Apatiet

Apatiet is een mineraal dat is samengesteld uit calciumfosfaat, met de chemische formule Ca5(PO4)3(OH,F,Cl). Het is lid van de apatietgroep mineralen, waartoe ook hydroxylapatiet en fluorapatiet behoren. Apatiet is een relatief veel voorkomend mineraal dat in verschillende kleuren kan voorkomen, waaronder geel, groen, blauw en paars. Het is een belangrijk mineraal bij de vorming van stollings-, sedimentaire en metamorfe gesteenten, en het kan ook worden aangetroffen in biologische weefsels zoals botten en tanden. Vanwege zijn chemische en fysische eigenschappen heeft apatiet verschillende industriële toepassingen, onder meer bij de productie van meststoffen, fosforzuur en tandheelkundige materialen.

Het is een groep fosfaatmineralen, meestal verwijzend naar hydroxylapatiet, fluorapatiet en chloorapatiet

• Hydroxylapatiet
• Fluorapatiet
• Chlorapatiet

Chemische samenstelling van apatiet

Apatiet is een mineraal met een relatief complexe chemische samenstelling, die kan variëren afhankelijk van het specifieke type apatiet. De basisformule voor apatiet is Ca5(PO4)3X, waarbij X een van de verschillende ionen kan zijn, waaronder OH-, F-, Cl-, of een combinatie hiervan. Sommige variaties in de formule kunnen ook optreden als gevolg van de vervanging van calcium of fosfor door andere elementen.

De chemische samenstelling van apatiet kan verder worden beschreven door de afzonderlijke componenten van de formule op te splitsen. De Ca5-component vertegenwoordigt het calciumgehalte van het mineraal, dat een essentiële voedingsstof is voor veel levende organismen. De (PO4)3-component vertegenwoordigt het fosfaatgehalte van het mineraal, wat van belang is voor veel industriële toepassingen, waaronder de productie van meststoffen.

De X-component van de formule vertegenwoordigt het anion dat aanwezig kan zijn in apatiet. Als X OH- is, wordt het mineraal hydroxylapatiet genoemd. Als X F- is, wordt het mineraal fluorapatiet genoemd. Als X Cl- is, wordt het mineraal chloorapatiet genoemd. Als X een combinatie van deze anionen is, wordt het mineraal gemengd apatiet genoemd.

Naast de basisformule kan apatiet ook diverse sporenelementen en onzuiverheden bevatten, die de eigenschappen en het gedrag kunnen beïnvloeden. Zeldzame aardelementen zoals lanthaan en cerium kunnen bijvoorbeeld calcium vervangen in de kristalstructuur van apatiet, wat leidt tot variaties in de fysieke en fysieke eigenschappen ervan. optische eigenschappen.

Fysieke eigenschappen van apatiet

• Kleur: Apatiet kan voorkomen in een reeks kleuren, waaronder kleurloos, wit, geel, groen, blauw, paars en bruin. De kleur van apatiet kan worden beïnvloed door onzuiverheden of sporenelementen die in het mineraal aanwezig zijn.
• Transparantie: Apatiet is meestal transparant tot doorschijnend, hoewel sommige soorten ondoorzichtig kunnen zijn.
• Kristal structuur: Apatiet heeft een hexagonale kristalstructuur, wat betekent dat het zesvoudige symmetrie heeft. Het kristalrooster bestaat uit zich herhalende eenheden van fosfaat (PO4) tetraëders en calcium (Ca) ionen.
• Hardheid: Apatiet heeft een Mohs-hardheid van 5, wat betekent dat het relatief zacht is en gemakkelijk bekrast kan worden door hardere mineralen zoals kwarts.
• Decollete: Apatiet heeft een goede splijting in één richting, wat betekent dat het gemakkelijk langs een plat vlak kan worden gespleten.
• Breuk: Apatiet heeft een conchoïdale breuk, wat betekent dat het breekt met een glad, gebogen oppervlak, vergelijkbaar met de manier waarop glas breekt.
• Glans: Apatiet heeft een glasachtige (glazige) glans, wat betekent dat het licht reflecteert zoals glas.
• Dichtheid: De dichtheid van apatiet varieert afhankelijk van de samenstelling van het mineraal, maar ligt doorgaans tussen 3.1 en 3.4 g/cm³.

