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磷灰石
鎖定
- 中文名
- 磷灰石
- 外文名
- Apatite
- 類 別
- 磷酸鈣
- 化學式
- Ca5(PO4)3(F,Cl,OH)
- 顏 色
- 黃至淺黃、藍色、綠色、紫色、粉紅色等
- 光 澤
- 玻璃光澤,斷口油脂光澤
- 透明度
- 通常透明,具有貓眼效應的呈半透明
- 條 痕
- 無色
- 晶 系
- 六方晶系
- 解 理
- 解理不發育,{0001}不完全解理
- 斷 口
- 不平坦,可見貝殼狀斷口
- 硬 度
- 5
- 脆 性
- 性脆
- 晶體慣態
- 玻璃狀晶體、塊體或結核
- 密 度
- 3.13-3.23
- 比 重
- 3.20
- 應 用
- 是提煉磷的重要礦物
- 分 佈
- 作為副礦物見於各種火成岩中
- 光性特徵
- 非均質體,一軸晶,負光性
- 學 科
- 結晶學及礦物學
磷灰石簡介
磷灰石是一類含鈣的磷酸鹽礦物總稱,其化學成分為Ca5(PO4)3(F,Cl,OH),其中含CaO為55.38%,含P2O3為42.06%,含F為1.25%,含Cl為2.33%,含H2O為0.56%。晶體屬六方晶系。最常見的礦物種是氟磷灰石Ca5(PO4)3F,其次有氯磷灰石Ca5(PO4)3Cl、羥磷灰石Ca5(PO4)3(OH)、氧硅磷灰石Ca5[(Si,P,S)O4]3(O,OH,F)、鍶磷灰石Sr5(PO4)3F等。磷灰石晶體常見,一般呈帶錐面的六方柱;集合體呈粒狀、緻密塊狀、結核狀;呈膠體形態的變種稱為膠磷灰石,其礦石稱為膠磷礦。
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磷灰石礦物學特徵
磷灰石呈淺綠、黃綠、褐紅等色,玻璃光澤。具不完全解理,斷口不平坦。斷口有貝殼狀,有油脂光澤,有許多種磷灰石具有熒光。通常多種磷灰石含有雜質,如氟、碳、氯、鈾、錳和其他稀有元素等。摩斯硬度5,比重3.18~3.21。加熱後常可出現磷光。將鉬酸銨粉末置於磷灰石上,加硝酸,可生成黃色磷鉬酸銨,用以快速試磷。磷灰石作為副礦物見於各種火成岩中,在鹼性岩中可形成有工業價值的礦牀,如俄羅斯科拉半島的希比內磷灰石-霞石礦。規模巨大的磷灰石礦牀主要為淺海沉積成因,以膠磷礦為主,例如中國的湖北襄陽、雲南昆陽、貴州開陽磷礦,或是由它們再經變質作用形成的沉積變質礦牀。
偏光鏡下:無色。一軸晶(-)。氟磷灰石:No=1.633,Ne=1.629,折射率隨OH、Cl含量增高而增大;氯磷灰石:No=1.667,Ne=1.665;羥磷灰石:No=1.651,Ne=1.647。
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磷灰石生成方式
磷灰石有三種生成方式,分別生成於火成岩、沉積岩和變質岩中,生成於火成岩中的為內生磷灰石,一般作為副產物在基性或鹼性岩石中富集;在沉積岩中為外生磷灰石,是由生物沉積或生物化學沉積形成的,一般為結核狀;在變質岩中生成的是經區域變質生成的。
磷灰石應用
磷灰石是提取磷和製造農用磷肥的重要原料,顏色好結晶好的磷灰石可作為寶石或裝飾材料。伴生元素多的磷灰石可以綜合利用。磷灰石是人與動物硬體(牙、骨、結石)部分的主要無機物,也是一種重要的生物材料。
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磷酸鹽包括磷酸正鹽和酸式鹽。磷灰石是提煉磷的重要礦物,其中氟磷灰石是商業上最主要的礦物。磷灰石的形狀為玻璃狀晶體、塊體或結核,它們的顏色多種多樣,一般多為帶個錐面尖頭的六方柱形。多數磷灰石都很純淨,如果它們再硬一些,就可以當作寶石了。磷灰石加熱後常會發出磷光。在各種火成岩中可以見到磷灰石的影子。
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磷灰石結構與形態
六方晶系,a0=0.943~0.938nm,c0=0.688~0.686nm;Z=2。晶體結構的基本特點為,Ca-O多面體呈三方柱狀,以稜及角頂相連呈不規則的鏈沿c軸延伸,鏈間以[PO4]連結,形成平行於c軸的孔道,附加陰離子Cl-、F-、OH-充填於此孔道中也排列成鏈,座標高度可變,並有缺席的無序-有序。F-Ca配位八面體角頂的Ca,也與其鄰近的4個[PO4]中的6個角頂上的O2-相連。
