Главная > Полезные ископаемые > Фосфатное сырьё

Фосфатное сырьё

Путешественников, проезжающих по величайшей в мире Трансамериканской автомагистрали, протянувшейся от Аляски до Огненной Земли, на участках дороги близ побережья Тихого океана в Перу и Северном Чили ждёт «сюрприз». Им на некоторое время придётся погрузиться в зону удушающего запаха, который распространяется от многочисленных небольших рыбоперерабатывающих заводов. Там маленькие сардины-анчоусы превращают в костную муку, используемую в качестве фосфатного удобрения. Вот уже более 300 лет Перу лидирует по улову морской рыбы, добывая ежегодно 8—11 млн т (1/5 всей вылавливаемой в мире рыбы). И почти вся рыба перерабатывается в костную муку (1,8—2,0 млн т), которая экспортируется во многие страны мира.

Подобным промыслом занимаются и некоторые другие прибрежные рыбодобывающие страны. Но получаемая из рыбы костная мука — это «капля в море» тех потребностей в фосфатных удобрениях, которые испытывают поля и плантации всех государств мира.

Дело в том, что фосфор потребляется растениями в гораздо большем количестве, чем он может восстановиться в почвах естественным способом. Вместе с каждым урожаем зерновых культур, корнеплодов и каждым скашиванием травы из почвы выводится большое количество фосфора, которое переходит в зёрна, семена, орехи, клубни и стебли. Если сжечь пшеницу, то оставшаяся зола будет состоять на 47,9% из оксида фосфора (Р₂О₅). Примерно такое же количество его в золе зёрен кукурузы, льна, ржи, овса и некоторых других сельскохозяйственных культур. До 12—17% оксида фосфора содержится в золе картофеля, свёклы, репы и других корнеплодов. Несложные расчёты показывают, что каждый собранный урожай пшеницы выносит с 1 га пашни до 90 кг оксида фосфора, почти столько же содержится и в твёрдых частях других растений. В 60-е гг. XX в. только из почв обрабатываемых земель бывшего СССР таким образом ежегодно изымалось более 2,0 млн. т Р₂О₅. Для увеличения урожайности полей вдвое в почвы нужно ежегодно вносить 5,0 млн. т этого вещества. Решить такую грандиозную задачу можно, только привлекая новые источники фосфатных удобрений. И они были найдены геологами. Это крупные месторождения фосфоритов и апатитов, а также богатые фосфором железные и марганцевые руды, торф.

Фосфориты — сложные комплексные соединения, главной составной частью которых является апатит: Ca₆ (PO₄)3(F, С1, ОН).
Грандиозные месторождения, в которых сосредоточено более 80% мировых запасов фосфатных руд, образовались на прибрежных мелководьях древних морей. 286—248 млн лет назад они находились на месте предгорий Скалистых гор в Северной Америке, 72—49 млн лет назад — в пределах гигантского пояса, протягивающегося вдоль южного побережья Средиземного моря от Марокко до Израиля и далее на восток до Турции, Ирана, Саудовской Аравии, Ирака. Там, где располагался когда-то древний океан Тетис, возникли протяжённые, залежи фосфоритов, заключённые ныне в толщах известняков, глин и песков.

Ещё одним значительным источником фосфора и его соединений служат апатитовые руды — горные породы магматического происхождения. Их уникальные и единственные в мире по масштабам месторождения обнаружены в 1926 г, выдающимся русским учёным Александром Евгеньевичем Ферсманом в центральной части Кольского полуострова, в Хибинской тундре. До сих пор на этом гигантском месторождении добывают огромное количество руды, которое более чем на 60% обеспечивает производство фосфатных удобрений в странах, входивших в состав СССР, а также в больших количествах экспортируется в' другие зарубежные государства.

Существует также много небольших месторождений фосфоритов, образовавшихся в далёком прошлом на дне мелких (50—200 м) морей в условиях жаркого климата. Источником фосфора служили обогащенные фосфатами остатки организмов (скелеты, кости, раковины) и поступавшие в моря насыщенные фосфором речные и подземные воды. На дне образовывались округлые камешки-стяжения диаметром 1—3 см, так называемые «желваки». Они покрывали обширные пространства. Желваки на 40—60% состоят из фосфатного вещества, остальное — кварцевые песчинки и глина.