Apatiet optische eigenschappen

• Brekingsindex: Apatiet heeft een relatief hoge brekingsindex, variërend van 1.63 tot 1.69. Dit betekent dat licht dat door apatiet gaat, onder een grotere hoek wordt gebogen of gebroken dan in lucht het geval zou zijn.
• Dubbelbreking: Apatiet is sterk dubbelbrekend, wat betekent dat het twee verschillende brekingsindices heeft, afhankelijk van de richting van het licht dat er doorheen gaat. Dit veroorzaakt dubbele breking, waarbij een object bekeken door apatiet in twee beelden lijkt te zijn gesplitst.
• Pleochroism: Apatiet vertoont pleochroïsme, wat betekent dat het vanuit verschillende hoeken verschillende kleuren kan vertonen. Dit komt door de absorptie van licht van verschillende golflengten in verschillende richtingen.
• Fluorescentie: Sommige soorten apatiet vertonen fluorescentie, wat betekent dat ze zichtbaar licht uitstralen bij blootstelling aan ultraviolette straling. Deze eigenschap maakt apatiet bruikbaar in diverse toepassingen, zoals bij de productie van fluorescentielampen.
• Optische spreiding: Apatiet heeft een relatief hoge optische dispersie, wat betekent dat het wit licht kan scheiden in de samenstellende kleuren of spectraallijnen. Deze eigenschap wordt in gemmologische toepassingen gebruikt om verschillende soorten apatiet te identificeren en ze van andere mineralen te onderscheiden.
• Absorptie spectra: De absorptiespectra van apatiet kunnen informatie verschaffen over de chemische samenstelling en kristalstructuur van het mineraal. Deze eigenschap wordt gebruikt in verschillende wetenschappelijke en industriële toepassingen, zoals in de geologie om de vorming en evolutie van te bestuderen rotsenen in de geneeskunde om de chemische samenstelling van botweefsel te analyseren.
• Optische anisotropie: Apatiet is optisch anisotroop, wat betekent dat het verschillende optische eigenschappen heeft in verschillende richtingen. Deze eigenschap houdt verband met de kristalstructuur van het mineraal, die een hexagonale symmetrie heeft. De anisotropie van apatiet kan worden gebruikt om de oriëntatie en uitlijning van minerale korrels in gesteenten te bepalen, wat informatie kan verschaffen over de geologische geschiedenis van de rotsen.

Vorming van Apatiet

Apatiet kan zich vormen via verschillende geologische processen, waaronder stollings-, sedimentaire en metamorfe processen. Hier zijn enkele manieren waarop apatiet zich kan vormen:

• Stollingsprocessen: Apatiet kan kristalliseren uit magma's of smeltingen die rijk zijn aan calcium en fosfor. Dit komt vaak voor bij opdringerig gedrag stollingsgesteenten zoals graniet, syenieten carbonaat. Apatiet kan zich ook vormen in vulkanisch gesteente zoals bazalt en andesiet, waar het kan voorkomen als fenocrysten of kleine kristallen in de grondmassa.
• Sedimentaire processen: Apatiet kan worden neergeslagen uit waterige oplossingen in sedimentaire omgevingen. Dit gebeurt wanneer fosfaationen in oplossing reageren met calciumionen om apatietkristallen te vormen. Apatiet kan ook worden gevormd door de ophoping van biogeen materiaal zoals botten en tanden, die apatiet bevatten.
• Metamorfe processen: Apatiet kan worden gevormd door metamorfisme, dat optreedt wanneer gesteenten worden blootgesteld aan hoge temperaturen en druk. Tijdens metamorfose kan apatiet worden herkristalliseerd of omgezet in verschillende minerale fasen, afhankelijk van de omstandigheden van metamorfose.

Over het algemeen is de vorming van apatiet nauw verbonden met de beschikbaarheid van calcium en fosfor, essentiële elementen in de chemische samenstelling van het mineraal. De vorming van apatiet kan belangrijke informatie opleveren over de geologische geschiedenis en processen die gesteenten en mineralen hebben aangetast.

