Apatyt

Apatyt to minerał składający się z fosforanu wapnia o wzorze chemicznym Ca5(PO4)3(OH,F,Cl). Należy do grupy apatytu minerały, który obejmuje również hydroksyapatyt i fluoroapatyt. Apatyt jest stosunkowo powszechnym minerałem, który może występować w różnych kolorach, w tym żółtym, zielonym, niebieskim i fioletowym. Jest ważnym minerałem w tworzeniu się skał magmowych, osadowych i Skały metamorficznei można go również znaleźć w tkankach biologicznych, takich jak kości i zęby. Ze względu na swoje właściwości chemiczne i fizyczne apatyt ma różnorodne zastosowania przemysłowe, m.in. przy produkcji nawozów, kwasu fosforowego i materiałów stomatologicznych.

Jest to grupa minerałów fosforanowych, zwykle odnosząca się do hydroksyloapatytu, fluoroapatytu i chloroapatytu

• hydroksyapatyt
• Fluorapatyt
• Chlorapatyt

Skład chemiczny apatytu

Apatyt jest minerałem o stosunkowo złożonym składzie chemicznym, który może się różnić w zależności od konkretnego rodzaju apatytu. Podstawowy wzór apatytu to Ca5(PO4)3X, gdzie X może oznaczać dowolny z kilku jonów, w tym OH-, F-, Cl- lub ich kombinację. Pewne różnice w składzie mogą również wystąpić w wyniku zastąpienia wapnia lub fosforu innymi pierwiastkami.

Skład chemiczny apatytu można dalej opisać, rozbijając poszczególne składniki wzoru. Składnik Ca5 reprezentuje zawartość wapnia w tym minerale, który jest niezbędnym składnikiem odżywczym dla wielu żywych organizmów. Składnik (PO4)3 reprezentuje zawartość fosforanów w minerałach, co jest ważne w wielu zastosowaniach przemysłowych, w tym w produkcji nawozów.

Składnik X wzoru oznacza anion, który może występować w apatytu. Jeśli X oznacza OH-, minerał nazywa się hydroksyapatytem. Jeśli X oznacza F-, minerał nazywa się fluoroapatytem. Jeśli X oznacza Cl-, minerał nazywa się chlorapatytem. Jeśli X jest kombinacją tych anionów, minerał nazywa się mieszanym apatytem.

Oprócz podstawowej formuły apatyt może zawierać również różne pierwiastki śladowe i zanieczyszczenia, które mogą wpływać na jego właściwości i zachowanie. Na przykład pierwiastki ziem rzadkich, takie jak lantan i cer, mogą zastąpić wapń w strukturze krystalicznej apatytu, co prowadzi do zmian w jego właściwościach fizycznych i właściwości optyczne.

Właściwości fizyczne apatytu

• Kolor: Apatyt może występować w różnych kolorach, w tym bezbarwnym, białym, żółtym, zielonym, niebieskim, fioletowym i brązowym. Na kolor apatytu mogą mieć wpływ zanieczyszczenia lub pierwiastki śladowe obecne w minerale.
• Przezroczystość: Apatyt jest zwykle przezroczysty lub półprzezroczysty, chociaż niektóre odmiany mogą być nieprzezroczyste.
• Struktura krystaliczna: Apatyt ma sześciokątną strukturę krystaliczną, co oznacza, że ​​ma sześciokrotną symetrię. Jego sieć krystaliczna składa się z powtarzających się jednostek czworościanów fosforanowych (PO4) i jonów wapnia (Ca).
• Twardość: Apatyt ma twardość w skali Mohsa wynoszącą 5, co oznacza, że ​​jest stosunkowo miękki i można go łatwo zarysować twardszymi minerałami, takimi jak kwarc.
• Łupliwość: Apatyt dobrze rozszczepia się w jednym kierunku, co oznacza, że ​​można go łatwo podzielić wzdłuż płaskiej płaszczyzny.
• Złamanie: Apatyt ma pęknięcie muszlowe, co oznacza, że ​​pęka z gładką, zakrzywioną powierzchnią w podobny sposób, w jaki pęka szkło.
• Połysk: Apatyt ma szklisty połysk, co oznacza, że ​​odbija światło jak szkło.
• Gęstość: Gęstość apatytu różni się w zależności od składu minerału, ale zazwyczaj mieści się w zakresie od 3.1 do 3.4 g/cmXNUMX.

