磷灰石
磷灰石(英語: apatite )，有4種，主要指氟磷石灰。磷灰石是一系列磷酸鹽礦物的總稱，它們有很多種，如黃綠磷灰石、氟磷灰石、氧硅磷灰石、氯磷灰石、鍶磷灰石等等。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。[1]
目錄
基本信息
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、 礦物密度: 3.13-3.23、 比重: 3.20、 應用: 是提煉磷的重要礦物、 分布: 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。
簡介
磷灰石以副礦物見於各種火成岩中，在鹼性岩中可以形成有工業價值的礦床。規模巨大的磷灰石礦床主要為淺海沉積成因，以膠磷礦為主，中國湖北宜昌、雲南昆陽、貴州開陽磷礦就是這種成因。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。 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%。
化學通式為(X5ZO4)3F，Cl，OH)、晶體屬六方晶系的磷酸鹽礦物的總稱。礦物族名。式中X代表Ca，Sr，Ba，Pb，Na，Ce，Y等，Z主要為P，還可為As，V，Si等。最常見的礦物種是氟磷灰石Ca5PO43F，其次有氯磷灰石Ca5PO43Cl、羥磷灰石Ca5PO43(OH)、氧硅磷灰石Ca5(Si，P，S)O43(O，OH，F)、鍶磷灰石Sr5PO43F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。
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。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床，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床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床。[2]
靈性作用
- .磷灰石是一種非常和平的寶石，能使經常意見不合的人和平共事。
- .佩戴磷灰石可以使比較以自我為中心，想法偏激頑固的人變得較為溫和。
- .在心理上，磷灰石能夠激發積極性，加強能量儲備，消除性格中冷漠與孤僻的一面，鼓勵人們在待人接物時，更為自然坦誠，使得人們與他人交流時更為和諧，表達自我史為便利流暢。由於它能夠吸納自身及他人的負性能量，因此，對於患有多動症或自閉症的孩子來說，也是非常有好處的。
- .此外，磷灰石還能夠激發創造性，提高智力，有助於消除疑惑，獲取信息;拓展知識與真理，緩解悲傷、冷漠與憤怒的情緒，克服情感衰竭。通過釋放海
底輪的能量，磷灰石可以消除挫折感，並有助於人們認同正當的欲望。
保健功效
- 1.磷灰石有助於骨骼生長，促進新細胞的形成;有利於人體對鈣的吸收，並對軟骨、骨頭、牙與運動神經有益。能夠改善關節炎、關節病和佝僂病的病情;
- 2.能夠抑制飢餓感，提高代謝頻率，鼓勵健康飲食，有益於腺狀組織、經絡與器官;
- 3.能夠抑制高血壓;
- 4.除此之外，磷灰石也能抑制過度活躍，可以改善活力不足，從而使生理、情感、精神、炅性與輪穴都處於和諧狀態。磷灰石與其他水晶共用時，還能加強效果。[3]
礦物特點
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岩。磷灰石是指磷以晶質磷灰石形式出現在岩漿岩和變質岩中的磷礦石。磷塊岩系指由外生作用形成、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，分布廣泛。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。
物理性質
無雜質者為無色透明，但常呈淺綠、黃綠、褐紅、淺紫色。沉積成因的磷灰石因含有機質被染成深灰至黑色。玻璃光澤，斷口油脂光澤。解理及不完全。性脆。斷口不平坦。硬度5。相對密度3.18~3.21。磷灰石圖片偏光鏡下: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。[4]
工業作用
磷灰石因其中附加陰離子的不同，又分為氟磷灰石、氯磷灰石和羥磷灰石等。六方晶系。晶體呈六方柱狀，集合體呈粒狀、緻密塊狀。顏色不一，以灰、褐黃、黃綠色多見。玻璃光澤。斷口呈油脂光澤。硬度5。密度3.2。有些磷灰石中含有多種微量元素碘、稀土元素和放射性元素等。條痕白色。具熱發光（磷光）特性。磷灰石的用途同磷塊岩。氟碳灰石晶體則可作激光發射材料。 磷灰石是提取磷的原料礦物，含稀土元素時可綜合利用。氟磷灰石可作激光發射材料。由生物化學作用形成的海島鳥糞層磷礦，主要成分為羥磷灰石，規模也很大。磷灰石是製造磷肥和提取磷及其化合物的最主要礦物原料；含稀土元素時可綜合利用；透明而色澤麗潤的磷灰石晶體可作低檔寶石。
磷是生物細胞質的重要組成元素，也是植物生長必不可少的一種元素。世界上84%～90%的磷礦用於生產各種磷肥，3.3%生產飼料添加劑，4%生產洗滌劑，其餘用於化工、輕工、國防等工業。中國的磷礦消費結構中磷肥占71%，黃磷占7%，磷酸鹽占6%，磷化物占16%。磷肥對農作物的增產起着重要作用。
