Apatit

Apatit bir fosfat grubudur mineraller genellikle çeşitli jeolojik ortamlarda bulunur. Canlı organizmalarda kemik ve diş oluşumundaki rolü nedeniyle önemli bir mineraldir ve ayrıca gübreler için fosfor kaynağı olarak kullanılır. Apatit genellikle yeşil, sarı, mavi ve renksiz olmak üzere çeşitli renklerde oluşur. Şeffaftan opaklığa kadar değişebilir ve kristalleri genellikle altıgen veya prizmatik bir şekle sahiptir.

Tarihsel Önem ve Keşif: "Apatit" adı, diğer minerallere benzemesi nedeniyle "aldatıcı" anlamına gelen Yunanca "apatao" kelimesinden türemiştir. peridot ve beril, erken dönem mineralogları arasında sıklıkla karışıklığa yol açmıştır. Apatit antik çağlardan beri bilinmektedir, ancak bilim insanları onu diğer minerallerden açıkça tanımlayıp ayırt edebildiler ancak 19. yüzyıla kadar bu böyleydi.

Kimyasal Formül (Ca5(PO4)3(F,Cl,OH)): Apatitin kimyasal formülü farklı elementlerin varlığına bağlı olarak biraz değişebilir. Apatitin en yaygın biçimi kalsiyum fosfattır ve genel formülü şudur:

• Ca₅(PO₄)₃(F,Cl,OH)

Bu formül kalsiyum (Ca), fosfat grupları (PO₄) ve florür (F), klorür (Cl) veya hidroksit (OH) gibi farklı halojenür iyonlarının varlığını yansıtır. Bu varyasyonlar, her biri halojenür bileşiminde farklılık gösteren florapatit, klorapatit ve hidroksiapatit dahil olmak üzere farklı apatit mineral türlerinin ortaya çıkmasına neden olur.

Apatit Çeşitleri

Apatit, yapılarında bulunan halojenür bileşenine göre sınıflandırılabilen bir fosfat mineralleri grubudur. Başlıca apatit türleri şunlardır:

1. Florapatit (Ca₅(PO₄)₃F)
   • Kimyasal bileşim: Kalsiyum fosfat, halid olarak florür (F) içerir.
   • özellikleri: Florapatit, doğada bulunan en yaygın apatit biçimidir. Çok dayanıklıdır. kötü havadan aşınma ve insanlarda ve hayvanlarda kemik ve dişlerin önemli bir bileşenidir. Bu tür ayrıca gübre üretiminde de yaygın olarak kullanılır.
   • Oluşum: İçinde bulunan volkanik taşlar, hem de tortul ve metamorfik ortamlarda.
   • önemi: Önemli bir florür ve fosfor kaynağıdır.
2. Klorapatit (Ca₅(PO₄)₃Cl)
   • Kimyasal bileşim: Kalsiyum fosfat, halid olarak klorür (Cl) ile.
   • özellikleri: Klorapatit, florapatitten daha nadirdir. Özellikleri florapatite benzerdir, ancak hava koşullarına karşı daha az dirençlidir. Yapıdaki klorür iyonu, florür formuna kıyasla ona farklı özellikler kazandırır.
   • Oluşum: Belirli yerlerde bulunabilir metamorfik kayaçlar ve magmatik mevduat.
   • önemi: Daha az yaygın ancak jeolojik çalışmalarda ve bazı mineralojik bağlamlarda önemlidir.
3. Hidroksiapatit (Ca₅(PO₄)₃OH)
   • Kimyasal bileşim: Kalsiyum fosfat halojenür olarak hidroksit (OH) ile.
   • özellikleri: Hidroksiapatit, insan ve hayvan kemiklerinde ve dişlerinde bulunan birincil mineraldir. Doğal olarak oluşur ve normal koşullar altında apatitin en kararlı formudur.
   • Oluşum: Biyolojik sistemlerde yaygındır ve omurgalıların kemiklerinde ve dişlerinde bulunur. Ayrıca bazılarında da bulunur tortul kayaçlar ve jeolojik süreçlerin bir ürünü olarak.
   • önemi: Hidroksiapatit, özellikle kemik greftleri ve diş implantları olmak üzere tıbbi ve diş uygulamalarında kullanılır.
4. Manganez Apatit (Ca₅(PO₄)₃(Mn))
   • Kimyasal bileşim: Diğer apatitlere benzer ancak yapıda kalsiyumun yerini manganez (Mn) alır.
   • özellikleri: Bu tür genellikle manganez varlığından dolayı renklidir ve mor, pembe veya kırmızı tonlarında görünebilir.
   • Oluşum: Metamorfik olarak bulundu kayalar ve özellikle yüksek manganez içeriğine sahip bölgelerdeki bazı magmatik yataklar.
5. Karbonat Apatit (Ca₅(PO₄)₃(CO₃))
   • Kimyasal bileşim: Bazı fosfat gruplarının yerine karbonat (CO₃) iyonları içeren kalsiyum fosfat.
   • özellikleri: Bu tür apatit, kristal yapısını ve özelliklerini etkileyebilecek karbonat ikameleriyle oluşur. Beyaz veya krem ​​renkli formlarda görünebilir.
   • Oluşum: Tortul kayaçlarda ve biyojenik malzemelerde yaygındır, bunlara şunlar dahildir: fosiller ve bir miktar kemik materyali.