Właściwości optyczne apatytu

• Współczynnik załamania światła: Apatyt ma stosunkowo wysoki współczynnik załamania światła, wahający się od 1.63 do 1.69. Oznacza to, że światło przechodzące przez apatyt jest załamywane lub załamywane pod większym kątem niż w powietrzu.
• Dwójłomności: Apatyt jest silnie dwójłomny, co oznacza, że ​​ma dwa różne współczynniki załamania światła w zależności od kierunku przechodzącego przez niego światła. Powoduje to podwójne załamanie, podczas którego obiekt oglądany przez apatyt wydaje się być podzielony na dwa obrazy.
• Pleochroizm: Apatyt wykazuje pleochroizm, co oznacza, że ​​przy oglądaniu pod różnymi kątami może wykazywać różne kolory. Dzieje się tak na skutek absorpcji światła o różnej długości fali w różnych kierunkach.
• Fluorescencja: Niektóre rodzaje apatytu wykazują fluorescencję, co oznacza, że ​​emitują światło widzialne pod wpływem promieniowania ultrafioletowego. Ta właściwość sprawia, że ​​apatyt jest przydatny w różnych zastosowaniach, takich jak produkcja lamp fluorescencyjnych.
• Dyspersja optyczna: Apatyt ma stosunkowo wysoką dyspersję optyczną, co oznacza, że ​​może rozdzielać światło białe na składowe kolory lub linie widmowe. Właściwość ta jest wykorzystywana w zastosowaniach gemologicznych do identyfikacji różnych rodzajów apatytu i odróżnienia ich od innych minerałów.
• Widma absorpcyjne: Widma absorpcji apatytu mogą dostarczyć informacji na temat składu chemicznego i struktury krystalicznej minerału. Właściwość ta jest wykorzystywana w różnych zastosowaniach naukowych i przemysłowych, takich jak w geologii do badania powstawania i ewolucji skałyoraz w medycynie do analizy składu chemicznego tkanki kostnej.
• Anizotropia optyczna: Apatyt jest optycznie anizotropowy, co oznacza, że ​​ma różne właściwości optyczne w różnych kierunkach. Ta właściwość jest związana ze strukturą krystaliczną minerału, która ma symetrię sześciokątną. Anizotropię apatytu można wykorzystać do określenia orientacji i ułożenia ziaren minerałów w skałach, co może dostarczyć informacji na temat historii geologicznej skał.

Tworzenie apatytu

Apatyt może powstawać w wyniku kilku różnych procesów geologicznych, w tym procesów magmowych, osadowych i metamorficznych. Oto niektóre sposoby tworzenia apatytu:

• Procesy magmowe: Apatyt może krystalizować z magm lub stopów bogatych w wapń i fosfor. Często zdarza się to w sytuacjach natrętnych skały magmowe jak na przykład granit, sjeniti karbonatyt. Apatyt może również tworzyć się w skałach wulkanicznych, takich jak bazalt i andezyt, gdzie może występować w postaci fenokryształów lub małych kryształów w masie gruntowej.
• Procesy sedymentacyjne: Apatyt można wytrącić z roztworów wodnych w środowiskach osadowych. Dzieje się tak, gdy jony fosforanowe w roztworze reagują z jonami wapnia, tworząc kryształy apatytu. Apatyt może również powstawać w wyniku akumulacji materiału biogennego, takiego jak kości i zęby, które zawierają apatyt.
• Procesy metamorficzne: Apatyt może powstawać w wyniku metamorfizmu, który zachodzi, gdy skały poddawane są działaniu wysokich temperatur i ciśnień. Podczas metamorfizmu apatyt może zostać rekrystalizowany lub przekształcony w różne fazy mineralne, w zależności od warunków metamorfizmu.

Ogólnie rzecz biorąc, powstawanie apatytu jest ściśle powiązane z dostępnością wapnia i fosforu, które są niezbędnymi elementami składu chemicznego minerału. Tworzenie się apatytu może dostarczyć ważnych informacji na temat historii geologicznej i procesów, które wpłynęły na skały i minerały.

