2. Сировина для виробництва фосфорних добрив

Вихідною си­ровиною для промислового виробництва фосфорних добрив є при­родні поклади фосфорних руд — апатитові і фосфоритові. Основні світові запаси фосфатних руд розміщені в Марокко і США, що відповідно наближається до 48 і 5 млрд т. Ці країни щорічна забезпечують 3/4 світового виробництва фосфорних добрив.

Світові запаси фосфатних руд представлені переважно фос­форитами, кількість апатиту не перевищує 6% розвіданих запа­сів, а його частка видобутку становить близько 15%. Відомо 187 природних фосфоровмісних мінералів, проте тільки мінерали апа­титової групи, що утворюють достатньо великі родовища, входять, до складу агрономічних руд.

Апатити [Са₃(РО₄)₂]_з·СаХ₂, де X — фтор, хлор, карбонатна або гідроксильна група. Залежно від їх вмісту розрізняють фторапатит, гідроксидапатит, карбонатапатит і хлорапатит. Найбіль­ше родовище апатитно-нефелінових руд відкрито в Хібінських горах Кольського півострова. Вміст фосфору (Р₂О₅) в апатитах коливається від 7 до 34%. АпатитнІ родовища є також в Китаї, В'єтнамі, Бразилії, ПАР.

Збагачений апатит, відокремлений від нефеліну методами сор­тування та флотації, містить 35-40% P₂O₅ і є найкращою сиро­виною для виробництва розчинних фосфорних добрив. Безпосе­редньо як добриво апатит не використовується внаслідок поганої розчинності.

Фосфорити — це сполуки Са₃(РО₄)₂ з домішками оксидів за­ліза, алюмінію, вапна, піску, глини тощо. Вміст фосфору в них коливається від 3 до 35%. Найбільші родовища фосфоритів від­крито в горах Каратау (Південний Казахстан), Північній Афри­ці (Алжир, Єгипет, Марокко, Іорданія, Туніс), на заході США, в Прибалтиці, на Руській платформі (Росія).

Добуті фосфорити є сировиною для виробництва фосфорит­ного борошна. Якщо вміст фосфору менший 30%, то вони без­посередньо використовуються для удобрення сільськогосподар­ських культур. Із висококонцентрованого фосфоритного борошна виробляють розчинні фосфорні добрива.

В Україні фосфорити зустрічаються на Волино-Подільській плиті, Дніпровсько-Донецькій впадині, в Автономній Республіці Крим, в Передкарпатті і Закарпатті, в басейні р. Горинь. Для виготовлення фосфоритного борошна придатна руда понад 20 ро­довищ. Невеликі родовища розробляються в Донбасі у долинах р. Північний Двінець, Сухий Торець, Оскол. Вміст фосфору в ру­ді цих родовищ не перевищує 18 %. