С позиций пригодности для выращивания оптических монокристаллов был исследован флюорит практически всех месторождений СССР. Он в этом отношении оказался исключительно разнородным (Черневская и др., 1973; Юшкин и др., 1977].
В 60—70-е годы главным сырьевым источником для ростовых производств были флюоритовые месторождения пегматитового типа главным образом Казахстана [Самсонов, Савельев, 1980]. На примере этого сырья особенно ярко выступают все положительные и отрицательные качества природного флюорита.
Флюорит в пегматитовых месторождениях встречается в виде крупных мономинеральных скоплений, поэтому обогащение сырья, получение концентрата и подготовка крупки для шихты не вызывают особых затруднений. Характерной минералого-технологической особенностью этого флюорита является большое (5—12) число разновидностей с различным содержанием редкоземельных элементов. Из каждой такой разновидности получались искусственные кристаллы с резко различными оптическими свойствами, особенно сильно меняющимися в ультрафиолетовой и видимой областях спектра (рис. 19). Так, для монохроматического света с λ = 205 нм пропускание τλ, изменяется от 10 до 75%, для λ = 306 нм — от 10 до 80%, для λ = 400 нм — от 60 до 90% и т. п. Поэтому кристаллы каждой выращенной партии приходилось контролировать по всем показателям качества.
Для обеспечения стабильных оптических показателей хотя бы по отдельным типам выращиваемых кристаллов при использовании такого разнородного сырья вводится дополнительная трудоемкая операция — сортировка природного флюорита по минералогическим признакам на макро- и микроуровне (по цвету, прозрачности, характеру излома и т. п.). Например, флюорит одного из месторождений подразделяется на пять типов (табл. 3) [Волкова и др., 1973]. Спектральные характеристики кристаллов, полученные из каждого типа сырья, даны на рис. 20. Такая сортировка увеличивает вероятность получения нужных параметров у выращенных кристаллов и позволяет сократить объем контрольных операций. Кроме того, для повышения пропускания кристаллов из этого сырья их выращивание проводилось в режиме фторирования [Черневская, Калита, 1972]. Эти приемы (сортировка и фторирование) позволяют несколько повысить качество получаемых кристаллов. Нелюминесцирующие кристаллы получаются из нелюминесцирующего природного флюорита, который отбирают при ультрафиолетовом освещении из общей массы флюорита.
Таблица 3. Минералого-технологические разновидности природного флюорита одного из пегматитовых месторождений Казахстана [Волкова и др., 1973]
| Номер разновидности (см. рис. 20) | Минералогические признаки | Состав и содержание (%) примесей | Относительное качество получаемых кристаллов |
|---|---|---|---|
| 1 | Бесцветный, прозрачный, со стеклянным блеском и совершенной спайностью | Y — 0,01; Yb — 0,01; Eu — 0,02; Sr — 0,02 | Самое высокое |
| 2 | Фиолетовый (бесцветный с фиолетовыми пятнами), прозрачный, со стеклянным блеском и весьма совершенной спайностью | Y — 0,01; Sr — 0,06 | Высокое |
| 3 | Светло-зеленый, полупрозрачный, со стеклянным блеском и совершенной спайностью | Ce — 0,05; La — 0,01; Y — 0,02; Ti — 0,001 | Менее высокое |
| 4 | Светло-голубой, полупрозрачный, с жирноватым блеском и несовершенной спайностью | La — 0,03; Y — 0,03; Yb — сл.; Eu — 0,03; Mn — 0,002; Ti — сл. | Низкое |
| 5 | Голубовато-зеленый, непрозрачный, с жирным блеском и несовершенной спайностью | Ce — 0,07; Y — 0,05; Yb — 0,03; Eu — 0,05; Mn — 0,02; Ti — сл. | Самое низкое |
Примечание. Во всех разновидностях, кроме указанных в таблице изоморфных примесей, постоянно присутствуют Si — 0,1%; Al — сл.; Mg — 0,03; Fe — сл. — 0,001%