Фторапатит¶

Фторапатит — минерал класса фосфатов, кальциевая соль фосфорной и плавиковой кислот с химической формулой Ca₅(PO₄)₃F (или Ca₁₀(PO₄)₆F₂). Относится к группе апатита, является конечным членом изоморфного ряда апатитов, противоположным гидроксилапатиту. Фторапатит — наиболее распространённый в земной коре минерал группы апатита и главный промышленный источник фосфора.

¶Свойства и кристаллическая структура

Фторапатит кристаллизуется в гексагональной сингонии, пространственная группа P6₃/m. В структуре минерала ионы фтора (F⁻) располагаются в каналах вдоль оси c, образуя прочные связи с окружающими ионами кальция. Именно наличие фтора обеспечивает повышенную твёрдость и химическую устойчивость минерала по сравнению с гидроксилапатитом.

Основные физические свойства:

• Твёрдость по шкале Мооса — 5 (эталонное значение);
• Плотность — 3,15–3,20 г/см³;
• Цвет — обычно зелёный, жёлтый, голубой, белый, реже фиолетовый и розовый;
• Блеск — стеклянный до жирного;
• Спайность — несовершенная;
• Излом — раковистый.

Минерал обладает слабой люминесценцией в жёлто-зелёной области спектра под действием ультрафиолета. Фторапатит растворяется в азотной кислоте, но значительно медленнее, чем гидроксилапатит.

¶Разновидности и распространение

В природе фторапатит образует непрерывные изоморфные ряды с гидроксилапатитом Ca₅(PO₄)₃OH и хлорапатитом Ca₅(PO₄)₃Cl. Прозрачные ювелирные разновидности фторапатита называют аспарагус-камнем (жёлто-зелёный цвет) и морокситом (фиолетовый цвет).

Крупнейшие месторождения фторапатита находятся в России (Хибинский массив, Кольский полуостров; Ошурковское месторождение, Бурятия), Китае, Марокко, США, Канаде и ЮАР. В Хибинах минерал добывается в составе апатито-нефелиновых руд, где его содержание достигает 70–80 % от всей массы апатита.

¶Генезис и применение

Фторапатит образуется в магматических породах (щелочные интрузии, карбонатиты), метаморфических и осадочных образованиях. Осадочные фосфориты сложены преимущественно скрытокристаллическим фторапатитом (франколитом), формирующимся в морских условиях при участии биогенных процессов.

Основное применение фторапатита — производство фосфорных удобрений (суперфосфата, аммофоса), фосфорной кислоты и элементарного фосфора. При переработке апатитового концентрата сернокислотным способом образуется фосфогипс — побочный продукт, используемый в строительстве.

В металлургии фторапатит применяется для флюсования при выплавке стали. Фтор, содержащийся в минерале, улучшает текучесть шлаков и способствует удалению фосфора из металла.

¶Биологическая роль

Фторапатит является важным компонентом твёрдых тканей животных и человека. В эмали зубов содержится до 96 % минеральных веществ, основу которых составляет гидроксилапатит, однако под действием фторидов, поступающих с водой и пищей, происходит частичное замещение гидроксильных групп на фтор с образованием фторапатита. Такое замещение повышает устойчивость эмали к действию органических кислот и служит основой профилактики кариеса. В костной ткани содержание фторапатита значительно ниже и увеличивается с возрастом.

¶См. также

• Апатит
• Гидроксилапатит
• Фосфориты

¶Источники

• Бетехтин А. Г. Курс минералогии. — М.: КДУ, 2007.
• Годовиков А. А. Минералогия. — М.: Недра, 1983.
• Минералы: справочник. Т. 5. Фосфаты. — М.: Наука, 2003.