Mineralfällning

Mineralfällning är processen där upplösta mineraler i en vätska fälls ut som fasta kristaller eller amorfa mineraler. Fällningen uppkommer när lösningen blir övermättad i förhållande till ett specifikt mineral eller när kemiska och fysiska förhållanden förändras, till exempel genom avtagande temperatur, ökat avdunstning, ändrad pH eller redoxpotential. I naturliga system kan also organiska komplex bindningar och närvaro av andra joner påverka vilka mineral som fälls ut.

Mekanism och villkor

Fällning innefattar nucleation och kristallväxt. Vid hög övermättnad bildas nya kristaller (nucleation), därefter växer dessa genom att lösta ämnen kristalliseras på befintliga ytor eller på nya kärnor. Det kan ske som homogen nucleation i lösningen eller som heterogen nucleation på kärnytor som berggrund eller små partiklar. Förloppet påverkas av temperatur, tryck, pH, redoxmiljö samt närvaro av komplexbildare och skrubbande ämnen. Avdunstning i brunnar eller sjöar ökar koncentrationen och kan driva fällning.

Vanliga mineral som fälls ut

Vanliga mineralfällningar inkluderar kalciumkarbonat (kalk/s det– calcit och dolomit), gips (kalciumsulfat dihydrat), halit (natriumklorid), kiseldioxid (kvarts) och järnoxider/hydroxider som hematit och goetit. Dessa mineraler förekommer i kemiska sedimentära bergarter och i hydrotermala och litogena miljöer, samt som sekundära avlagringar i karstsystem och travertinbildningar.

Betydelse och tillämpningar

Mineralfällning är viktig för bildandet av kemiska sedimentära bergarter samt för mineralisering av malmer i geologi. I vatten- och avloppshantering används fällning för att avlägsna oönskade ämnen genom karbonat-, hydroxid- eller sulfidsfällning; inom industrin leder fällning till skala i rör och ledningar. Att kontrollera faktorer som pH, temperatur och närvaro av ligander är centralt för att styra processen.