Bu apatit türlerinin her biri doğada farklı özelliklere, kullanımlara ve oluşumlara sahip olabilir ve bu da onları hem jeolojik hem de biyolojik açıdan önemli kılar.

Apatitin Fiziksel Özellikleri

Apatit, türüne (florapatit, klorapatit, hidroksiapatit vb.) bağlı olarak değişen fiziksel özelliklere sahip bir mineral grubudur, ancak çoğu apatit örneğinde yaygın olarak gözlemlenen birkaç temel fiziksel özellik vardır:

1. Renk:
   • Apatit, yeşil, sarı, mavi, renksiz, kahverengi, mor ve hatta pembe dahil olmak üzere çok çeşitli renklerde olabilir. Renk, apatitin belirli türüne ve eser elementlerin veya safsızlıkların varlığına bağlıdır.
   • Yaygın olarak görülen renkler: Yeşil (en yaygın), sarı ve mavimsi tonlar.
2. Şeffaflık:
   • Apatit şeffaf, yarı saydam veya opak olabilir. Saydam örnekler genellikle değerli taşlarda kullanılırken, opak formlar daha çok doğal taşlarda bulunur. mineral yatakları.
3. Parlaklık:
   • Apatitin parlaklığı tipik olarak cam (cam benzeri) veya yağlı iyi biçimlendirilmemişse. Yüzey bazen kristal kalitesine ve ortama maruz kalmasına bağlı olarak donuk görünebilir.
4. Sertlik:
   • Apatit bir Mohs sertliği 5Bu, diğer minerallere kıyasla nispeten yumuşak olduğu anlamına gelir. kuvars (7) ancak diğer birçok yaygın mineralden daha serttir alçıtaşı (2) veya kalsit (3).
   • Bu sertlik, apatitin daha sert minerallerle çizilmesini kolaylaştırırken, değerli taş veya gübre gibi bazı uygulamalarda kullanım için dayanıklı olmasını sağlar.
5. dekolte:
   • Apatit sergileri kusurlu dekolte in tek yönBu, belirli düzlemler boyunca kırılabileceği anlamına gelir, ancak bölünme mineraller gibi mükemmel değildir. mika or feldispatBölünme, apatit kristallerinin görünümünü etkileyebilecek düzensiz, pürüzlü kırıklara neden olabilir.
6. Kırık:
   • Apatit kırıldığında, genellikle bir konkoidal (kabuk benzeri) kırılma, özellikle daha sert veya daha iyi biçimlenmiş bir kristal ise. Kırılma yüzeyleri, kırılma türüne bağlı olarak pürüzsüz veya düzensiz olabilir.
7. Yoğunluk:
   • Apatit nispeten düşük ila orta yoğunluk, genellikle arasında değişir 3.1 ve 3.2 g/cm³Bu yoğunluk, yapıdaki farklı halojenürlerin veya safsızlıkların varlığına bağlı olarak bir miktar değişir.
8. Kristal Sistem:
   • Apatit kristalleri şunlara aittir: altıgen kristal sistemi, bu da sıklıkla oluştukları anlamına gelir prizmatik ince çubuklar veya prizmalar şeklinde görünebilen, tipik olarak altıgen kesitli kristaller. Kristaller genellikle uzunlamasınadır ve kümeler veya kütleler gibi kümeler oluşturabilir.
9. Spesifik yer çekimi:
   • Apatitin özgül ağırlığı genellikle şu aralıklardadır: 3.1 için 3.2Bu, apatitin suya kıyasla ne kadar daha yoğun olduğunu gösterir.
10. Manyetizma:
    • Apatit nedir? Manyetik olmayan, normal koşullar altında manyetik özellikler göstermediği anlamına gelir. Ancak, belirli safsızlıklara sahip belirli apatit örnekleri hafif manyetik davranış gösterebilir.
11. Kırılma indisi:
    • Apatit bir kırılma indisi Yaklaşık 1.63 için 1.64, değerli taşlarda kullanıldığında ve fasetli taşlar olarak kesildiğinde nispeten düşük olsa da fark edilir.