磷灰石又是重要的化工礦物原料。部分磷礦用於製取純磷(黃磷、赤磷)和化工原料，少量用作動物飼料。赤磷用於製造火柴和磷化物。黃磷有劇毒，可制農藥，還可以制燃燒彈、曳光彈、信號彈、煙幕彈、發火劑；磷與硼、銦、鎵的磷化物用於半導體工業。冶金工業中用於煉製磷青銅、含磷生鐵、鑄鐵等。磷酸鋯、磷酸鈦、磷酸硅等可作塗料、顏料、粘結劑、離子交換劑、吸附劑等。磷酸鈉、磷酸氫二鈉用於淨化鍋爐用水。後者還可制人造絲。六聚偏磷酸鈉可作水的軟化劑和金屬防腐劑，磷酸鈣鹽用於動物飼料添加劑，磷的衍生物用於醫藥。磷酸二氫鋁膠材料耐火度高、耐衝擊性好、耐腐蝕性強、電性能優越，用於尖端技術中。氟磷灰石晶體是最理想的激光發射材料，磷酸鹽玻璃激光器已得到應用。
工業上常用濃硫酸跟磷酸鈣反應製取磷酸，濾去微溶於水的硫酸鈣沉澱，所得濾液就是磷酸溶液。磷酸和磷灰石反應所得產物磷酸二氫鈣被稱為重過磷酸鈣，為灰白色粉末，主要用作酸性磷肥。工業上製備氫氟酸的方法是用螢石(CaF2)與濃硫酸作用，加熱到大約700℃時發生反應。加熱後可發磷光。將鉬酸銨粉末置於磷灰石上，加硝酸，可生成黃色的磷鉬酸銨，用以快速試磷。磷灰石是制磷和磷肥的最主要原料。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。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床，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床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床。[5]
磷灰石產地
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。
在沉積岩、沉積變質岩及鹼性岩中可形成有巨大工業價值的礦床。在各種岩漿岩及花崗偉晶岩中成副礦物。
規模巨大的磷灰石礦床主要為淺海成因，或由它們再經變質作用形成的沉積變質礦床，以膠磷礦為主。如中國湖北襄陽、雲南昆陽、貴州開陽磷礦。
晶體化學
化學組成(%)：CaO 54.58，P2O5 41.36，F 1.23，Cl 2.27，H2O 0.56。可有少量TR和微量Sr作不完全類質同像替代Ca，少量Cl、OH代替F。稀土含量一般不超過5%。按照附加陰離子可分為以下亞種：
氟磷灰石（fluorapatite） Ca5[PO4]3F
氯磷灰石（chlorapatite） Ca5[PO4]3Cl
羥磷灰石（hydroxylapatite） Ca5[PO4]3(OH)
碳磷灰石（carbonate-apatite）Ca5[PO4，CO3(OH)]3(F，OH)
自然界以氟磷灰石最常見，一般簡稱磷灰石。碳磷灰石由於[CO3]2-代替[PO4]3-，出現了剩餘負電荷，因而[CO3]2-與OH-或F-結合在一起，以離子團的形式進入晶格。然而當1個[CO3]2-代替1個[PO4]3-時，只有0.4的[CO3]2-與OH-或F-結合，故Ca2-可被K+、Na+等代替，以達到電價平衡。[6]
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。
機械加工
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。
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。
熱法加工
用磷灰石和硅石、含鎂岩石配成適當比例，在高爐或電爐內經高溫熔融後，經水淬製成鈣鎂磷肥等。[7]
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床。新中國成立後國家首先對錦屏磷礦進行了勘探和開發。
1927～1928年兩廣地質調查所對西沙群島的鳥糞礦床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岩。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啟發下，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床、西沙群島的鳥糞礦床及湖南、廣西等次生磷礦床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岩礦床；開陽、甕安、宜昌、荊襄、朝陽等震旦系陡山沱組磷塊岩；昆陽、海口、雷波、馬邊和寧強等下寒武統梅樹村組磷塊岩礦床；中寒武統大茅群磷塊岩礦床，以及河北涿鹿岩漿岩型磷灰石礦床等，都做了詳細的地質勘探工作，求得了大量工業儲量。
世界上出產寶石級磷灰石的國家有緬甸、斯里蘭卡、印度、美國、墨西哥、巴西、加拿大、挪威、西班牙、葡萄牙、意大利、德國、馬達加斯加、坦桑尼亞、中國等。
分類分布
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按擬定比例在高溫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℃燒結製備，後者成型後於1250℃燒結而成。
分布:廣泛存在於人體和牛乳中，人體內主要分布於骨骼和牙齒中，牛乳內主要分布於酪蛋白膠粒和乳清中。
氟磷灰石
氟磷灰石是常見的鈣氟磷酸鹽礦物。在幾乎所有的火成岩中和鎂礦中都有它的存在。氟磷灰石具有玻璃光澤且有多種顏色，但以綠色為多。一般為柱狀或厚板狀晶體、粗粒到緻密塊狀或瘤狀。
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