氟磷灰石

氟磷灰石（fluorapatite）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。

基本介紹

• 中文名：氟磷灰石
• 外文名：fluorapatite
• 化學式：Ca5F(PO4)3
• 學科：結晶學及礦物學
• 類別：鈣氟磷酸鹽礦物
• 晶系：六方晶系
• 顏色：呈灰白色、灰綠色或紫色等
• 形態：常呈六方柱形或六方錐狀
• 密度：3.18～3.41g·cm-3
• 光澤：玻璃光澤
• 條痕：白色
• 斷口：貝殼狀，油脂光澤
• 硬度：5
• 特性：加熱後常可出現磷光
• 解理：解理不發育，{0001}不完全解理
• 透明度：通常透明
• 分布：作為副礦物見於各種火成岩中

特徵

根據所含雜質或共生礦物的不同，氟磷灰石可呈灰白色、灰綠色或紫色等，尤以灰綠色較為普遍。

磷灰石屬六方晶系，其結構呈六方雙錐晶型結晶，晶型常呈六方柱形或六方錐狀，但多數是不太規則的結晶顆粒，結構堅固緻密，不含結晶水，一般磷灰石的密度為3.18～3.41g·cm^-3，天然氟磷灰石的密度為3.1~3.25g/cm³，比熱容為0.832J/（g·℃），標準生成熱為6829.0kJ/mol。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。

礦物組成

氟磷灰石的化學式為Ca₅(PO₄)₃F_。純的氟磷灰石含P₂O₅42.26%、CaO55.56%、F3.77%，但由於同晶取代作用與半生雜質的影響，天然磷灰石往往比純氟磷灰石品味低，其P₂O₅最高含量為40.70%，F為2.8%～3.4%。 同晶取代是指氟磷灰石Ca₅(PO₄)₃F晶格中的一些獨立離子被某些結晶化學半徑相近的其它離子所取代，如Ca₅(PO₄)₃F中的陽離子Ca²⁺，可部分被其它陽離子Ba²⁺、Mg²⁺等取代，陰離子F^-、PO₄^3-的一部分可能被OH^-、Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-、SiO₄^2-等離子取代。

在同晶取代情況下，磷灰石礦物可以用Ca₁₀(PO₄)₆R₂表示，式中R代表F^-、OH^-、Cl^-等離子。在多數情況下，天然磷灰石以氟磷灰石最多，其次為羥基磷灰石Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂，氯磷灰石則很少。和氟磷灰石半生的主要雜質礦物有霞石(Na，K)AlSiO₄·nSiO₂、輝石-霓石NaFe(SiO₃)₂、鈦磁鐵礦Fe₃O₄·FeTiO₃·TiO₂、鈦鐵礦FeTiO₃、榍石CaTiSiO₂·nSiO₂、長石等。

分布

氟磷灰石以副礦物見於各種火成岩中，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。規模巨大的氟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。

套用

氟碳灰石晶體則可作雷射發射材料。磷灰石是提取磷的原料礦物，含稀土元素時可綜合利用。氟磷灰石可作雷射發射材料。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。

氟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、磷酸矽等可作塗料、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雷射發射材料，磷酸鹽玻璃雷射器已得到套用。氟磷灰石也是制磷和磷肥的最主要原料。