Apatitin Jeolojik Oluşumu

Apatit yaygın olarak dağılmış bir mineraldir ve çeşitli jeolojik ortamlarda bulunabilir. Magmatikten tortul ve metamorfik ortamlara kadar çeşitli koşullar altında oluşur. İşte apatitin nerede ve nasıl oluştuğuna dair bir genel bakış:

1. Volkanik taşlar:
   • Apatit genellikle şurada bulunur: volkanik taşlar, Özellikle de granitler, bazaltlar, ve siyenitBu kayalarda apatit tipik olarak bir birincil aksesuar minerali, genellikle soğuyan magmadan kristalleşerek oluşur.
   • Apatit, kaya matrisi içerisinde küçük kristaller halinde, genellikle prizmatik veya iğne benzeri yapılar halinde oluşur.
   • Granit ve gabro genellikle apatit içeren magmatik kayaçlara örnektir. Bu kayaçlar, özellikle yüksek fosfor içeriğine sahip olanlar, önemli miktarda apatit barındırabilir.
2. Metamorfik kayaçlar:
   • Apatit ayrıca şurada da bulunabilir: metamorfik kayaçlarYüksek basınç ve sıcaklık koşulları altında minerallerin yeniden kristalleşmesi sırasında oluşur.
   • In mermerler, şistler, ve gnayslar, apatit genellikle fosfor açısından zengin kayaçların metamorfizması sonucu oluşur, örneğin fosfat içeren kireçtaşları.
   • Aynı zamanda, ikincil bir mineral olarak da oluşabilir. değişiklik Özellikle yüksek dereceli metamorfizma geçiren bölgelerdeki birincil fosfat yataklarının.
3. Tortul kayaçlar:
   • Bazılarında apatit mevcuttur tortul kayaçlar ve sıklıkla bulunur fosforit or kaya fosfat yataklarıBu tortular, organik madde veya kemikler gibi fosfor açısından zengin malzemelerin zamanla süreçler yoluyla yoğunlaşmasıyla oluşur. erozyon ve sedimantasyon.
   • Apatitçe zengin tortular genellikle organik materyalin biriktiği ve kimyasal değişime uğradığı sığ deniz ortamlarında birikir.
   • Fosforit yatakları fosfatın önemli kaynaklarıdır ve bu yataklarda bulunan apatit genellikle zengindir fluorapatit or hidroksiapatit.
   • Fosforit yatakları, yüksek fosfor içerikleri nedeniyle çıkarılıp gübre üretiminde kullanılır.
4. Biyolojik Yataklar:
   • Apatit ayrıca şu şekilde oluşur: biyolojik sistemlerOmurgalıların kemik ve dişlerinin temel bir bileşenidir ve bu da onu yaşamın jeolojisini ve fosil kayıtlarını anlamak için önemli bir mineral haline getirir.
   • Deniz organizmalarında apatit, kireçli bazı deniz canlılarının kabukları, özellikle Kılçık ve deniz omurgasızları.
5. Hidrotermal Ortamlar:
   • Apatit ayrıca şu şekilde de oluşabilir: hidrotermal damarlar ve sıcak su kaynaklarıBu tortular, sıcak, mineral açısından zengin sıvıların çevredeki kayalarla etkileşime girmesiyle oluşur ve kalsit, kuvars veya diğer minerallerle birlikte apatitin çökelmesine yol açar. barit.
   • Apatit, mineralizasyonun bir parçası olabilir hidrotermal cevher yataklarıÖzellikle fosfor içeren sıvıların bulunduğu yerlerde.
6. Meteorlar:
   • Nadir durumlarda, apatit bulunmuştur meteorlar, özellikle karbonlu kondritlerBu dünya dışı kayaçlar, mineral içeriklerinin bir parçası olarak apatit içerir ve bu da erken güneş sistemi ve gezegenlerin ve diğer gök cisimlerinin oluşumunda yer alan süreçler hakkında ipuçları sağlar.