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磷灰石產狀與組合
磷灰石礦石學意義
磷灰石礦業簡史
中國最早發現和首先進行開採的磷礦是江蘇海州磷礦。清朝同治年間發現海州磷礦(現名錦屏磷礦),並於1914年對該礦正式開採。本世紀20至30年代地質學家曾對錦屏磷礦作了地質調查,1947年確認該磷礦為沉積變質磷礦牀。新中國成立後國家首先對錦屏磷礦進行了勘探和開發。
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1927~1928年兩廣地質調查所對西沙羣島的鳥糞礦牀做過一些地質研究工作。1939年地質學家在雲南作地質調查時發現了昆陽磷礦。1946年在調查研究淮南煤礦時發現了安徽鳳台磷礦。1953年在貴州遵義松林發現了晚震旦紀陡山沱期磷塊巖。此後陸續發現和相繼開展工作的有鄂西宜昌磷礦、黔中開陽磷礦、鄂西荊襄磷礦等。自雲南昆陽磷礦問世以來,雲南滇池周圍陸續發現海口、晉寧、安寧、江川等大型磷礦。在貴州繼開陽磷礦發現後不久,又發現了甕安磷礦。在湖北宜昌、荊襄磷礦找礦成果的啓發下,發現了保康神農架和興山磷礦。
新中國成立後,中國地質學家對前震旦系變質磷礦、震旦系陡山沱組及燈影組磷礦、下寒武統梅樹村組及辛集組磷礦等,做了大量地質普查、勘探評價工作。此外對華北岩漿岩型磷灰石礦牀、西沙羣島的鳥糞礦牀及湖南、廣西等次生磷礦牀也做了地質研究工作。經過地質普查評價,對錦屏、肥東、宿松等前震旦系沉積變質磷灰巖礦牀;開陽、甕安、宜昌、荊襄、朝陽等震旦系陡山沱組磷塊巖;昆陽、海口、雷波、馬邊和寧強等下寒武統梅樹村組磷塊巖礦牀;中寒武統大茅羣磷塊巖礦牀,以及河北涿鹿岩漿岩型磷灰石礦牀等,都做了詳細的地質勘探工作,求得了大量工業儲量。
磷灰石礦石應用
磷礦是指在經濟上能被利用的磷酸鹽類礦物的總稱,是一種重要的化工礦物原料。用它可以製取磷肥,也可以用來製造黃磷、磷酸、磷化物及其他磷酸鹽類,以用於醫藥、食品、火柴、染料、製糖、陶瓷、國防等工業部門。磷礦在工業上的應用已有一百多年的歷史。
磷礦石按其成因不同,可分為磷灰石和磷塊巖。磷灰石是指磷以晶質磷灰石形式出現於岩漿岩和變質岩中的磷礦石。磷塊巖係指由外生作用形成、由隱晶質或顯微隱晶質磷灰石及其他脈石礦物組成的堆積體。自然界中已知的含磷礦物大約有120多種,分佈廣泛。但是按其質和量都能達到可以開採利用的含磷礦物則不過幾種。在工業上作為提取磷的主要含磷礦物是磷灰石,其次有硫磷鋁鍶石、鳥糞石和藍鐵石等。自然界中磷元素約有95%集中在磷灰石中。
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磷灰石加工方法
磷灰石有3種加工方法,即機械、酸法和熱法加工。國內外都以酸法加工為主。
(1)酸法加工
用各種無機酸分解磷礦粉,所得產品主要是各種水溶性磷肥和磷酸鹽。主要產品有:過磷酸鈣、萃取磷酸、重過磷酸鈣、磷酸銨、硝酸磷肥等。除過磷酸鈣外都是高濃度磷肥或複合肥料。製造這些磷肥要求磷灰石P2O5≥28%,雜質含量和粒度應符合要求。
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(2)熱法加工
磷灰石分類分佈
磷灰石羥基磷灰石
英文名:Hydroxyapatite
分子式:Ca10(PO4)6(OH)2
分子量:1004
理化性質:熔點:1650°C,比重:3.16g/cm,溶解度:0.4ppm,Ca/P:1.67
結晶構造:六角晶系
產品規格:粉末、多孔顆粒、塊狀(非標定型)產品
應用領域:骨替代材料、整形和整容外科、齒科、層析純化、補鈣劑
製法:可由Ca(PO4)2和CaCO3按擬定比例在高温下反應同時注入高壓水蒸氣,粉末經NH4Cl水溶液洗滌後乾燥而成,分多孔型和緻密型兩種,前者是粉料發泡後於1250℃燒結制備,後者成型後於1250℃燒結而成。
分佈:廣泛存在於人體和牛乳中,人體內主要分佈於骨骼和牙齒中,牛乳內主要分佈於酪蛋白膠粒和乳清中。
磷灰石氟磷灰石
將磷灰石磨成磷礦粉,直接作為酸性土壤肥料使用。礦粉的磨細度一般要求100目多於90%,要求礦石含P2O510%~20%,對其他雜質無特殊要求。
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