Факультет

Студентам

Посетителям

Фосфориты и апатиты (фосфатное сырье)

Дарующие плодородие — так часто говорят о них. Примерно до 90—95 % мировой добычи фосфатного сырья используется для производства минеральных удобрений. Фосфатные, как и калийные, удобрения ускоряют рост и повышают урожайность сельскохозяйственных культур. Внесение в почву 1 т пентоксида фосфора дает прирост урожая озимой пшеницы до 20—25 т, картофеля и сахарной свеклы — до 60—70 т, хлопка-сырца — до 5—6 т. Сами же фосфорные удобрения вносятся в почву в разных количествах — от 45 до 100 кг на 1 га.

В СССР выявлено и освоено не одно месторождение сырья для удобрений. Среди строек-первенцев широко известен Хибинский апатитовый комбинат. В городе Кировске в Музее «Домик С. М. Кирова» на одном из стендов «Рапорт Хибиногорского комсомола мурманской конференции ВЛКСМ» — удивительный документ той эпохи (1932 г.) Одним из его авторов был ныне известный поэт Лев Ошанин, который написал:

В этом краю, где пурге горизонты открыты,
Где свирепого ветра в горах не смолкает напор,
Люди нового склада открыли пласты апатита,
И с кирками пришли разрабатывать залежи гор.

Источником получения фосфора служит минерал апатит (содержит 41—42 % пентоксида фосфора) и горная порода — фосфорит (состоящая из фосфата, близкого по составу к апатиту, и ряда нефосфатных минералов, содержит 5—36% пентоксида фосфора).

Люди издавна находили в осадочных породах конкреции фосфоритов. В XVII—XVIII вв. эти конкреции служили природными каменными ядрами для гладкоствольных пушек того времени.

Открытый в 1669 г. X. Брандтом фосфор (Германия) первоначально был назван «холодным огнем», а затем фосфором, что в переводе с греческого («фос» — свети и «фор» — несу) означает «светоносный» (светящееся в темноте вещество). Промышленное производство фосфора было организовано во второй половине XIX в.

Апатит имеет магматическое или метаморфическое происхождение, фосфориты — осадочные образования, среди них выделяются желваковые (конкреционные), ракушечниковые или пластовые (массивные) разности.

Наиболее простым видом удобрений является фосфоритовая мука или тонко измельченный продукт желваковых и ракушечниковых фосфоритов (аморфный фосфат, легко растворимый в почвенных водах), содержат не менее 19 % пентоксида фосфора.

Апатиты и кристаллические фосфориты нерастворимы в воде, поэтому их перерабатывают с целью перевода нерастворимых соединений фосфора в хорошо растворимые и легко усваиваемые растениями: получают суперфосфат (в переводе «наилучший фосфат» содержит до 20 % усвояемого растениями пентоксида фосфора), двойной суперфосфат (до 48 %), преципитат (до 38 %), аммофос (47—52 % пентоксида фосфора и 11 % азота), нитрофос (азотно-фосфатные удобрения), нитрофоска (азотно-фосфатно-калийные удобрения). С помощью термических способов производят термофосфаты, плавленные или обесфторенные фосфаты.

Царская Россия импортировала удобрения из Африки и Америки, в то время как фосфориты уже известных собственных месторождений либо не использовались, либо использовались не по назначению (например, плиты фосфоритов курских месторождений употреблялись в Курске для мощения улиц и в качестве стройматериалов). С 1932 г. советская страна полностью перешла на минеральные удобрения собственных месторождений.

Остальные 5—10 % фосфатного сырья расходуются на получение элементарного фосфора, фосфорной кислоты и различных солей, применяемых в металлургии для антикоррозийного покрытия поверхностей стальных, алюминиевых и цинковых изделий и т. д. Соединения фосфора применяются в медицине и в фармакологии, химической и пищевой промышленности, в животноводстве и др.

Из апатитовых концентратов производят белый и красный фосфор. Белый фосфор бесцветен, светится в темноте. Он идет на изготовление спичек (смесь белого фосфора и серы), в военном деле для производства зажигательных снарядов и дымовых шашек. Способность белого фосфора светиться в темноте позволяет применять его в измерительных приборах, рентгеновской технике и т. д. Красный фосфор используется также для покрытия спичечных коробков (красный фосфор от трения и тепла переходит в белый и воспламеняется).

Месторождения фосфатного сырья имеются во многих странах мира. Но единственным уникальным апатиторудным районом мира является Хибинский на Кольском полуострове. Происхождение руд здесь связано со щелочными интрузивными породами, сформировавшимися в герцинском тектоническом цикле. Здесь, в пределах «Апатитовой дуги» Хибин, уже сегодня известно 11 апатит-нефелиновых месторождений (запасы 2,1 млрд. т), пять из них разрабатываются: Кукисвумчоррское, Юкспорское, Апатитовый цирк, Росвумчоррское, Коашивинское.