Apatitin Küresel Dağılımı

• Kanada, Rusya, ve Fas dünyanın önde gelen üreticileri arasında yer almaktadır Fosfat kayaİçerisinde önemli miktarda apatit bulunmaktadır.
• Florida (ABD) Ve Çin Ayrıca apatitin önemli kaynaklarıdır fosforit yatakları.
• Hindistan ve Brezilya büyük fosfat madenciliği faaliyetlerine sahip olması, küresel apatit mevcudiyetine daha fazla katkıda bulunmaktadır.

Ekonomik önem

Apatitin oluşumu fosfat yatakları küresel ekonomide, özellikle de üretimde hayati önem taşıyan bir mineral haline getirir gübrelerApatitten çıkarılan fosfor, tarım için elzem olan gübrelerin temel bir bileşenidir. Fosfat yatakları genellikle doğrudan apatit içerikleri için çıkarılır ve tarımsal kullanım için fosfor çıkarmak üzere işlenir.

Apatit ayrıca önemlidir jeokronoloji, Burada uranyum ve bazı apatit minerallerinde bulunan toryum izotopları kayaç ve minerallerin tarihlendirilmesinde kullanılır.

Apatit'in Kullanım Alanları

Apatit, hem endüstride hem de biyolojik bağlamlarda çeşitli kullanımlara sahip çok yönlü bir mineraldir. Birincil uygulamaları fosfor içeriğiyle ilgilidir, ancak jeoloji ve teknoloji dahil olmak üzere diğer alanlarda da öneme sahiptir.

1. Gübreler:

• Birincil kullanım: Apatitin en önemli kullanım alanı; fosfatlı gübrelerApatit, bitki büyümesi için gerekli bir besin maddesi olan fosforun başlıca kaynağıdır.
• Fosforit Madenciliği: Apatit açısından zengin fosforit yatakları üretmek için çıkarılır ve işlenir fosforik asit, daha sonra çeşitli fosfatlı gübre formları oluşturmak için kullanılır, örneğin süperfosfat ve üçlü süperfosfat.
• Küresel talep: Fosfor, mahsul üretimi için kritik bir besin olduğundan, apatit bazlı gübreler küresel tarım için hayati öneme sahiptir. Fosfat gübrelerine olan talep, dünya çapında apatitin madenciliğinin ve işlenmesinin çoğunu yönlendirir.

2. Hayvan Yemi:

• Fosfor aynı zamanda hayvan beslenmesinin de temel bir bileşenidir. Apatit bazen işlenir ve dahil edilir hayvan yemi Kemik gelişimi, enerji transferi ve genel sağlık için gerekli olan fosforu sağlamak.
• Özellikle yerel hammaddelerde fosfat eksikliğinin yaşandığı bölgelerde bu kullanım daha da önem kazanmaktadır.

3. Fosforik Asit Üretimi:

• Endüstriyel Uygulama: Apatit üretmek için kullanılır fosforik asit adı verilen bir süreçle ıslak proses fosforik asit üretimiFosforik asit, deterjan üretimi, gıda katkı maddeleri ve su arıtımı gibi çeşitli endüstriyel proseslerde önemli bir bileşendir.
• Fosforik asit aynı zamanda yüksek kaliteli fosfor kimyasalları üretmek için de kullanılır, örneğin fosfatlar deterjanlarda, alev geciktiricilerde ve su arıtma kimyasallarında kullanılır.

