Фосфориты как полезное ископаемое¶

Фосфориты — осадочные горные породы, состоящие преимущественно из фосфатных минералов группы апатита (главным образом фторапатита и гидроксилапатита) с примесью кварца, глинистых минералов, карбонатов и органического вещества. Содержание P₂O₅ в них обычно превышает 5–10 %, а в промышленных рудах достигает 18–30 %. Фосфориты служат основным источником фосфора для производства минеральных удобрений, кормовых добавок и фосфорсодержащей химии.

¶Состав и свойства

Фосфатное вещество представлено тонкодисперсным апатитом, часто в виде скрытокристаллических агрегатов — коллофана. Цвет породы варьирует от светло-серого и белого до тёмно-коричневого и чёрного; тёмные разновидности обогащены органическим веществом. Твёрдость по шкале Мооса — 2–5, плотность — 2,6–3,0 г/см³. Фосфориты нерастворимы в воде, но реагируют с кислотами, что лежит в основе химической переработки сырья.

¶Происхождение

Фосфориты имеют преимущественно осадочное (хемогенное и биогенное) происхождение. Выделяют несколько механизмов образования:

• Биогенно-хемогенный — осаждение фосфатов из морской воды в зонах апвеллинга, где холодные глубинные воды выносят фосфор к шельфу.
• Диагенетический — замещение карбонатных илов и органических остатков фосфатом в донных отложениях.
• Остаточный (элювиальный) — накопление фосфатов при выветривании материнских пород.
• Метаморфогенный — перекристаллизация первичных фосфоритов (апатитовые руды).

¶Классификация

По условиям залегания различают пластовые, желваковые (конкреционные), зернистые и ракушечниковые фосфориты. По генезису выделяют морские, континентальные и метаморфические разновидности. Промышленная ценность зависит от содержания P₂O₅ и количества вредных примесей — оксидов железа, алюминия, магния, а также карбонатов, осложняющих обогащение.

¶Месторождения

Крупнейшие запасы сосредоточены в Марокко и Западной Сахаре, где расположено месторождение Бу-Краа — одно из крупнейших в мире. Значительные ресурсы имеются в Китае, США (Флорида, Айдахо, Юта), России (Кольский полуостров — апатит-нефелиновые руды Хибин), Казахстане (Каратау), Египте, Тунисе, Алжире, Бразилии и Австралии. Хибинские апатиты отличаются высоким содержанием P₂O₅ и комплексным составом.

¶Добыча и переработка

Добыча ведётся открытым и подземным способами. Основные методы обогащения — флотация, промывка, гравитационное и магнитное разделение. Полученный фосфатный концентрат перерабатывают двумя путями:

• Кислотный — обработка серной или фосфорной кислотой с получением простого и двойного суперфосфата, экстракционной фосфорной кислоты.
• Электротермический — восстановление фосфатов в электропечах с получением элементарного фосфора.

¶Применение

Основной потребитель фосфоритов — сельское хозяйство: из них производят фосфорные удобрения (суперфосфат, аммофос, диаммофос). Фосфор также используется в кормовых добавках для животноводства, в производстве моющих средств, спичек, ингибиторов коррозии, специальных стёкол и фосфорорганических соединений. Соединения фосфора применяются в металлургии и пищевой промышленности.

¶Значение и проблемы

Фосфор относится к незаменимым биогенным элементам, а его природные ресурсы ограничены и неравномерно распределены. Около 70–80 % добываемых фосфоритов идёт на удобрения, что делает отрасль критически важной для продовольственной безопасности. К проблемам отрасли относят истощение богатых месторождений, необходимость переработки бедных руд, а также загрязнение водных объектов биогенами (эвтрофикация) при избыточном внесении удобрений.