O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maхsus

2.3. Fosfatli minerallarning fizik-xosalari i va tabiatda uchrashi


Fosfatli minerallar. Tabiatda 120 dan ortiq turdagi fosfatli minerallar uchraydi. Apatit guruhidagi minerallar, ulardan eng asosiysi – ftorapatit Ca₅F(PO₄)₃ eng eng tarqalgan va sanoat ahamiyatiga ega bo‘lgan mineralhisoblanadi.
Apatitning fosfatli guruhlariga yoki apatitlarga Ca₁₀P₂(PO₄)₆ umumiy formulaga ega bo‘lgan 42 zarrachadan iborat bo‘lgan elementar kristall yacheykali minerallar kiradi (bu yerda R – ftor, xlor yoki gidroksil). Apatitdagi kalsiyning bir qismi Ba, Mg, Mn, Fe, shuningdek, uch valentli nodir elementlarning ishqoriy metallar bilan birgalikdagi atomlari bilan almashgan holatda bo‘ladi. Apatitning kristall panjarasida kalsiyga nisbatan katta atom massaga ega bo‘lgan kationlarning kirishi mineraldagi P2O5 miqdorining, masalan ftorapatitdagiga Ca₅F(PO₄)₃ nisbatan kamayishiga olib keladi. Masalan, mineralda o‘rtacha 2,7% SrO va 1,5% nodir elementlar oksidlarining yig‘indisi bo‘lsa (nodir elementlarningo‘rtacha atom massasi 160), undagi P₂O₅ miqdori toza apatitdagi 42,2%o‘rniga 40,7% bo‘ladi. Boshqa apatit minerallari – ftorning o‘rnini OH yoki xlor olishi yoxud fosfor o‘rnini uglerod olishi natijasida hosil bo‘lgan mahsulotlar sifatida qaralishi mumkin. Shunday minerallar ham borki, unda ularda fosforning bir qismi kremniy va oltingugurt bilan almashgan bo‘ladi.
Fizik xossalari. Fosfatli minerallarning fizik xossasi kristall panjarada hosil bo‘luvchi ionlar zaryadining kattaligi va ular tuzilishining ixchamligi bilan aniqlanadi. Ftorapatit o‘zining tuzilishiga ko‘ra, ikki molekula Ca5(PO4)3F dan iborat fazoviy guruhga egadir. Bunday tuzilish ftorapatit
molekulasining termodinamik mustahkamligi bilan izohlanadi. Ftorapatit kristall panjarasining energiyasi – 5300kkal/molga tengdir, ftorapatit kristallarining solishtirma sirt energiyasi – 1520 erg/sm² (NaC1 uchun 160 erg/sm²) ni tashkil etadi. Ftorapatit fazoviy tuzilishining bunday ifodalanishi ftorning asosiy valentlikdan tashqari qo‘shimcha valentlikni ham namoyon etishini ko‘rsatadi. Shunday qilib, ftorapatitni markaziy atomi ftor bo‘lgan ichki kompleks tuz deb qaralishi mumkin.
Apatitning turli izomorf ko‘rinishlari geksagonal singoniyali kristallari bor. Ftorapatit yashil, sarg‘ish-yashil rangda, qisman ko‘k, pushti yoki safsar ranglar aralashgan yarim shaffof donachalar hosil qiladi. U 1660⁰C haroratda (xlorapatit esa 1530⁰C haroratda) suyuqlanadi. Apatitning zichligi 3,41-3,68 g/sm³ oralig‘ida bo‘ladi, qattiqligi esa Moos darajasi bo‘yicha 5 ga tengdir.
Apatit suvda va 2% li limon kislota eritmasida amalda erimaydi, mineral kislotalarda parchalanadi. 3 mm o‘lchamli yirik donachalar shaklidagi karbonatli ko‘rinishlari – kurskit, frankolit va karbonatapatit 3% li HCl eritmasida 1 soat mobaynida deyarli to‘la eriydi.
Ftorapatitni suv bug‘i ishtirokida 1400-1550⁰C haroratgacha qizdirilganda gidroksilapatitga, u esa tetrakalsiyfosfat 4CaO∙P₂O₅ (limon kislotada eriydi) va trikalsiyfosfat Ca₃(PO₄)₂ ga aylanadi. Trikalsiyfosfat