Geologisch voorkomen

Apatiet is een wijd verspreid mineraal dat in verschillende geologische omgevingen kan worden aangetroffen. Hier zijn enkele veelvoorkomende voorkomende gevallen van apatiet:

• Stollingsgesteenten: Apatiet is een veel voorkomend hulpmineraal in stollingsgesteenten zoals graniet, syeniet en carbonatiet. Het kan voorkomen als kleine kristallen of korrels, of als grote massa's of aderen.
• Sedimentaire gesteenten: Apatiet kan worden gevonden in sedimentair gesteente zoals fosforieten, dit zijn gesteenten die rijk zijn aan fosfaten. Deze rotsen vormen zich vaak in mariene omgevingen waar organisch materiaal zich ophoopt en vergaat, waardoor fosfaten vrijkomen in het omringende water.
• Metamorfe gesteenten: Apatiet kan voorkomen in metamorfe gesteenten zoals marmeren, leisteen en gneis. Tijdens metamorfose kan apatiet worden herkristalliseerd of omgezet in verschillende minerale fasen, afhankelijk van de omstandigheden van metamorfose.
• Hydrothermale aderen: Apatiet kan worden gevonden in hydrothermale aderen, dit zijn gemineraliseerde breuken of kloven in rotsen die gevuld zijn met minerale afzettingen. Deze aderen kunnen zich in verschillende geologische omgevingen vormen, waaronder magmatische, metamorfe en sedimentaire gesteenten.
• Biologische weefsels: Apatiet is een belangrijk onderdeel van botten en tanden, waar het deze weefsels kracht en hardheid geeft. Het kan ook worden aangetroffen in andere biologische materialen zoals visschubben en otolieten.

Over het algemeen komt apatiet voor in een breed scala aan geologische omgevingen en kan het belangrijke informatie verschaffen over de geologische geschiedenis en processen die gesteenten en mineralen hebben aangetast. Het voorkomen ervan in biologische weefsels maakt het ook tot een belangrijk mineraal in de biologie en geneeskunde.

Verdeling van apatiet

Apatiet wordt wijd verspreid over de hele wereld en is te vinden in verschillende geologische omgevingen. Hier zijn enkele van de regio's waar apatiet vaak wordt aangetroffen:

• Canada: Canada is een van de grootste producenten van apatiet ter wereld, met een aanzienlijk aandeel deposito's gevestigd in Ontario, Quebec en de Northwest Territories. Deze afzettingen komen voor in stollingsgesteenten en sedimentair gesteente en worden voornamelijk gedolven vanwege hun fosfaatgehalte, dat wordt gebruikt bij de productie van kunstmest.
• Rusland: Rusland is een andere belangrijke producent van apatiet, met grote afzettingen op het Kola-schiereiland in het uiterste noordwesten van het land. Deze afzettingen komen voor in alkalische stollingsgesteenten en worden voornamelijk gedolven vanwege hun fosfaatgehalte.
• Brazilië: Brazilië herbergt aanzienlijke apatietafzettingen, vooral in de staat Minas Gerais. Deze afzettingen komen voor in pegmatieten en hydrothermale aderen en worden vaak geassocieerd met andere zeldzame mineralen zoals toermalijn en topaas.
• Verenigde Staten: Apatietafzettingen zijn te vinden in verschillende staten in de Verenigde Staten, waaronder Florida, Idaho, Tennessee en Wyoming. Deze afzettingen komen voor in sedimentair gesteente en worden voornamelijk gedolven vanwege hun fosfaatgehalte.
• Marokko: Marokko herbergt enkele van 's werelds grootste apatietafzettingen, die voorkomen in de Westelijke Sahara en voornamelijk worden gewonnen vanwege hun fosfaatgehalte.

Over het algemeen is apatiet wijdverspreid over de hele wereld en kan het in verschillende geologische omgevingen worden gevonden. Het belang ervan bij de productie van kunstmest en andere industriële toepassingen heeft in veel landen geleid tot aanzienlijke mijnbouw- en extractieactiviteiten.

Gebruik van apatiet

Apatiet heeft verschillende toepassingen op verschillende gebieden, waaronder de industrie, de landbouw en de geneeskunde. Hier zijn enkele van de meest voorkomende toepassingen van apatiet:

1. Meststoffen: Apatiet is een belangrijke bron van fosfaat, een belangrijke voedingsstof die nodig is voor de plantengroei. Als gevolg hiervan wordt apatiet veel gebruikt bij de productie van kunstmest, vooral in de landbouwsector.
2. Industriële toepassingen: Apatiet wordt ook gebruikt in verschillende industriële toepassingen, waaronder de productie van fosfaatchemicaliën, zoals fosforzuur, dat wordt gebruikt bij de productie van voedseladditieven, dranken en wasmiddelen.
3. Keramische industrie: Apatiet wordt gebruikt bij de productie van keramiek, zoals serviezen en decoratieve tegels, vanwege het hoge smeltpunt en de hardheid.
4. Tandheelkundige implantaten: Apatiet is biocompatibel, wat betekent dat het kan worden gebruikt in biomedische toepassingen, zoals tandheelkundige implantaten en bottransplantaten.
5. Sieraden: Apatiet wordt soms gebruikt als sieraad edelsteen vanwege de aantrekkelijke kleuren, waaronder blauw, groen en geel.
6. Onderzoek: Apatiet wordt bestudeerd door onderzoekers in de geologie, materiaalkunde en biologie vanwege zijn unieke eigenschappen, zoals de kristalstructuur, optische eigenschappen en chemische samenstelling. Onderzoekers gebruiken apatiet als modelmineraal voor het bestuderen van processen zoals kristalgroei, kristalchemie en biomimetica.

