Фосфатное сырье (апатиты и фосфориты) Общие сведения

Среднее содержание фосфора в земной коре менее 0,1% (или 0,25% P₂O₅). Наиболее высокие концентрации P₂O₅ отмечаются в магматических щелочных и основных породах. Хотя общее число минералов фосфора превышает 200, свыше 95% его в земной коре связано с апатитом, который встречается в большинстве изверженных пород в качестве акцессорного минерала.

Промышленное значение имеют два главных вида минерального сырья – апатиты и фосфориты.

Апатит Ca₅[PO₄]₃(F,Cl,OH). В зависимости от содержания выделяются фтор-, хлор-, гидроксил-апатит, чаще встречается фтор-апатит. В качестве примесей могут присутствовать Sr, Ba, Mg, Mn, TR и др. Апатит отмечается во всех интрузивных, многих метаморфогенных, осадочных, реже эффузивных породах. Часто ассоциирует с нефелином, эгирином, ильменитом, сфеном. Качество определяется содержанием фосфора в пересчете на P₂O₅.

Фосфориты – это горные осадочные породы, существенную часть которых составляют фосфаты и многочисленные включения других минералов (кварца, глауконита, кальцита, глинистых минералов и др.). Часто наблюдается содержание элементов-примесей: U,TR, Sr, реже V, Ti, Zr и др.

Таким образом, фосфатное сырье представлено двумя главнейшими типами руд: апатитовыми и фосфоритовыми; в первых апатит образует яснокристаллический агрегат, во-вторых – фосфаты кальция из группы апатита представлены скрыто- или микрокристаллическими образованиями. Месторождения апатита связаны с изверженными и метаморфическими породами, образуясь в результате эндогенных процессов, в то время как месторождения фосфоритов – с осадочными породами, формируясь в результате экзогенных процессов. Качество фосфоритов оценивается по содержанию P₂O₅ и вредных примесей MgO, Fe₂O₃, CO₂, Al₂O₃ и др. По минеральному составу и текстурно-структурным признакам фосфориты разделяют на природные литологические типы: микрозернистые, зернистые, желваковистые (конкреционные), галечниковые и конгломератовые, ракушечные, рыхлые и каменистые.

Кроме этого, резко подчиненную роль в общем балансе фосфатного сырья имеют крупные скопления гуано – продукты выделения морских птиц, приуроченные главным образом к островам и прибрежным районам низких широт. В результате их разложения содержание фосфата возрастает. Современное гуано содержит 10-12% P₂O₅, выщелоченное – 20-32%.

Области применения

Области использования апатитовых и фосфоритовых руд одинаковы.

Подавляющая масса фосфатного сырья (более 95%) используется для производства фосфорных и комбинированных минеральных удобрений. В результате химической переработки получают простой и двойной суперфосфат, аммофос, нитрофос и нитрофоску. Удобрения указанных видов получают переработкой сырья, содержащего около 28% P₂O₅ и ограниченного количества вредных примесей. Принципиально иная технология производства так называемых термофосфатов. Они содержат 20-34% усвояемого P₂O₅ и для их производства могут использоваться руды с содержанием P₂O₅ 24-27%. Из фосфоритов при измельчении получают фосфоритовую муку. Она употребляется как удобрение для кислых почв.

Соединения фосфора используют и в других отраслях промышленности: для смягчения воды, в качестве моющих веществ, для пропитки деревянных изделий, в спичечном производстве, пиротехнике, органическом синтезе различных лекарственных препаратов.