Apatita

Apatita é um grupo de fosfato minerais comumente encontrada em uma variedade de ambientes geológicos. É um mineral importante devido ao seu papel na formação de ossos e dentes em organismos vivos, e também é usada como fonte de fósforo para fertilizantes. A apatita normalmente se forma em uma variedade de cores, incluindo verde, amarelo, azul e incolor. Pode ser transparente a opaco, e seus cristais geralmente têm um formato hexagonal ou prismático.

Significado histórico e descoberta: O nome “apatita” deriva da palavra grega “apatao”, que significa “enganar”, devido à sua semelhança com outros minerais, como peridoto e berilo, o que frequentemente levava à confusão entre os primeiros mineralogistas. A apatita é conhecida desde a antiguidade, mas foi somente no século XIX que os cientistas conseguiram identificá-la e distingui-la claramente de outros minerais.

Fórmula química (Ca5(PO4)3(F,Cl,OH)): A fórmula química da apatita pode variar ligeiramente dependendo da presença de diferentes elementos. A forma mais comum de apatita é o fosfato de cálcio, com a fórmula geral:

• Ca₅(PO₄)₃(F,Cl,OH)

Esta fórmula reflete a presença de cálcio (Ca), grupos fosfato (PO₄) e diferentes íons haleto, como fluoreto (F), cloreto (Cl) ou hidróxido (OH). Essas variações dão origem a diferentes tipos de minerais de apatita, incluindo fluorapatita, clorapatita e hidroxiapatita, cada um diferindo em sua composição de haleto.

Tipos de Apatita

Apatita é um grupo de minerais de fosfato que podem ser classificados com base no componente de haleto presente em sua estrutura. Os principais tipos de apatita são:

1. Fluorapatita (Ca₅(PO₄)₃F)
   • Composição química: Fosfato de cálcio com flúor (F) como haleto.
   • Características: A fluorapatita é a forma mais comum de apatita encontrada na natureza. É altamente resistente a intemperismo e é um componente importante de ossos e dentes em humanos e animais. Este tipo também é amplamente usado na produção de fertilizantes.
   • Ocorrência: Encontrado em Rochas ígneas, bem como em ambientes sedimentares e metamórficos.
   • Significado: É uma fonte importante de flúor e fósforo.
2. Clorapatita (Ca₅(PO₄)₃Cl)
   • Composição química: Fosfato de cálcio com cloreto (Cl) como haleto.
   • Características: A clorapatita é mais rara que a fluorapatita. Suas propriedades são semelhantes às da fluorapatita, mas é menos resistente ao intemperismo. O íon cloreto na estrutura lhe dá características distintas em comparação à forma de flúor.
   • Ocorrência: Pode ser encontrado em certos rochas metamórficas e em ígneo depósitos.
   • Significado: Menos comum, mas importante em estudos geológicos e certos contextos mineralógicos.
3. Hidroxiapatita (Ca₅(PO₄)₃OH)
   • Composição química: Fosfato de cálcio com hidróxido (OH) como haleto.
   • Características: A hidroxiapatita é o mineral primário encontrado em ossos e dentes humanos e animais. Ela ocorre naturalmente e é a forma mais estável de apatita em condições normais.
   • Ocorrência: Comum em sistemas biológicos e é encontrado nos ossos e dentes de vertebrados. Também ocorre em certos rochas sedimentares e como produto de processos geológicos.
   • Significado: A hidroxiapatita é usada em aplicações médicas e odontológicas, particularmente em enxertos ósseos e implantes dentários.
4. Manganês Apatita (Ca₅(PO₄)₃(Mn))
   • Composição química: Semelhante a outras apatitas, mas com manganês (Mn) substituindo o cálcio na estrutura.
   • Características: Esse tipo geralmente é colorido devido à presença de manganês e pode aparecer em tons de roxo, rosa ou vermelho.
   • Ocorrência: Encontrado em metamórfico rochas e alguns depósitos ígneos, particularmente em áreas com alto teor de manganês.
5. Carbonato Apatita (Ca₅(PO₄)₃(CO₃))
   • Composição química: Fosfato de cálcio com íons carbonato (CO₃) no lugar de alguns dos grupos fosfato.
   • Características: Este tipo de apatita ocorre com substituições de carbonato, o que pode afetar sua estrutura cristalina e propriedades. Pode aparecer em formas brancas ou de cor creme.
   • Ocorrência: Comum em rochas sedimentares e materiais biogênicos, incluindo fósseis e algum material ósseo.

