Апатит
Общие сведения
Апатит представляет собой группу родственных минералов, относящихся к классу фосфатов. Научное описание данной группы было впервые представлено в тысяча семьсот восемьдесят восьмом году геологом Абраамом Готлобом Вернером. Наименование минерала происходит от древнегреческого слова, означающего обман. Подобное название обусловлено тем, что из-за наличия различных химических примесей минерал визуально походит на многие другие породы, такие как диопсид, турмалин, берилл или изумруд. Главным отличием от указанных драгоценных и полудрагоценных камней является значительно меньшая твердость апатита, что связано с его специфической химической структурой.
Свойства и характеристики
Химический состав апатита базируется на оксиде кальция, массовая доля которого обычно составляет от пятидесяти трех до пятидесяти шести процентов, и оксиде фосфора, занимающем около сорока одного процента структуры. Базовая химическая формула описывает соединение кальция и фосфатного остатка с переменным присутствием дополнительных элементов: гидроксильной группы, фтора или хлора. В зависимости от того, какой из этих элементов доминирует в составе, выделяют три принципиальных вида апатитов. Доля фтора в минерале может достигать четырех процентов, а хлора — шести процентов. Помимо основных компонентов, в структуре могут присутствовать такие примеси, как марганец, железо, стронций, алюминий и торий. При значительном содержании карбоната кальция формируется разновидность, называемая карбонатоапатитом. Кристаллы минерала преимущественно обладают призматической, игольчатой или короткостолбчатой формой. В природе часто встречаются зернистые, сахаровидные, радиально-лучистые и шестоватые агрегаты. Наиболее известной и узнаваемой формой являются голубовато-зеленые шестигранные призматические кристаллы. Физические свойства минерала характеризуются высокой хрупкостью и низкой твердостью.
Нахождение в природе
В природной среде минерал способен образовывать скопления в щелочных магматических породах, пегматитах, гранитах и рудных жилах. Крупнейшие промышленные залежи формируются преимущественно в процессе осадконакопления. Непосредственно в массивах апатита могут присутствовать включения чистых фосфоритов. В глобальном масштабе месторождения распределены по территориям Мексики, Соединенных Штатов Америки, Чили, Южно-Африканской Республики, Финляндии, Испании и Норвегии. На территории Российской Федерации расположено крупнейшее в мире Хибинское месторождение на Кольском полуострове, где залегают руды, представленные фторапатитом. Значимые месторождения также разрабатываются в Республике Бурятия, Республике Саха и в районе города Слюдянка на юге Иркутской области. Минерал имеет и биогенное распространение: он является основной структурной составляющей зубов человека и позвоночных животных, а также способен кристаллизоваться в организме в виде почечных камней.
Получение
Количество крупных промышленных месторождений апатита в мире относительно невелико, что делает существующие залежи стратегически важным ресурсом. Основным процессом получения является горнодобывающая деятельность на специализированных рудниках, где добывается апатитовая руда. После извлечения горной породы происходит процесс выделения оксида фосфора, который служит базой для всего последующего химического производства фосфатов.
Применение
Главным промышленным назначением апатита является его использование в качестве сырьевой базы для производства фосфора, фосфорной кислоты и фосфорных удобрений. Производство фосфатных удобрений играет фундаментальную роль в поддержании мирового сельского хозяйства и предотвращении глобального продовольственного дефицита. Помимо агрохимического сектора, минерал востребован в черной и цветной металлургии, а также применяется при изготовлении керамических изделий и стекла. В медицинской сфере апатит активно используется в ортопедии и стоматологии, в том числе выступает компонентом специализированных зубных паст. В ювелирном деле минерал применяется ограниченно из-за своей природной хрупкости, поэтому обработке подвергаются преимущественно небольшие экземпляры. Прозрачные кристаллы обладают высокой эстетической ценностью, а самый крупный из известных апатитов ювелирного качества был обнаружен в Кении и имел массу сто сорок семь каратов.