Геологический институт Кольского научного центра РАН, г. Апатиты, РФ:

Нерадовский Ю. Н., ведущий научный сотрудник, канд. геол.-минерал. наук, iu.neradovskij@yandex.ru

Компанченко А. А., научный сотрудник, komp-alena@yandex.ru

Базай А. В., научный сотрудник, bazay.ayya@gmail.com

Кировский филиал АО «Апатит», «ФосАгро», г. Кировск, РФ:

Байбикова Ю. Б., инженер, YuBaibikova@phosagro.ru

Рассматриваются особенности изменения химического состава фторапатита Хибинского массива и возможные изменения его технологических свойств, которые могут привести к снижению качества апатитового концентрата. В связи с широко проявленным изо- и гетеровалентным изоморфизмом химический состав хибинского апатита имеет значительные расхождения с теоретическим. Доля низкофосфорного апатита в рудах составляет от 4,1 до 7 %, в уртитах — 13–27 %, в фойяитах — более 55 %. Низкофосфорный фторапатит отличается от нормального уменьшением размеров зерна и усложнением взаимоотношений с темноцветными минералами, что понижает его раскрытие и извлечение. Предполагается, что он должен характеризоваться повышенными флотационными свойствами вследствие увеличения количества флотоактивных ионов на поверхности кристаллической решетки.

Авторы благодарят за поддержку работы главного технолога АО «Апатит» А. И. Калугина, за помощь в исследовании минералов А. А. Тележкина (АО «Апатит»). Работа выполнена в рамках темы НИР ГИ КНЦ РАН № 0226-2019-0053.

1. Pasero M., Kampf A. R., Ferraris C., Pekov I. V., Rakovan J., White T. J. Nomenclature of the apatite supergroup minerals // European Journal of Mineralogy. 2010. Vol. 22. P. 163–179.
2. Коgarko L. N. Chemical сomposition and рetrogenetic implications of apatite in the Khibiny apatite-nepheline deposits (Kola Peninsula) // Minerals. 2018. Vol. 8. P. 165–178.
3. Костылева-Лабунцова Е. Е., Боруцкий Б. Е., Соколова М. Н., Шлюкова З. В., Дорфман М. Д., Дудкин О. Б., Козырева Л. В. Минералогия Хибинского массива (минералы). Т. 2. М.: Наука, 1978. 586 с.
4. Денисов А. П., Дудкин О. Б., Елина Н. А., Кравченко-Бережной Р. А., Полежаева Л. И. О зависимости физических свойств апатита от примеси редких земель и стронция // Геохимия. 1961. № 8. С. 666–676.
5. Shalika T., Perera H., Han Y., Lu X., Wang X., Dai H., Li S. Rare earth doped apatite nanomaterials for biological application // Journal of Nanomaterials. 2015. Vol. 2015. Article ID 705390, 6 p. DOI: 10.1155/2015/705390.
6. Коноплева Н. Г., Иванюк Г. Ю., Пахомовский Я. А., Яковенчук В. Н., Михайлова Ю. А. Типоморфизм фторапатита в Хибинском щелочном массиве (Кольский полуостров) // Записки Российского минералогического общества. 2013. № 3. С. 65–83.
7. Когарко Л. Н. Редкоземельный потенциал апатита в месторождениях и отходах производства апатитонефелиновых руд Хибинского массива // Труды Ферсмановской научной сессии ГИ КНЦ РАН. 2019. Т. 16. С. 271–275. DOI: 10.31241/FNS.2019.16.055.
8. Коноплева Н. Г. Геология апатито-нефелинового месторождения Коашва (Хибинский массив): дис. … канд. геол.-минерал. наук. М., 2009. 275 с.
9. Каменева Е. Е. Флотационная минералогия апатита // Основы минералургии. Теория и практика разделения минералов. М.: Наука, 1983. С. 245–249.
10. Калугин А. И. Исследование и обоснование оптимальных условий селективной флотации апатита из апатито-нефелиновых руд: дис. … канд. техн. наук. М., 2002. 150 с.
11. Брыляков Ю. Е. Развитие теории и практики комплексного обогащения апатит-нефелиновых руд Хибинских месторождений: дис. … д-ра техн. наук. Кировск, 2004. 358 c.
12. Корнеева У. В., Марчевская В. В. Проблемы обогащения апатит-нефелиновых руд хибинских месторождений // Сб. материалов II Всероссийской научно-практич. конф. с международ. участием «Будущее Арктики начинается здесь». Апатиты: АФ МАГУ. 2018. С. 53–62.
13. ГОСТ 22275-90. Концентрат апатитовый. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1991. 18 с.
14. Дудкин О. Б., Козырева Л. В., Померанцева Н. Г. Минералогия апатитовых месторождений Хибинских тундр. М.-Л.: Наука, 1964. 235 с.
15. Романчев Б. П., Когарко Л. Н., Каменев Е. А., Шевалеевский И. Д. Генетические типы апатита Коашвинского месторождения // Tруды минералогического музея им. А. Е. Ферсмана. 1975. Вып. 24. С. 207–211.
16. Kay M. I., Young R. A., Posner A. S. Crystal structure of hydroxyapatite // Nature. 1964. Vol. 204. P. 1050–1052.