Cada um desses tipos de apatita pode ter propriedades, usos e ocorrências distintas na natureza, o que os torna significativos tanto geológica quanto biologicamente.

Propriedades físicas da apatita

Apatita é um grupo de minerais com propriedades físicas variadas dependendo do seu tipo (fluorapatita, clorapatita, hidroxiapatita, etc.), mas há diversas características físicas importantes que são comumente observadas na maioria dos espécimes de apatita:

1. Cor:
   • A apatita pode ocorrer em uma ampla gama de cores, incluindo verde, amarelo, azul, incolor, marrom, roxo e até rosa. A cor depende do tipo específico de apatita e da presença de elementos traço ou impurezas.
   • Cores comumente vistas: Tons de verde (mais comum), amarelo e azulado.
2. Transparência:
   • A apatita pode ser transparente, translúcida ou opaca. Espécimes transparentes são frequentemente usados ​​em pedras preciosas, enquanto formas opacas são mais comumente encontradas em pedras naturais. depósitos minerais.
3. Brilho:
   • O brilho da apatita é tipicamente vítreo (semelhante a vidro) ou gorduroso quando não está bem formado. A superfície pode às vezes parecer opaca dependendo da qualidade do cristal e da exposição ao ambiente.
4. Dureza:
   • A apatita tem uma Dureza de Mohs de 5, o que significa que é relativamente macio em comparação com outros minerais como quartzo (7) mas mais duro do que muitos outros minerais comuns como gesso (2) ou calcite (3).
   • Essa dureza faz com que a apatita seja fácil de arranhar com minerais mais duros, mas ainda assim durável para uso em certas aplicações, como pedras preciosas ou fertilizantes.
5. Decote:
   • Exposições de apatita clivagem imperfeita in uma direção. Isso significa que ele pode quebrar ao longo de certos planos, mas a clivagem não é tão perfeita quanto a de minerais como mica or feldspato. A clivagem pode resultar em fraturas irregulares e ásperas, o que pode afetar a aparência dos cristais de apatita.
6. Fratura:
   • Quando a apatita se fratura, ela normalmente quebra com um concoidal (em forma de concha), especialmente se for um cristal mais duro ou bem formado. As superfícies de fratura podem ser lisas ou irregulares, dependendo do tipo de quebra.
7. Densidade:
   • A apatita tem uma relação densidade baixa a moderada, normalmente variando entre 3.1 e 3.2 g/cm³. Essa densidade varia ligeiramente dependendo da presença de diferentes haletos ou impurezas na estrutura.
8. Sistema Cristal:
   • Os cristais de apatita pertencem ao sistema de cristal hexagonal, o que significa que eles frequentemente formam prismático cristais, que podem aparecer como hastes finas ou prismas, tipicamente com seções transversais hexagonais. Os cristais são geralmente alongados e podem formar agregados, como aglomerados ou massas.
9. Gravidade específica:
   • A gravidade específica da apatita geralmente varia de (3.1 - 3.2). Isso indica o quanto a apatita é mais densa em comparação à água.
10. Magnetismo:
    • Apatita é não magnético, o que significa que não exibe propriedades magnéticas em condições normais. No entanto, amostras específicas de apatita com certas impurezas podem mostrar um leve comportamento magnético.
11. Índice de refração:
    • A apatita tem uma índice de refração de cerca de (1.63 - 1.64), que é relativamente baixo, mas perceptível quando usado em pedras preciosas e cortado como pedras facetadas.