4. Fosfor Bileşiklerinin Üretimi:

• Apatit, bir dizi ürünün üretimi için önemli bir hammaddedir. fosfor bileşikleriDahil olmak üzere:
  • Kalsiyum fosfat (seramik, diş ürünleri ve gıda takviyelerinde kullanılır).
  • Fosforik asit (gübrelerde, gıda işlemede ve temizlik maddelerinde kullanılır).
  • Trikalsiyum fosfat (gıda takviyelerinde ve gıda katkı maddesi olarak kullanılır).
  • Fosfat tuzları (birçok endüstriyel ve evsel uygulamada kullanılır).

5. Değerli Taşlar ve Mücevherler:

• Apatit olarak Değerli taş: Diğer değerli taşlar kadar yaygın olmasa da, apatit bazen kullanım için kesilir ve cilalanır taşlarŞeffaf veya açık renkli örnekler, camsı parlaklıkları ve özellikle mavi ve yeşil tonlarındaki canlı renkleri nedeniyle değerlidir.
• Takı Kullanımı: Apatit, fasetli taşlara kesildiğinde yüzüklerde, küpelerde ve kolyelerde kullanılabilir. Ancak, nispeten düşük sertliği (5 Mohs ölçeği), diğer değerli taşlar kadar dayanıklı değildir safir or elmas.

6. Biyolojik Uygulamalar:

• Kemik ve Diş Malzemeleri:
  • hidroksiapatit (bir apatit türü) temel bir bileşendir kemik ve dişler insanlarda ve hayvanlarda. Bu mineralin yapısı kemik ve minenin inorganik kısmına çok benzemektedir ve bu da onu biyolojik sistemlerde önemli hale getirir.
  • Sentetik hidroksiapatit kullanılan tıbbi uygulamalar, üretimde olduğu gibi kemik greftleri, Diş implantlarıve diğer protez cihazlar. Biyouyumluluğu, doğal kemikle iyi bir şekilde bağlanmasını sağlayarak iyileşmeyi ve entegrasyonu kolaylaştırır.
• Kemik Doku Mühendisliği: hidroksiapatit aynı zamanda yaygın olarak kullanılır kemik doku mühendisliği yeni kemik dokularının büyümesi için bir iskele malzemesi olarak kullanılır. rejeneratif tıp Hasarlı kemiklerin onarılmasına veya değiştirilmesine yardımcı olur.

7. Jeolojik ve Gemolojik Araştırmalar:

• Jeokronoloji: Apatit şu durumlarda faydalıdır: jeokronoloji kayalar ve minerallerin tarihlenmesi için. Apatit kristalleri eser miktarda içerebilir uranyum ve toryumzamanla bozunan ve bilim insanlarının bulundukları kayanın yaşını ölçüm yoluyla tahmin etmelerine olanak tanıyan fisyon izleri or (U-Th)/O çıkıyor yöntemleri.
• Gemolojik Çalışmalar: Apatit şu şekilde incelenir: gemoloji Değerli taş olarak sahip olduğu özellikler, diğer minerallerle karşılaştırıldığında değerini ve özelliklerini belirlemeye yardımcı olur.

8. Seramik Ürünlerinin Üretimi:

• Kalsiyum fosfat apatitten elde edilen ürün, üretiminde kullanılır seramik malzemelerözellikle de yaratılmasında porselen ve yüksek performanslı seramiklerBu seramikler kaplamalar, elektronik ve yalıtım malzemeleri dahil olmak üzere çeşitli endüstriyel uygulamalarda kullanılabilir.

9. Su Arıtma:

• Fosfat Bazlı Bileşikler: Apatit türevleri bazen şu amaçlarla kullanılır: su arıtma. Örneğin, fosfat bileşikleri Borularda ve makinelerde korozyon ve kireç oluşumunu önlemek amacıyla belediye ve endüstriyel su sistemlerine eklenir.

10. Diğer Çeşitli Kullanımlar:

• Pigmentler ve Boyalar: Apatitin bazı formları, özellikle fosfat tuzları, üretiminde kullanılır pigmentler ve boyalar. Renklendiriciler çeşitli endüstriyel ve sanatsal uygulamalarda kullanılabilir.
• Florür Kaynağı: Florür içeren florapatit aynı zamanda florür kaynağı da olabilir. florür bazlı bileşikler kullanılan diş macunu ve su florlaması.

