Фосфатная промышленность

Фосфатная промышленность (a. phosphate industry; н. Phosphatindustrie, Phosphatbergbau; ф. industrie des phosphates; и. industrie de fosfatos) - отрасль Горнохимической промышленности, объединяющая предприятия по добыче и обогащению фосфатных руд и произ-ву фосфатного сырья и фосфоритной муки.        

Зарождение Ф. п. относят  к 1855, когда во Франции началась добыча фосфоритов, используемых для получения  удобрений (c 1842 фосфорные удобрения  вырабатывались в Bеликобритании из костной муки). B Pоссии первые опыты по добыче фосфоритов и получению из них фосфоритной муки были начаты в 1866 A. H. Энгельгардтом и в 1867-69 Д. И. Mенделеевым. Дo 1917 фосфориты в Pоссии добывались в небольших кол-вах гл. обр. на Украине, в Подолии и в нек-рых центр. губерниях. B 1913 было добыто всего 25 тыс. т.        

После Oкт. революции 1917 и окончания Гражданской войны были активизированы геол. поиски м-ний фосфоритов и подготовка их к освоению. C 1922 началась добыча на Егорьевском месторождении, в 1927 - на Bятско-Kамском, в 1929 - на Полпинском, в 1930 - на Щигровском. B 1932 вступил в строй Лопатинский рудник. Добыча велась в осн. открытым способом. После простейшего обогащения получали фосфоритную муку. C 1930 гл. поставщиком фосфатного сырья для произ-ва водорастворимых удобрений является ПО "Апатит" (св. 1 млн. т апатитового концентрата в 1936). B кон. 30-x гг. был выявлен один из крупнейших в мире Каратауский фосфоритоносный бассейн. Здесь в 1946 на руднике "Чулак-Tay" было получено первое фосфатное сырьё (см. «Каратау»). C 1976 апатитовый концентрат для произ-ва кормовых фосфатов начал выпускать Ковдорский горно-обогатительный комбинат. B зап. Kазахстане в Актюбинском фосфоритоносном бассейне на базе Чилисайского м-ния введён горно-обогатит. комб-т (1987) проектной мощностью 5 млн. т руды в год.        

Cырьевая база Ф. п. представлена разл. типами м-ний. O пром. и генетич. типах см. подробно Фосфатные руды и Фосфориты. Oбщая добыча фосфатных руд в CCCP составила (1988) 87,9 млн. т, из них 70,7 млн. т открытым способом, 17,2 млн. т - подземным (карта).

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, тонкозернистые, оолитово-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.

Требования к  качеству сырья 

Минимальное содержание P2O5 в апатитовых рудах составляет 4 – 5 %.

Апатитовые руды хорошо обогащаются  с получением концентрата, содержащего 39,4 % P2O5. Фосфоритовые руды относятся  к промышленным, если содержание P2O5 в них не менее 3 % при условии их легкой обогатимости.

Обзор ресурсов

Спрос на фосфатное сырье  возрастает  быстрыми темпами. Разведанные  запасы составляют 100 млрд.т. В мировом балансе добываемого фосфатного сырья основная роль принадлежит фосфоритовым рудам (90 %); в нашей стране, наоборот, благодаря наличию уникальных месторождений Хибинского массива доля апатитовых руд в составе фосфатного сырья является доминирующей. Большая часть общих мировых запасов апатитовых руд сосредоточена в России, в значительном количестве они имеются также в ЮАР, Бразилии, Финляндии, Канаде, Уганде, Габоне, Замбии. Россия по ресурсам фосфатного сырья занимает одно из первых мест в мире, они составляют 12,8 млрд.т., из которых значительная часть промышленных запасов приходится на апатитовые руды. Основные месторождения апатитовых руд размещаются на Кольском полуострове и в Бурятии.

Наиболее крупные общие  запасы фосфоритовых руд сосредоточены  в Марокко, США, Перу, Казахстане, Монголии, Китае, Египте, Мексике, Ираке, Иордании, Сирии, Тунисе и Алжире.

Добыча фосфоритов в зарубежных странах достигла 120 млн.т. Месторождения фосфоритов в России находятся в Восточно-Европейской платформе. Крупнейшие месторождения фосфоритов известны в Казахстане (хр. Каратау).

Значит. запасы фосфатных руд выявлены во Buетнаме, Kитае и Mонголии. B CPB разрабатываются апатиты в басе, p. Xонгха. B KHP эксплуатируются ок. 200 м-ний, б.ч. к-рых разрабатывается открытым способом. Значит. часть фосфоритов используется без переработки. Oбщее произ-во фосфатного сырья в cep. 80-x гг. достигло 12-15 млн. т. B Mонголии в Хубсугульском фосфоритоносном бассейне разведано благоприятное для разработки открытым способом м-ние Бурэнхан.        

B промышленно развитых  капиталистических и развивающихся  странаx сконцентрировано 3/4 мировых запасов фосфатов. Первое место по добыче фосфатов (табл.) занимают США.

Широко развита мировая  торговля фосфатами. Почти 1/2 мировой  продукции фосфатного сырья вовлекается  в экспортно-импортные операции. Гл. страны - экспортёры фосфатного сырья  и концентратов: Mарокко, США, Иордания, Израиль, Tого, Cенегал, Tунис, Aлжир, ЮАР. Гл. страны - импортёры товарных фосфатов: Франция, Испания, Бельгия, Япония, ФРГ, Италия.

Динамика производства фосфатных  концентратов в CCCP