Ocorrência geológica de apatita

Apatita é um mineral amplamente distribuído e pode ser encontrado em uma variedade de ambientes geológicos. Ela se forma sob uma variedade de condições, de ígneas a sedimentares e metamórficas. Aqui está uma visão geral de onde e como a apatita ocorre:

1. Rochas ígneas:
   • A apatita é comumente encontrada em Rochas ígneas, particularmente em granitos, basaltos e sienitos. Nessas rochas, a apatita normalmente se forma como uma mineral acessório primário, muitas vezes cristalizando a partir do magma em resfriamento.
   • A apatita se forma como pequenos cristais dentro da matriz da rocha, geralmente como estruturas prismáticas ou em forma de agulha.
   • Granito e gabro são exemplos de rochas ígneas que frequentemente contêm apatita. Essas rochas, particularmente aquelas com alto teor de fósforo, podem hospedar quantidades significativas de apatita.
2. Rochas metamórficas:
   • Apatita também pode ser encontrada em rochas metamórficas, onde se forma durante a recristalização de minerais sob condições de alta pressão e temperatura.
   • In mármores, xistos e gnaisses, a apatita geralmente ocorre como resultado do metamorfismo de rochas ricas em fósforo, como calcários fosfatados.
   • Também pode se formar como um mineral secundário durante o alteração de depósitos primários de fosfato, especialmente em regiões submetidas a metamorfismo de alto grau.
3. Rochas sedimentares:
   • A apatita está presente em alguns rochas sedimentares e é freqüentemente encontrado em fosforito or depósitos de fosfato de rocha. Esses depósitos se formam quando materiais ricos em fósforo, como matéria orgânica ou ossos, são concentrados ao longo do tempo por meio de processos de erosão e sedimentação.
   • Sedimentos ricos em apatita são normalmente depositados em ambientes marinhos rasos, onde material orgânico se acumula e sofre alteração química.
   • Leitos de fosforito são fontes importantes de fosfato, e a apatita encontrada nesses leitos é frequentemente rica em fluorapatita or hidroxiapatita.
   • Os depósitos de fosforita são explorados por seu alto teor de fósforo, que é usado para produzir fertilizantes.
4. Depósitos Biológicos:
   • A apatita também se forma em sistemas biológicos. É um componente importante dos ossos e dentes dos vertebrados, o que o torna um mineral importante para a compreensão da geologia da vida e do registro fóssil.
   • Em organismos marinhos, a apatita ocorre como parte do calcário conchas de algumas formas de vida marinha, especialmente em ossos de peixes e invertebrados marinhos.
5. Ambientes Hidrotérmicos:
   • A apatita também pode se formar em veias hidrotermais e depósitos de fontes termais. Esses depósitos ocorrem quando fluidos quentes e ricos em minerais interagem com as rochas circundantes, levando à precipitação de apatita junto com outros minerais, como calcita, quartzo ou barita.
   • A apatita pode fazer parte da mineralização em hidrotérmico depósitos de minério, especialmente onde há presença de fluidos contendo fósforo.
6. Meteoritos:
   • Em casos raros, apatita foi encontrada em meteoritos, especificamente em condritos carbonáceos. Essas rochas extraterrestres contêm apatita como parte de seu conteúdo mineral, fornecendo pistas sobre o início do sistema solar e os processos envolvidos na formação de planetas e outros corpos celestes.

Distribuição global de apatita

• Localização: Canadá, Rússia e Marrocos estão entre os principais produtores mundiais de rocha de fosfato, que contém quantidades significativas de apatita.
• Florida (Portugal) e China também são fontes significativas de apatita na forma de fosforito depósitos.
• Índia e Brasil têm grandes operações de mineração de fosfato, contribuindo ainda mais para a disponibilidade global de apatita.

Importância Econômica

Ocorrência de apatita em depósitos de fosfato torna-o um mineral vital na economia global, particularmente para a produção de Fertilizantes. O fósforo extraído da apatita é um ingrediente-chave em fertilizantes essenciais para a agricultura. Os depósitos de fosfato são frequentemente minerados diretamente por seu conteúdo de apatita, que é processado para extrair fósforo para uso agrícola.

A apatita também é importante em geocronologia, Onde o urânio e os isótopos de tório presentes em alguns minerais de apatita são usados ​​para datar rochas e minerais.

Usos da Apatita

Apatita é um mineral versátil com uma gama de usos, tanto na indústria quanto em contextos biológicos. Suas aplicações primárias estão relacionadas ao seu conteúdo de fósforo, mas também tem significância em outros campos, incluindo geologia e tecnologia.