Apatit, gübre üretimindeki birincil rolünden tıp, endüstri ve hatta mücevherat alanındaki uygulamalarına kadar geniş bir kullanım yelpazesine sahip temel bir mineraldir. Çok yönlülüğü ve biyolojik ve endüstriyel süreçlerdeki kritik rolü, onu günümüz dünyasının en önemli minerallerinden biri haline getirir.

fosfat Kaya

Fosfat kayası ve fosforit, ağırlık bazında en az %15 ila %20 fosfat içeren tortul kayalar için kullanılan isimlerdir. Bu kayalardaki fosfor içeriği esas olarak apatit minerallerinin varlığından kaynaklanır

Apatitin Fosfat Kayası Olarak Kullanım Alanları

• Dünyada çıkarılan fosfat kayalarının çoğu, fosfatlı gübre üretmek için kullanılır. Ayrıca kimya endüstrisi için hayvan yemi takviyeleri, fosforik asit, elemental fosfor ve fosfat bileşikleri üretmek için kullanılır.
• Çin, 100 yılında yaklaşık 2014 milyon ton üretimle en büyük fosfat kayası üreticisidir. Amerika Birleşik Devletleri, Rusya, Fas ve Batı Sahra da önemli fosfat üreticileridir.
• Dünyadaki fosfat kaya rezervlerinin %75'inden fazlası Fas ve Batı Sahra'da bulunmaktadır.

Apatit SSS

Apatit ne için kullanılır?

Apatit tarım, endüstri, tıp ve araştırma gibi çeşitli alanlarda kullanılmaktadır. Gübrelerde kullanılan önemli bir fosfat kaynağıdır ve ayrıca fosforik asit, seramik, diş implantları ve mücevherat üretiminde kullanılır.

Apatitin fiziksel özellikleri nelerdir?

Apatit tipik olarak yeşil, kahverengi, mavi veya sarıdır ve Mohs ölçeğinde 5 sertliğe sahiptir. Yaklaşık 3.2 ila 3.4 arasında bir özgül ağırlığa sahiptir ve tipik olarak altıgen bir kristal yapıya sahiptir.

Apatit nerede bulunur?

Apatit, Kanada, Brezilya, Rusya ve Madagaskar dahil olmak üzere dünyanın birçok yerinde bulunur. Magmatik kayaçlar, tortul kayaçlar ve hidrotermal damarlar gibi çeşitli jeolojik ortamlarda oluşabilir.

Apatit radyoaktif midir?

Bazı apatit radyoaktif olabilir, özellikle eser miktarda uranyum veya diğer radyoaktif elementler içeriyorsa. Ancak, tüm apatit radyoaktif değildir ve radyoaktivitesi mineralin belirli konumuna ve bileşimine bağlı olarak değişebilir.

Apatitin kimyasal bileşimi nedir?

Apatit, spesifik apatit tipine bağlı olarak değişebilen karmaşık bir kimyasal bileşime sahiptir. Apatitin temel formülü Ca5(PO4)3X'tir, burada X, OH-, F-, Cl- veya bunların bir kombinasyonu dahil olmak üzere birkaç iyondan herhangi biri olabilir. Apatit ayrıca özelliklerini ve davranışını etkileyebilecek çeşitli eser elementler ve safsızlıklar içerebilir.

Referanslar

• Hobart M. King (2018) Apatit, Fosforit ve Fosfat Kayası https://geology.com/minerals/apatite.shtml
• Piyasa Fiyatı, https://roughmarket.com/apatite/
• Arem,J,E.,Smigel,B (2018) Apatit Değeri, Fiyatı ve Takı Bilgileri, International Gem Society
• Villalba,G.,Ayres, R,U.,Schroder, H(2008). "Flor Muhasebesi: Üretim, Kullanım ve Kayıp". Endüstriyel Ekoloji Dergisi.
• USGS, Mineral emtia özetleri, http://minerals adresinde mevcuttur. usgs.gov/minerals/pubs/commodity/phosphate_rock/index.html#mcs, 19 Nisan 2013'te doğrulanmıştır).