Over het geheel genomen is apatiet een belangrijk mineraal met een breed scala aan toepassingen, vooral in de agrarische en industriële sector.

fosfaat Rock

Fosfaatsteen en fosforiet zijn namen die worden gebruikt voor sedimentair gesteente dat ten minste 15% tot 20% fosfaat bevat op basis van gewicht. Het fosforgehalte in deze rotsen is voornamelijk afkomstig van de aanwezigheid van apatietmineralen

Gebruik van apatiet als fosfaatgesteente

• Het grootste deel van het fosfaatgesteente dat over de hele wereld wordt gewonnen, wordt gebruikt voor de productie van fosfaatkunstmest. Het wordt ook gebruikt voor de productie van diervoedersupplementen, fosforzuur, elementaire fosfor en fosfaatverbindingen voor de chemische industrie.
• China is de grootste producent van fosfaatgesteente en produceerde in 100 ongeveer 2014 miljoen ton. De Verenigde Staten, Rusland, Marokko en de Westelijke Sahara zijn ook grote fosfaatproducenten.
• Meer dan 75% van de fosfaatertsreserves in de wereld bevinden zich in Marokko en de Westelijke Sahara.

Apatiet Veelgestelde vragen

Waar wordt apatiet voor gebruikt?

Apatiet wordt op verschillende gebieden gebruikt, waaronder de landbouw, de industrie, de geneeskunde en onderzoek. Het is een belangrijke bron van fosfaat, dat wordt gebruikt in kunstmest, en het wordt ook gebruikt bij de productie van fosforzuur, keramiek, tandheelkundige implantaten en sieraden.

Wat zijn de fysische eigenschappen van apatiet?

Apatiet is meestal groen, bruin, blauw of geel en heeft een hardheid van 5 op de schaal van Mohs. Het heeft een soortelijk gewicht van ongeveer 3.2 tot 3.4 en heeft doorgaans een hexagonale kristalstructuur.

Waar wordt apatiet gevonden?

Apatiet wordt op veel locaties over de hele wereld gevonden, waaronder Canada, Brazilië, Rusland en Madagaskar. Het kan voorkomen in verschillende geologische omgevingen, zoals stollingsgesteenten, afzettingsgesteenten en hydrothermale aderen.

Is apatiet radioactief?

Een deel van de apatiet kan radioactief zijn, vooral als het sporenhoeveelheden bevat uranium of andere radioactieve elementen. Niet alle apatiet is echter radioactief en de radioactiviteit kan variëren afhankelijk van de specifieke locatie en samenstelling van het mineraal.

Wat is de chemische samenstelling van apatiet?

Apatiet heeft een complexe chemische samenstelling die kan variëren afhankelijk van het specifieke type apatiet. De basisformule voor apatiet is Ca5(PO4)3X, waarbij X een van de verschillende ionen kan zijn, waaronder OH-, F-, Cl-, of een combinatie hiervan. Apatiet kan ook verschillende sporenelementen en onzuiverheden bevatten, die de eigenschappen en het gedrag ervan kunnen beïnvloeden.

Referenties

• Hobart M. King (2018) Apatiet, fosforiet en fosfaatgesteente https://geology.com/minerals/apatite.shtml
• Marktprijs , https://roughmarket.com/apatite/
• Arem,J,E.,Smigel,B (2018) Apatietwaarde, prijs en sieradeninformatie, International Gem Society
• Villalba,G.,Ayres, R,U.,Schroder, H(2008). "Boekhouding voor fluor: productie, gebruik en verlies". Journal of Industrial Ecology.
• USGS, samenvattingen van minerale grondstoffen, beschikbaar op http://minerals. usgs.gov/minerals/pubs/commodity/fosfaat_rock/index.html#mcs geverifieerd op 19 april 2013).