1. Fertilizantes:

• Uso primário: O uso mais significativo da apatita é na produção de fertilizantes fosfatados. A apatita é uma importante fonte de fósforo, um nutriente essencial para o crescimento das plantas.
• Mineração de fosforita: Rico em apatita depósitos de fosforita são extraídos e processados ​​para produzir ácido fosfórico, que é então usado para criar várias formas de fertilizantes fosfatados, como superfosfato e superfosfato triplo.
• Demanda global: Como o fósforo é um nutriente crítico para a produção de safras, fertilizantes à base de apatita são cruciais para a agricultura global. A demanda por fertilizantes de fosfato impulsiona grande parte da mineração e processamento de apatita em todo o mundo.

2. Alimentação Animal:

• O fósforo também é um componente essencial da nutrição animal. A apatita às vezes é processada e incluída em alimentação animal para fornecer fósforo, que é necessário para o crescimento ósseo, transferência de energia e saúde geral.
• Esse uso é especialmente significativo em regiões onde há deficiências de fosfato nas matérias-primas locais.

3. Produção de ácido fosfórico:

• Aplicação industrial: A apatita é usada para produzir ácido fosfórico através de um processo chamado produção de ácido fosfórico por processo úmido. O ácido fosfórico é um ingrediente essencial em vários processos industriais, como na produção de detergentes, aditivos alimentares e no tratamento de água.
• Ácido fosfórico também é usado para produzir produtos químicos de fósforo de alta qualidade, como fosfatos usado em detergentes, retardantes de chamas e produtos químicos para tratamento de água.

4. Fabricação de compostos de fósforo:

• A apatita é uma matéria-prima essencial para a produção de uma série de compostos de fósforo, incluindo:
  • Fosfato de cálcio (usado em cerâmica, produtos odontológicos e suplementos alimentares).
  • Ácido fosfórico (usado em fertilizantes, processamento de alimentos e produtos de limpeza).
  • Fosfato tricálcico (usado em suplementos alimentares e como aditivo alimentar).
  • Sais de fosfato (usado em muitas aplicações industriais e domésticas).

5. Pedras preciosas e joias:

• Apatita como uma pedra preciosa: Embora não seja tão comum quanto outras pedras preciosas, apatita às vezes é cortado e polido para uso em pedras preciosas. Espécimes transparentes ou levemente coloridos são valorizados por seu brilho vítreo e cores vibrantes, particularmente em tons de azul e verde.
• Uso de joias: Quando cortada em pedras facetadas, a apatita pode ser usada em anéis, brincos e pingentes. No entanto, devido à sua dureza relativamente baixa (5 na Escala de Mohs), não é tão durável quanto outras pedras preciosas como safira or diamante.

6. Aplicações biológicas:

• Materiais ósseos e dentários:
  • Hidroxiapatita (uma forma de apatita) é um componente chave de osso e dentes em humanos e animais. A estrutura deste mineral se assemelha muito à porção inorgânica do osso e do esmalte, tornando-o crucial em sistemas biológicos.
  • Sintético hidroxiapatita é utilizado em aplicações médicas, como na produção de enxertos ósseos, implantes dentários, e outros dispositivos protéticos. Sua biocompatibilidade permite que ele se ligue bem ao osso natural, facilitando a cura e a integração.
• Engenharia de Tecidos Ósseos: Hidroxiapatita também é amplamente utilizado em engenharia de tecido ósseo como um material de andaime para o crescimento de novos tecidos ósseos. Seu uso em Medicina regenerativa ajuda a reparar ou substituir ossos danificados.

7. Pesquisa Geológica e Gemológica:

• Geocronologia: A apatita é útil em geocronologia para datar rochas e minerais. Os cristais de apatita podem conter vestígios de urânio e tório, que se decompõem ao longo do tempo, permitindo aos cientistas estimar a idade da rocha em que são encontrados através da medição de trilhas de fissão or (U-Th)/Ele namorando métodos.
• Estudos Gemológicos: A apatita é estudada em gemologia por suas propriedades como pedra preciosa, ajudando a determinar seu valor e características em comparação com outros minerais.

8. Fabricação de Produtos Cerâmicos:

• Fosfato de cálcio derivado da apatita é utilizado na produção de materiais cerâmicos, particularmente na criação de porcelana e cerâmica de alto desempenho. Essas cerâmicas podem ser usadas em diversas aplicações industriais, incluindo revestimentos, eletrônicos e materiais de isolamento.

