e-escola

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!

Compostos de F em produtos do dia-a-dia

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):

  1. qualidade ácida (CaF2 > 97%, SiO2 <1.5%; S 0.03 a 0.1%).
  2. qualidade cerâmica (CaF2 85 a 95%, restrição de impurezas – SiO2, Fe2O3, Pb, Zn - em função da aplicação).
  3. 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.

Teflon

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 CFCsGlossário).
  • 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.

Autor e Créditos

Autor:

  • Manuel Francisco Pereira
  • Elsa Vicente
 

Tópicos Relacionados

  • Lítio

    Grupo de Produção de Conteúdos de Química | 14/11/2007 | Tabela Periódica | Básico

  • Berílio

    Grupo de Produção de Conteúdos de Química | 06/11/2007 | Tabela Periódica | Básico

  • Flúor

    Grupo de Produção de Conteúdos de Química | 05/07/2007 | Tabela Periódica | Básico

  • Magnésio

    Grupo de Produção de Conteúdos de Química | 19/10/2007 | Tabela Periódica | Básico

  • Enxofre

    Grupo de Produção de Conteúdos de Química | 11/11/2009 | Tabela Periódica | Básico

  • Potássio

    Grupo de Produção de Conteúdos de Química | 12/11/2007 | Tabela Periódica | Básico

  • Ferro

    Grupo de Produção de Conteúdos de Química | 10/04/2008 | Tabela Periódica | Básico

  • Nióbio

    Grupo de Produção de Conteúdos de Química | 20/11/2008 | Tabela Periódica | Básico

  • Bertrandite

    Manuel Francisco Pereira; Elsa Vicente | 16/12/2009 | Minerais | Intermédio

  • Criolite

    Manuel Francisco Pereira; Elsa Vicente; Ângela Miguel; Catarina Matos | 05/01/2010 | Minerais | Intermédio

  • Barita

    Manuel Francisco Pereira; Elsa Vicente; Natália Menezes | 09/06/2009 | Minerais | Intermédio

 

Referências Bibliográficas

  • [1] Bateman A., Economic Mineral Deposits, John Wiley & Sons Inc., 2ª Ed., 1951.
  • [2] Blackburn, W.H. & Dennen W.A., Principles of Mineralogy, Second Edition, Wm. C. Brown Publishers, 1994.
  • [3] Carneiro F.S., Potencialidades Minerais da metrópole, base firme de desenvolvimentos industrial do país, Arquivos da Direcção Geral de Minas e Serviços Geológicos, 1971.
  • [4] Celso S. & Gomes F., Minerais Industriais: Matérias Primas Cerâmicas, Instituto Nacional de Investigação Científica, Aveiro, 1990.
  • [5] Cerný, P., Short Course in Granitic Pegmatites in Science and Industry, Ed. P. Cerný. Mineralogical Association of Canada Short Handbook, 1982.
  • [6] Clark, A.M., Hey’s Mineral Index: Mineral Species, varieties and synonyms, 3ª. Ed., Chapman & Hall, 1993.
  • [7] Constantopoulos, J.T., Earth Resources Laboratory Investigations, Prentiss-Hall, 1997.
  • [8] Dud’a, R. & Reij.L, A Grande Enciclopédia dos Minerais, Editorial Inquérito, 1994.
  • [9] Edwards, D. & King, C., Geocience: Understanding Geological Processes, Hodder & Stoughton, 1999.
  • [10] Enciclopédia Minerais e Pedras Preciosas, RBA Editores, 1993.
  • [11] Gaines R., Skinner H., Foord E., Mason B., Rosenzweig A., Danas’s New Minerology, 8ª. Ed., John Wiley & Sons, Inc., 1997.
  • [12] Galopim de Carvalho, A.M., Sopas de Pedra: De Mineralibus, I, Gradiva Publicações Lda., 2000.
  • [13] Gaspar L. M. & Inverno C. M. C., 2000, Mineralogy and Metasomatic Evolution of Distal Strata-Bound Scheelite Skarns in the Riba de Alva Mine, Northeastern Portugal, 95, 6.
  • [14] Gomes, C. L. & Nunes, J. E. L., Análise paragenética e classificação dos pegmatitos graníticos da cintura hercínica centro-ibérica, in “A Geologia de Engenharia e os Recursos Geológicos”, Imprensa da Universidade, Vol. 2 – Recursos Geológicos e Formação, Coimbra, 2003.
  • [15] Harben, P.W. & Bates, R.L., Industrial Minerals, Geology and World Deposits. Industrial Minerals Division, Metal Bulletin PLC, London, 1990.
  • [16] Harben, P.W. & Kuzvart, M., Industrial Minerals, A Global Geology. Industrial Minerals Information Ltd, Metal Bulletin PLC, London, 1996.
  • [17] Hurlbut, C.S. Jr., Les Minéraux et L’ Homme, Éditions Stock, Paris, 1969.
  • [18] Hurlbut, C.S. Jr. & Switzer G.S., Gemology, Johnn Wiley & Sons, Inc., 1979.
  • [19] Klein, C. & Hurlbut C.S., Manual of Mineralogy (after James D. Dana), Revised 21ª. Ed., John Wiley & Sons, Inc., 1999.
  • [20] Manutcherhr-Danai M., Dictionary of gems and geomology, Springer-Verlag, 2000.
  • [21] Mendes, H. S. & Silva, M. I., Mineralogia e Petrologia – Segundo as lições do Prof. Eng. Luís Aires de Barros, Edição da Secção de Folhas da A.E.I.S.T., 1965.
  • [22] Pereira, M.F.C, Análise estrutural e mineralógica do aparelho pegmatítico de Pereira de Selão (Seixigal) - Vidago (N de Portugal), Tese de doutoramento em Engenharia de Minas, Departamento de Minas, IST-UTL, Lisboa, 2005.
  • [23] Putnis, A., Introduction to mineral sciences, Press Syndicate of the University of Cambridge, 1992.
  • [24] Staff of U.S. Bureau of Mines, Mineral Facts and Problems, 1985 Edition, Bulletin 675, United States Department of the Interior, 1956.
  • [25] Velho J., Gomes C. & Romariz, Minerais Industriais, Geologia, Propriedades, Tratamentos, Aplicações, Especificações, Produções e Mercados, Gráfica de Coimbra, Coimbra, 1998.
 

Para comentar tem de estar registado no portal.

Esqueceu-se da password?

© 2008-2009, Instituto Superior Técnico. Todos os direitos reservados.
  • Feder
  • POS_conhecimento