Zdarzenie geologiczne

Apatyt jest szeroko rozpowszechnionym minerałem, który można znaleźć w różnych środowiskach geologicznych. Oto niektóre z typowych wystąpień apatytu:

• Skały magmowe: Apatyt jest powszechnym minerałem dodatkowym w skałach magmowych, takich jak granit, sjenit i karbonatyt. Może występować w postaci małych kryształów lub ziaren, lub jako duże masy lub żyły.
• Skały osadowe: Apatyt można znaleźć w skałach osadowych, takich jak fosforyty, które są skałami bogatymi w fosforany. Skały te często tworzą się w środowiskach morskich, gdzie materia organiczna gromadzi się i rozkłada, uwalniając fosforany do otaczającej wody.
• Skały metamorficzne: Apatyt może występować w skałach metamorficznych, takich jak marmur, łupek, gnejs. Podczas metamorfizmu apatyt może zostać rekrystalizowany lub przekształcony w różne fazy mineralne, w zależności od warunków metamorfizmu.
• Żyły hydrotermalne: Apatyt można znaleźć w żyłach hydrotermalnych, które są zmineralizowanymi pęknięciami lub szczelinami w skałach wypełnionych złoża minerałów. Żyły te mogą tworzyć się w różnych środowiskach geologicznych, w tym w skałach magmowych, metamorficznych i osadowych.
• Tkanki biologiczne: Apatyt jest ważnym składnikiem kości i zębów, gdzie zapewnia wytrzymałość i twardość tym tkankom. Można go również znaleźć w innych materiałach biologicznych, takich jak łuski ryb i otolity.

Ogólnie rzecz biorąc, apatyt występuje w wielu różnych środowiskach geologicznych i może dostarczyć ważnych informacji na temat historii geologicznej i procesów, które wpłynęły na skały i minerały. Występowanie w tkankach biologicznych czyni go ważnym minerałem także w biologii i medycynie.

Dystrybucja apatytu

Apatyt jest szeroko rozpowszechniony na całym świecie i można go znaleźć w różnych warunkach geologicznych. Oto niektóre regiony, w których powszechnie występuje apatyt:

• Kanada: Kanada jest jednym z wiodących na świecie producentów apatytu, ze znaczącym udziałem depozyty zlokalizowane w Ontario, Quebecu i na Terytoriach Północno-Zachodnich. Złoża te występują w skałach magmowych i osadowych i są wydobywane głównie ze względu na zawartość fosforanów wykorzystywanych do produkcji nawozów.
• Rosja: Rosja to kolejny duży producent apatytu, posiadający duże złoża zlokalizowane na Półwyspie Kolskim, na dalekim północnym zachodzie kraju. Złoża te występują w alkalicznych skałach magmowych i są wydobywane głównie ze względu na zawartość fosforanów.
• Brazylia: Brazylia jest domem dla znacznych złóż apatytu, szczególnie w stanie Minas Gerais. Złoża te występują w pegmatytach i żyłach hydrotermalnych i często są powiązane z innymi rzadkimi minerałami, takimi jak turmalin i topaz.
• Stany Zjednoczone: Złoża apatytu występują w kilku stanach Stanów Zjednoczonych, w tym na Florydzie, Idaho, Tennessee i Wyoming. Złoża te występują w skałach osadowych i są wydobywane głównie ze względu na zawartość fosforanów.
• Maroko: W Maroku znajdują się jedne z największych na świecie złóż apatytu, które występują na Saharze Zachodniej i są wydobywane głównie ze względu na zawartość fosforanów.

Ogólnie rzecz biorąc, apatyt jest szeroko rozpowszechniony na całym świecie i można go znaleźć w różnych warunkach geologicznych. Jego znaczenie w produkcji nawozów i innych zastosowaniach przemysłowych doprowadziło do znacznej działalności wydobywczej i wydobywczej w wielu krajach.

Zastosowanie apatytu

Apatyt ma różnorodne zastosowania w różnych dziedzinach, w tym w przemyśle, rolnictwie i medycynie. Oto niektóre z najczęstszych zastosowań apatytu:

1. Nawozy: Apatyt jest głównym źródłem fosforanów, kluczowych składników odżywczych niezbędnych do wzrostu roślin. W rezultacie apatyt jest szeroko stosowany w produkcji nawozów, szczególnie w sektorze rolniczym.
2. Zastosowania przemysłowe: Apatyt jest również stosowany w różnych zastosowaniach przemysłowych, w tym w produkcji chemikaliów fosforanowych, takich jak kwas fosforowy, który jest stosowany w produkcji dodatków do żywności, napojów i detergentów.
3. Przemysł ceramiczny: Apatyt jest używany do produkcji ceramiki, takiej jak zastawa stołowa i płytki dekoracyjne, ze względu na jego wysoką temperaturę topnienia i twardość.
4. Implanty dentystyczne: Apatyt jest biokompatybilny, co oznacza, że ​​można go stosować w zastosowaniach biomedycznych, takich jak implanty dentystyczne i przeszczepy kości.
5. Biżuteria: Apatyt jest czasami używany jako kamień szlachetny ze względu na atrakcyjne kolory, w tym niebieski, zielony i żółty.
6. Badania: Apatyt jest badany przez badaczy zajmujących się geologią, materiałoznawstwem i biologią ze względu na jego unikalne właściwości, takie jak struktura krystaliczna, właściwości optyczne i skład chemiczny. Naukowcy wykorzystują apatyt jako minerał modelowy do badania procesów, takich jak wzrost kryształów, chemia kryształów i biomimetyka.

Ogólnie rzecz biorąc, apatyt jest ważnym minerałem o szerokim zakresie zastosowań, szczególnie w sektorach rolniczym i przemysłowym.

fosforytu

Fosforyt i fosforyt to nazwy stosowane w odniesieniu do skał osadowych zawierających co najmniej 15–20% fosforanów w przeliczeniu na masę. Zawartość fosforu w tych skałach wynika głównie z obecności minerałów apatytu

Zastosowania apatytu jako skały fosforanowej

• Większość fosforytów wydobywanych na świecie wykorzystywana jest do produkcji nawozów fosforowych. Wykorzystuje się go także do produkcji dodatków paszowych dla zwierząt, kwasu fosforowego, fosforu elementarnego i związków fosforanowych dla przemysłu chemicznego.
• Chiny są największym producentem fosforytów, wyprodukowały około 100 milionów ton w 2014 roku. Głównymi producentami fosforanów są także Stany Zjednoczone, Rosja, Maroko i Sahara Zachodnia.
• Ponad 75% światowych zasobów fosforytów znajduje się w Maroku i Saharze Zachodniej.

Często zadawane pytania dotyczące apatytu

Do czego służy apatyt?

Apatyt jest stosowany w różnych dziedzinach, w tym w rolnictwie, przemyśle, medycynie i badaniach. Jest głównym źródłem fosforanów stosowanych w nawozach, a także do produkcji kwasu fosforowego, ceramiki, implantów dentystycznych i biżuterii.

Jakie są właściwości fizyczne apatytu?

Apatyt jest zazwyczaj zielony, brązowy, niebieski lub żółty i ma twardość 5 w skali Mohsa. Ma ciężar właściwy od około 3.2 do 3.4 i zazwyczaj ma sześciokątną strukturę kryształu.

Gdzie występuje apatyt?

Apatyt występuje w wielu miejscach na całym świecie, w tym w Kanadzie, Brazylii, Rosji i na Madagaskarze. Może występować w różnych środowiskach geologicznych, takich jak skały magmowe, skały osadowe i żyły hydrotermalne.

Czy apatyt jest radioaktywny?

Niektóre apatytu mogą być radioaktywne, szczególnie jeśli zawierają śladowe ilości uran lub inne pierwiastki radioaktywne. Jednak nie każdy apatyt jest radioaktywny, a jego radioaktywność może się różnić w zależności od konkretnego położenia i składu minerału.

Jaki jest skład chemiczny apatytu?

Apatyt ma złożony skład chemiczny, który może się różnić w zależności od konkretnego rodzaju apatytu. Podstawowy wzór apatytu to Ca5(PO4)3X, gdzie X może oznaczać dowolny z kilku jonów, w tym OH-, F-, Cl- lub ich kombinację. Apatyt może również zawierać różne pierwiastki śladowe i zanieczyszczenia, które mogą wpływać na jego właściwości i zachowanie.

Referencje

• Hobart M. King (2018) Apatyt, fosforyt i skała fosforanowa https://geology.com/minerals/apatite.shtml
• Cena rynkowa , https://roughmarket.com/apatite/
• Arem,J,E.,Smigel,B (2018) Informacje o wartości apatytu, cenie i biżuterii, International Gem Society
• Villalba, G., Ayres, R, U., Schroder, H (2008). „Rachunkowość fluoru: produkcja, wykorzystanie i straty”. Journal of Industrial Ecology.
• USGS, podsumowania surowców mineralnych, dostępne pod adresem http://minerals. usgs.gov/minerals/pubs/commodity/fosforan_rock/index.html#mcs zweryfikowano 19 kwietnia 2013 r.).