Проблема возникновения огромных подводных кладбищ фосфороносных организмов уже более столетия волнует умы крупнейших геологов мира. Палеонтолог А.П. Павлов считал, что подобное массовое вымирание живых существ происходило из-за резкой смены климатических условий их обитания или из-за вспышек вулканической деятельности. В.И. Вернадский доказал, что эволюция органического мира в благоприятных условиях обилия пищи, света и тепла приводит к «взрывам жизни» — быстрому, лавинообразному размножению организмов. Он установил, что в такой обстановке распространение биохимической энергии жизни низшими организмами было близко к скорости звука. Вслед за подобными «взрывами жизни» при изменении условий существования в худшую сторону наступала массовая гибель организмов и возникали поля смерти. Вероятно, многие фосфоритовые месторождения, образовавшиеся в древних озёрах и мелководных морях, и есть древние «кладбища» разнообразных организмов. Во время бурного размножения они поглощали и скапливали фосфор, калий и азот в своих скелетах, костях, панцирях, раковинах. После того как в воде оказывались исчерпанными главные минеральные компоненты, наступало массовое вымирание. В дальнейшем костные остатки могли растворяться или переотлагаться, формируя руды.

На обширных просторах Восточно-Европейской равнины от Балтийского моря до Уральского хребта разбросано много мелких фосфоритовых месторождений такого рода. Они расположены в Эстонии и Ленинградской области (месторождения Азери, Маарду, Кингисеппское), в Московской (Егорьевское месторождение), Пермской (Вятско-Камское), Брянской (Полпинское) и других областях России. На эти месторождения впервые обратил внимание ещё в начале XIX в. Василий Михайлович Севергин, опубликовавший в 1805— 1809 гг. несколько работ об улучшающих почву фосфатных камнях из окрестностей Самары и Екатеринбурга. И с тех пор этот незаменимый камень плодородия добывают для нужд российского земледелия.

Из фосфоритов и апатитов изготавливают следующие виды минеральных удобрений: фосфоритовую муку (тонкоразмолотый фосфорит); простой и двойной суперфосфаты, имеющие состав: Са(НгРO₄)₂ + CaSO₄ и различающиеся концентрацией Р₂О₅, в простом его содержится 14—20%, а в двойном — 40—50%. Соединения фосфора используют также в керамической и химической промышленности (для изготовления спичек, лекарств, препаратов для борьбы с вредителями сельского хозяйства, фотоматериалов), металлургии и многих других производствах.

В настоящее время в мире ежегодно производят 140—150 млн т концентратов фосфорных руд, что соответствует 40—50 млн т Р₂О₅. Из них около 90% расходуется на удобрения. Более половины мировой добычи фосфорных руд приходится на долю США (34—40 млн т) и России (34—35 млн т). Крупными производителями и экспортёрами их являются также страны Северной Африки (Марокко, Тунис, Алжир, Египет), Ирак, Иран и острова Тихого океана (Науру, Ошен, остров Рождества). В странах с устойчивыми высокими урожаями на 1 га посевной площади фосфатные удобрения вносят в следующем количестве: в Швеции — 100 кг, Голландии — 50 кг, Германии — 45 кг; в странах СНГ — в 5—10 раз меньше. Установлено, что 60—90 кг/га Р₂О₅ дают прибавку с каждого гектара зерновых культур 4—5 ц, сена многолетних трав — 10—15 ц, картофеля — 30—40 ц, сахарной свёклы — 40—50 ц.

Помимо фосфоритных и апатитовых месторождений для приготовления удобрений широко используют шлаки (отходы) металлургической переработки фосфористых железных и марганцевых руд. На поля Западной Европы ежегодно вносится 7—9 млн т таких шлаков.

Мировые цены за 1 т в портах погрузки составляют (в долларах) для руд — 8—10, концентратов (31,2% Р₂О₅) — 32—40, фосфорной кислоты 350—400. Западная Европа, Англия, Канада, Япония, Австралия и Индия практически лишены этого вида минерального сырья и вынуждены его импортировать во всё возрастающих объёмах. Добыча и потребление фосфатов — наиболее динамично развивающаяся отрасль мирового хозяйства. Общий объём получаемых концентратов удваивается через каждые 10—15 лет; всего же с 1937 г. отмечено увеличение добычи фосфатного сырья в 5 раз.

Постоянная ссылка на страницу: http://pochemy.net/?n=1490