Главная Контакты О сайте

Источником сырья для промышленного производства фос­форных удобрений являются природные фосфорные руды, подраз­деляемые на две основные группы: апатиты и фосфориты. По содержанию Р2О5 фосфорные руды бывают очень богатыми (35%) и очень бедными (5-10%). Как правило, из-за значительного количества примесей они подлежат обогащению.

Апатиты - породы эндогенного происхождения; часто кристаллизуются с другими минералами, например нефелином. В чистом минерале содержание Р2О5 достигает 42%, в промышленных же рудах в связи с примесями других минералов оно колеблется в пределах 15-20%. Самые крупные запасы апатитов в нашей стране открыты в 1925 г. в Хибинах.

Эмпирическая формула апатита Ca5(PO4)3F или [Са3(РО4)2]3 CaF2. Фторид кальция может замещаться хлоридом, карбонатом, гидратом окиси. В связи с этим различают апатиты как фторапатит, хлорапатит, карбонатапатит и гидроксилапатит.

Апатит - бесцветный, чаще зеленоватый или желто-зеленый минерал с кристаллами в виде шестигранной призмы, отличаю­щимися высокой прочностью. Химическое или термическое удаление фтора приводит к разрушению его кристаллической решетки. Товарная апатитная руда содержит около 30% Р2О5. Обогащенный путем флотации апатитовый концентрат, освобожденный от не­фелина, содержит до 40% Р2О5. Это лучшее в мире сырье для производства растворимых фосфорных удобрений.

Нефелин - алюмосиликат с содержанием 5—6% К2О. На кислых почвах его можно использовать в качестве калийного удобрения. В воде он нерастворим, но при внесении в кислую почву калий становится доступным для растений.

Фосфориты - осадочная порода, состоящая из кристалли­ческих и аморфных кальциевых фосфатов с примесью кварца, глинистых частиц и других минералов. По современным пред­ставлениям, фосфориты образовались на дне морей, где при благоприятных условиях они постепенно накапливались. Фосфорная кислота в фосфоритах представлена соединениями типа фторапатита [Ca3(PO4)2]3CaF2 и гидроксилапатита [Са3(РО4)2]3Са(ОН)2. Фос­фориты отличаются от апатитов большей пористостью частиц, обладают мелкокристаллической структурой.

Фосфоритные месторождения по геотектоническому положе­нию разделяют на платформенные (залегают на больших участках земной коры и характеризуются горизонтальным залеганием, малой мощностью фосфоритных слоев) и геосинклинальные (расположены в складчатых горных районах, например фосфориты Каратау).

Из платформенных месторождений можно выделить Вятско-Камское, где фосфорит, отмытый от породы, содержит 24—26% P2O5 и около 5% полуторных окислов; Егорьевское, которое состоит из двух слоев (верхний содержит 25—26% P2O5 при 4-5% полуторных окислов, а нижний — 21-23% P2O5 при 10—12% полуторных окислов; эти фосфориты применяются на удобрение без предварительной химической переработки); Щигровское (фосфориты относятся к песчанистым, подобного рода фосфориты встречаются и в Воронеж­ской, Тамбовской, Орловской, Брянской, Калужской и Смоленской областях; они содержат 14-19% P2O5, непригодны для химической переработки и используются в виде фосфоритной муки). Фосфориты Каратау сформировались на подвижных участках земной коры, на месте которых возникли в дальнейшем горные образования. Характерной чертой этого месторождения является наличие мощных высокопродуктивных фосфатсодержащих слоев сложного залегания со значительными тектоническими изменениями. Фосфоритные слои часто чередуются с фосфатно-кремнистыми и фосфатно-карбонатными породами. В главном слое месторождения этих фосфоритов содержание Р2О5 составляет 26-29%. Наибольшую ценность пред­ставляют пластовые фосфориты Каратау с мощностью пласта до 7 м, содержанием Р2О5 30-35% и полуторных окислов лишь 2-2,5%. Существенный недостаток этих фосфоритов — повышенное коли­чество магния, придающего им гигроскопичность, для устранения этого нужна дополнительная обработка, что приводит к удорожанию получаемой продукции.

Обычно выделяют несколько видов фосфоритов: желваковые (конкреционные), в виде окатанных камней; пластовые (массивные), представляющие слитую массу, но встречающиеся реже. Имеются также зернистые ракушечниковые разновидности фосфоритов.

Общий недостаток залежей фосфоритов в нашей стране низкая концентрация фосфора и высокое содержание полуторных окислов в сырье. Это затрудняет их переработку на суперфосфат. Наличие полуторных окислов приводит к дополнительному расходу кислоты при переработке, а также к ретроградация растворимых солей фосфорной кислоты. Например, при получении 1 т усвояемой Р2О5 в суперфосфате для разложения апатитового концентрата используют 1,885 т серной кислоты, а для фосфоритов в связи с необходимостью разложения в них примесей необходимо 2,5 т серной кислоты (в пересчете на 100% H2SO4).

Во второй половине XX столетия темпы производства и применения фосфорных удобрений в нашей стране были высокими, что объясняется наличием больших площадей пашни с дефицитом усвояемого фосфора в почве почти всех земледельческих районов.

Все фосфорные удобрения можно разделить на три группы 1) содержащие водорастворимые фосфорные соединения; 2) содержащие фосфор, нерастворимый в воде, но растворимый в слабых кислотах (лимонной кислоте) и лимоннокислом аммонии (доступен практически всем культурным растениям); 3) содержащие фосфорные соединения, которые не растворяются ни в воде, ни в слабых кислотах (не усваиваются большинством культур, однако под действием кислотности почвы, корневых выделений растений, сопут­ствующих физиологически кислых удобрений и т.д. фосфор этих удобрений постепенно переходит в усвояемую для растений форму).

Поскольку большинство почв нашей страны имеют реакцию, близкую к нейтральной, то на них наиболее эффективны удобрения с водорастворимыми формами фосфорных соединений. В мире наи­более широко применяется эта группа удобрений. Технология переработки фосфатного сырья направлена на перевод фосфора в усвояемую для растений форму.