Залежи руды были открыты в Хибинах в 192 —1926 гг. экспедицией АН СССР, возглавляемой академиком А. Е. Ферсманом и геологом А. И. Лабунцевым. С 1929 г. начал действовать рудник Кировский. Геологи открыли здесь ряд новых апатитовых залежей. Сегодня на этом, одном из самых мощных горнорудных предприятий мира, действуют 5 рудников, 3 обогатительных фабрики. Сырая апатитовая руда содержит 16 % пентоксида фосфора. На обогатительных фабриках производят концентрат с содержанием пентоксида фосфора до 35,4 %.

Апатитовые руды разрабатываются в тяжелейших условиях Заполярья. Например, на руднике Центральном (плато Росвумчорр расположено на высоте 1100 м над уровнем моря) из 365 дней в году солнце показывается лишь 30 дней, все остальное время — туман, дождь, ветер, долгая полярная ночь. Лампы в 25 000 ватт освещают карьер. Руду добывают открытым способом, затем самосвалами подвозят к вертикальному тоннелю (вначале его протяженность была 600 м, сейчас 300 м: карьер углубляется) и сбрасывают вниз, внизу руда загружается в думпкары и вывозится на обогатительные фабрики. Подобных рудников нет в мировой практике. Здесь самая высокая производительность труда и низкая себестоимость (1 т сырой руды — около 2 руб., концентрата — около 4 руб.). Производственная апатитовая пыль на предприятиях собирается воздухоочистительными установками и используется как высококачественное сырье, из которого вырабатывают удобрения стоимостью в несколько миллионов рублей. Таким путем очищается воздух и более полно используется сырье месторождения. Ежегодно комбинат «Апатит» отправляет апатитовые концентраты на 25 суперфосфатных заводов страны и на экспорт. Производится здесь около 20 млн. т концентратов апатита.

В СССР известны месторождения средних размеров комплексных руд, где апатит — попутный компонент: Ено-Ковдорское апатит-магнетитовых руд (Мурманская область), Волковское медно-магнетитовых руд (Свердловская область), Кручининское титано-магнетитовых руд (Читинская область), Ошурковское диоритовое с апатитом (Бурятская АССР, район г. Улан-Удэ), Стремигородское ильменит-апатитовое (у г. Коростеня в Житомирской области) и др.

В Советском Союзе выявлено около 90 месторождений фосфоритов, среди которых известны и разрабатываются 16: Вятско-Камское в Кировской, Егорьевское в Московской, Кингисеппское в Ленинградской, Унжинское в Костромской, Бычковское в Калужской, Полпинское в Брянской, Трухачевское в Курской, Родниковское в Саратовской, Кумсайское в Актюбинской областях, Хангабаба на полуострове Мангышлак, Каратауский фосфоритный бассейн в Казахстане с месторождениями Чулан-Тау и Ташик-Тас и многие другие.

Апатитовые месторождения известны в КНР (месторождение Хэйчжоу и Сусун) и СРВ (Маукон), а фосфоритовые также в КНР (уникальное месторождение Куньян на юге страны) и в Польше.

Общие запасы фосфатных руд в несоциалистических странах, по данным на 1987 г., превышают 105 млрд. т, из них подтвержденные запасы 37 млрд. т. На фосфориты приходится 93 % сырья, на апатиты — 7 %. Наибольшие запасы фосфоритов имеют (в млрд. т): Марокко 55, США 14, Перу 6, Австралия около 5, Египет более 3. Основными месторождениями фосфатных руд — фосфоритов являются в Марокко Хурибга и Юсуфия (руды в этой стране отличаются высоким качеством: в среднем они содержат 32—34 % пентоксида фосфора); в США — Карибу, Ли-Крик, Поулк; в Западной Сахаре — Бу-Краа; в Иордании — Эль-Хаса, в Египте — Абу-Тундуб и др.; в Мексике — Санто-Доминго; в Тунисе — Гафса; в Алжире — Джебель Онк; в Перу — Байивар и др. Апатитовые месторождения расположены в Бразилии — Тапиро, Араша, в ЮАР — Палабора и др.

Добыча фосфатных руд, в пересчете на товарные концентраты со средним содержанием Р2О5 около 32 %, в 1986 г. в мире составила 141 млн. т, а в развитых капиталистических и развивающихся странах она равнялась 97 млн. т, в том числе 89 млн. т — это концентраты фосфоритовых руд и 8 млн. т — апатитовых.

Основная добыча фосфоритов сосредоточена (в млн. т): в США — 38, Марокко — 21, Иордании — 6 и др.; апатитов в Бразилии — 4,5, ЮАР — 3.

Цена на фосфоритовые концентраты (Р2О5 до 33,3 %) американские и марокканские составляет от 30 до 50 дол. за 1 т.

Источник: В.Д. Войлошников, Н.А. Войлошникова. Книга о полезных ископаемых. Издательство «Недра». Москва. 1991

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: