimde artışlar sağlandı. Fluoritin barit ve dolomitten ayrılması için flotasyon tekniklerinin gelişmesi, flotasyon konsantrelerinin demir-çelik için peletlenmesi ve biriketlenmesi endüstride ana açılımlar sağladı Fluorit madenlerindeki işletme yöntemleri münferit fluorit yataklarındaki jeolojik şartlara bağlı olarak değişir. Derin yataklarda genellikle yeraltı işletme teknikleri uygulanırken sığ ve geniş yataklarda açık işletme yöntemi uygulanmaktadır. Cevherin eğimi, cevherin tenörü, örtü tabakası kalınlığı, cevherin ve yan duvarı oluşturan kayaların sağlamlığı, cevher genişliği vs. gibi etkenler göz önünde bulundurularak, üretim yöntemi tespit edilir. Alınabilir damar atmosferik bozunmaya uğramışsa,50m.’lik derinliğe adar açık ocak metoduyla alınır. Daha derin cevherleşmeler, cevher ambarlı, yatay dilimli veya rambleli yeraltı işletme metotlarıyla üretilir. Güney Afrika’da olduğu gibi, daha ucuz patlayıcılar, lastik tekerlekli aletler ve ocak basamaklama sistemi uygulanır.

Ülkemizdeki fluorit yataklarının genellikle yüzeye dik ve paralel olarak uzanan damarlar şeklinde olması nedeniyle işletme önce açık olarak yapılmakta ve sonraki aşamalarda yeraltı madenciliği şeklinde yapılmaktadır. Damar madenciliği genellikle sağlam duvar oluşturabilen yantaşların olduğu yerlerde, çeşitli dilimleme metotlarıyla yapılırken, iyi yataklanmış (bedded),  stratiform ya da tabakalı fluorit yataklarında, tavan koşulları uygunsa, oda-topuk metodu ile işletme yapılmaktadır. Demir-çelik, alüminyum, kimya (HF asit ve türevleri yapımında) ve seramik sanayiinde olmak üzere cam, mobilya ve çimento sanayii dahil 30 dan fazla sanayi dalında kullanılmaktadır. Hidrofluorik asit (HF): Asit kalitesindeki fluoritin fırında H2SO4 ile reaksiyonundan elde edilir. HF asitten ise sentetik kriyolit elde edilir. Kriyolit de, alüminyum sanayiinde alüminadan metal aluminyum elde edilmesinde elektrolit olarak kullanılır. HF asit ayrıca uçak ve otomobiller için yüksek oktanlı benzin imali ve çelik parlatılması dahil birçok kimya endüstrisinde kullanılmaktadır.

Bir ton hidrofluorik asit üretmek için 2,25 ton asit kalitesinde fluorite ihtiyaç vardır. Bir ton kriyolit üretimi için ise ortalama 1 ton asit kalitesinde fluorite ihtiyaç vardır. Florit demir-çelik sanayiinde,  yüksek fırınlarda demir ve elektrik fırınlarında çelik elde ederken cürufun akışkanlığını sağlayarak demirdeki kükürt ve fosforun  cürufa karışmasını kolaylaştırmaktadır. Bir milyon ton sıvı maden elde etmek için yaklaşık 1700 ton metalurji kalitesinde fluorite ihtiyaç vardır.

Türkiye Demir-Çelik İşletmeleri Fabrikalarında (İsdemir ve Karabük) yılda ortalama 3,5 milyon ton mayi maden üretildiğine göre yaklaşık 6000 ton fluorit kullanılmaktadır. Fluorit seramik sanayiinde sır yapımında, cam sanayiinde beyaz ve renkli opal cam imalinde, portland çimentosu imalinde klinker elde etmek amacıyla, soba, buzdolabı ve pişirme araçlarının çelik kısımlarının kaplanmasında, suni kauçuk ve aerosol üretiminde olmak üzere birçok sanayi dalında kullanıldığı gibi elektrod kaplamalarında rutil yerine ikame madde olarak da kullanılmaktadır. Kullanım alanlarına göre ülke bazındaki fluorit tüketimine ait istatistiki veriler kaynaklarda yer almamıştır. Ancak yapılan araştırmalardan dünya fluorit tüketiminin yaklaşık % 55-60'ı demir-çelik sanayiinde, % 20-25'i kimya sanayiinde, % 15'i alüminyum sanayiinde ve % 5'i de diğer sanayii dallarında tüketilmektedir. Birleşik Devletlerinin iki yıllık fluorit tüketimi kullanım alanlarına göre aşağıda verilmiştir

Fluorit başlıca demir-çelik  alüminyum, kimya sanayiinde ( HF asit ve türevleri yapımında ) ve seramik sanayiinde olmak üzere cam, mobilya ve çimento sanayii dahil 30’dan fazla sanayii dalında kullanılmaktadır. Fluoritin demir-çelik sanayiinde curüf yapıcı olarak olağanüstü özellikleri vardır. Curufa akışkanlık kazandırır, ısı iletimini hızlı yaptığı için enerjiden tasarruf sağlar. Safsızlıkların kolayca curufa geçişine yardım eder .