9. Tratamento de Água:

• Compostos à base de fosfato: Os derivados da apatita são por vezes utilizados em tratamento de água. Por exemplo, a compostos de fosfato são adicionados aos sistemas de água municipais e industriais para evitar corrosão e acúmulo de incrustações em canos e máquinas.

10. Outros usos diversos:

• Pigmentos e Tintas: Algumas formas de apatita, particularmente sais de fosfato, são usados ​​na produção de pigmentos e tintas. Os corantes podem ser usados ​​em uma variedade de aplicações industriais e artísticas.
• Fonte de flúor: A fluorapatita, que contém flúor, também pode ser uma fonte de flúor para compostos à base de flúor usado em creme dental e fluoretação da água.

Apatita é um mineral essencial com uma ampla gama de usos, desde seu papel principal na produção de fertilizantes até suas aplicações na medicina, indústria e até mesmo joias. Sua versatilidade e papel crítico em processos biológicos e industriais fazem dela um dos minerais mais importantes do mundo hoje.

Rocha Fosfatada

Rocha de fosfato e fosfato são nomes usados ​​para rochas sedimentares que contêm pelo menos 15% a 20% de fosfato com base no peso. O teor de fósforo nessas rochas é derivado principalmente da presença de minerais de apatita

Usos da apatita como rocha fosfática

• A maior parte da rocha fosfática extraída em todo o mundo é usada para produzir fertilizante fosfatado. Também é usado para produzir suplementos alimentares para animais, ácido fosfórico, fósforo elementar e compostos de fosfato para a indústria química.
• A China é o maior produtor de rocha fosfática, produzindo aproximadamente 100 milhões de toneladas em 2014. Os Estados Unidos, Rússia, Marrocos e Saara Ocidental também são grandes produtores de fosfato.
• Mais de 75% das reservas mundiais de rocha fosfática estão localizadas no Marrocos e no Saara Ocidental.

Perguntas frequentes sobre apatita

Para que serve a apatita?

A apatita é usada em vários campos, incluindo agricultura, indústria, medicina e pesquisa. É uma importante fonte de fosfato, que é usado em fertilizantes, e também é usado na produção de ácido fosfórico, cerâmica, implantes dentários e joias.

Quais são as propriedades físicas da apatita?

A apatita é tipicamente verde, marrom, azul ou amarela e tem uma dureza de 5 na escala de Mohs. Tem uma gravidade específica de cerca de 3.2 a 3.4 e normalmente possui uma estrutura de cristal hexagonal.

Onde a apatita é encontrada?

A apatita é encontrada em muitos locais ao redor do mundo, incluindo Canadá, Brasil, Rússia e Madagascar. Pode ocorrer em uma variedade de ambientes geológicos, como rochas ígneas, rochas sedimentares e veios hidrotermais.

A apatita é radioativa?

Algumas apatitas podem ser radioativas, particularmente se contiverem traços de urânio ou outros elementos radioativos. No entanto, nem todas as apatitas são radioativas, e sua radioatividade pode variar dependendo da localização e composição específicas do mineral.

Qual é a composição química da apatita?

A apatita tem uma composição química complexa que pode variar dependendo do tipo específico de apatita. A fórmula básica da apatita é Ca5(PO4)3X, onde X pode ser qualquer um dos vários íons, incluindo OH-, F-, Cl- ou uma combinação destes. A apatita também pode conter vários oligoelementos e impurezas, que podem afetar suas propriedades e comportamento.

Referências

• Hobart M. King (2018) Apatita, Fosforita e Rocha Fosfática https://geology.com/minerals/apatite.shtml
• Preço de mercado, https://roughmarket.com/apatite/
• Arem,J,E.,Smigel,B (2018) Informações sobre valor, preço e joias de apatita, International Gem Society
• Villalba,G.,Ayres, R,U.,Schroder, H(2008). "Contabilidade de flúor: produção, uso e perda". Jornal de Ecologia Industrial.
• USGS, resumos de commodities minerais, disponíveis em http://minerals. usgs.gov/minerals/pubs/commodity/phosphate_rock/index.html#mcs verificado em 19 de abril de 2013).