Fluorite Intermédio
Publicado em 02/03/2010
Aplicações
Fonte de Flúor: as aplicações do flúor elementar são muito limitadas, dada a reactividade e perigosidade do elemento.
É importante lembrar que o F, nas devidas proporções, é essencial para o Homem, ocorrendo a maior concentração ao nível dos ossos (valor médio 500 ppm). Contudo, elevadas concentrações, por inalação ou ingestão, conduzem a diversos tipos de problemas, que no limite conduzem à morte. Um exemplo paradigmático da importância deste elemento ao nível da dentição mostra que, quando existe deficiência, tendem a formar-se cáries e que, quando existe ligeiro excesso, os sintomas de fluorose (intoxicação por F) começam a aparecer (dentes quebradiços e cromaticamente disformes, problemas de tiróide, etc.).
Compostos de F: a fluorite é a matéria-prima principal utilizada na produção de ácido fluorídrico – HF, que por sua vez está na base de muitos compostos de F. Os compostos de flúor estão presentes em inúmeros produtos e aplicações do dia-a-dia, como a pasta de dentes, utensílios de cozinha, nos automóveis ou nas indústrias mais sofisticadas, como a nuclear e a aeroespacial.
Alguns compostos de F derivam da apatite, como é o caso do ácido fluorosilícico H2SiF6 e do hexafluorosiliceto de sódio Na2SiF6, utilizados principalmente na fluoretização da água de consumo humano. Este tipo de procedimentos deve ser acompanhado com medidas dietéticas complementares, nomeadamente das crianças, de forma a não criar situações de fluorose. A presença de fluoretos nas pastas de dentes (1000 ppm ~ 1500 ppm) é também uma medida para fazer face à pandemia das cáries no mundo moderno!
Fig. 6 – Compostos de F surgem em muitos produtos do dia-a-dia: botas com tecnologia “Gore-Tex” e pasta de dentes que contém NaF e substâncias minerais, como a perlite e mica.
Concentrados minerais
Consoante o teor em CaF2 e o tipo de impurezas presentes, os concentrados de fluorite (espato de flúor – fluorspar) têm aplicações e designações industriais distintas (Ref. British Geologic Survey; United States Geologic Survey; Harben & Kužvart, 1996):
- qualidade ácida (CaF2 > 97%, SiO2 <1.5%; S 0.03 a 0.1%).
- qualidade cerâmica (CaF2 85 a 95%, restrição de impurezas – SiO2, Fe2O3, Pb, Zn - em função da aplicação).
- qualidade metalúrgica (CaF2 60 a 85%, Sulfuretos < 0.3%; Pb < 0.03 a 0.1%).
Utilização directa, produção de ácido fluorídrico (HF) e produtos dependentes (criolite sintética, e AlF3)
Corresponde a mais de 90% da produção mundial. O HF é produzido adicionando H2SO4 à fluorite em forno rotativo a cerca de 300/350 ºC: CaF2 + H2SO4 ↔ CaSO4 (anidrite) + 2HF (gasoso).
- Produção do petróleo (transformação das olefinas em isoparafinas).
- Detergentes.
- Produção de chips.
- Metalurgia, processamento e limpeza de metais - aço, alumínio, metais raros (Nb,Ta) e U – e soldadura (eléctrodos).
- Vidro branco ou colorido e esmaltados opacos ou translúcidos (frigoríficos, louças de cozinha, automóveis, etc.).
No caso do aço, a fluorite promove a remoção do ferro, enxofre, carbono e silício, por oxidação ou pela formação de escórias móveis. A fluorite funde a 1270 ºC e forma eutécticos, com a maioria dos óxidos metálicos, baixando por isso as temperaturas de fusão. No caso do alumínio, a criolite sintética e alguma fluorite funcionam como electrólitos (Processo Hall-Heroult). Os metais raros, como o Nb e Ta, são extraídos por ataque com HF seguido da extracção com solventes. O flúor elementar, preparado a partir do HF por electrólise, é utilizado na produção de UF6, que está na base da separação dos isótopos do urânio.
Fig. 7 - Os polímeros do tipo Teflon (carbono – átomos pretos, F - átomos verdes) têm múltiplas aplicações na sociedade actual. O revestimento da frigideira é em Teflon e a sua estrutura de base é de alumínio, cuja produção envolve também minerais de F (criolite e fluorite).
Hidrofluorocarbonetos (compostos do tipo HFC, HCFC e CFC) e Fluoropolímeros
Estes compostos são obtidos quando o F substitui um ou mais hidrogénios em determinadas moléculas as propriedades físicas, a reactividade, a actividade biológica, a solvência e a estabilidade são modificadas profundamente. Seguem-se alguns exemplos:
- Gases de Refrigeração (ver utilização nociva dos CFCs
). - Agentes de propulsão.
- Produtos agroquímicos - fungicidas, herbicidas e insecticidas.
- Produtos farmacêuticos - antibacterianos, antifúngicos, antibióticos, anestésicos, inibidores de protease e agentes anticancerígenos, etc.
- Conservação e transferência de energia.
- Teflon (PTFE, tetrafluoretileno) e resinas derivadas PFA, FEP e ETFE – aplicações muito diversificadas (ex. coberturas antiaderentes das frigideiras, jantes de carros, materiais laboratoriais, etc.).
- Gore-Tex (polímeros fluorados usados sob a forma de compósitos em calçado e vestuário especial) - material impermeável à água mas permeável à respiração da pele (ver figura 6).
- Polímeros fotoresistentes.
- Cristais líquidos – o F melhora as suas características.
- Agentes tensio-activos.
- Membranas de troca iónica.
- Pigmentos – os compostos de F aumentam a sua estabilidade.
Compostos orgânicos com F
Algumas linhas de investigação revelam a possibilidade de alguns compostos de F, em associação com soro, serem utilizados como substituto do sangue, devido à sua capacidade de transportar oxigénio.
Fluoretos inorgânicos
São aplicados em insecticidas, anti-sépticos, aditivos, químicos, antioxidantes, entre outros.
Outras aplicações
- Óptica: os cristais mais puros e perfeitos são utilizados na produção de lentes e prismas ópticos e de máquinas fotográficas.
- Gemas: Variedades bem cristalizadas e com diversas cores e a variedade Blue John.
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