17. Heijligers H. J. M., Driessens F. C. M., Verbeeck R. M. H. Lattice parameters and cation distribution of solid solutions of calcium and strontium hydroxyapatite // Calcified Tissue International. 1979. Vol. 29. P. 127–131.
18. Rakovan J. F., Hughes J. M. Strontium in the apatite structure: strontian fluorapatite and belovite-(Ce) // Canadian Mineralogist. 2000. Vol. 38, No. 4. P. 839–845.
19. Terra J., Dourado E. R., Eon J.-G., Ellis D. E., Gonzalez G., Rossi A. M. The structure of strontium-doped hydroxyapatite: an experimental and theoretical study // Physical Chemistry Chemical Physics. 2009. Vol. 11. P. 568–577.
20. Пеков И. В. Минералогия литофильных редких элементов. М.: МГУ, 2012.
21. Корокин В. Ж. Получение, строение и свойства апатитов с тетраэдрическими анионами АО4 (А–Si, P, V, Cr, S): дис. … канд. хим. наук. Нижний Новгород, 2016. 147 с.
22. Николаев А. М. Изоморфизм, условия образования и свойства биогенного апатита и ассоциирующих с ним ортофосфатов: дис. … канд. геол.-минерал. наук. Санкт-Петербург, 2017. 141 с.
23. Sha M. C., Li Z., Bradt R. C. Single-crystal elastic constants of fluorapatite, Ca5F(PO4)3 // Journal of Applied Physics. 1994. Vol. 75. P. 7784–7787.
24. Yuanming P., Michael E. F. Compositions of the apatitegroup minerals: Substitution mechanisms and controlling factors // Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 2002. Vol. 48, No. 1. P. 13–49.
25. O’Donnell M. D., Fredholm Y., de Rouffignac A., Hill R. G. Structural analysis of a series of strontium-substituted apatites // Acta Biomaterialia. 2008. Vol. 4. P. 1455–1464.
26. Chakmouradian A. R., Reguir E. P., Zaitsev A. N., Couёslan C., Xu C., Kynicky J., Mumin A. N., Yang P. Apatite in carbonatitic rocks: Compositional variation, zoning, element partitioning and petrogenetic significance // Lithos. 2017. Vol. 274. P. 188–213.
27. Dorjpalma E., Jieun S., Seon-Gyu C., Young J. L., Enkhbayar B. Mineral chemistry of REE-rich apatite and sulfurrich monazite from the Mushgai Khudag, alkaline volcanicplutonic complex, South Mongolia // International Journal of Geosciences. 2016. Vol. 7. P. 20–31.
28. Teiber H., Marks M. A. W., Arzamastsev A. A., Wenzel T., Markl G. Compositional variation of apatite from various host rocks: clues with regards to source composition and crystallization conditions // Neues Jahrbuch für Mineralogie–Abhandlungen. 2015. Vol. 192, No. 2. P. 151–167.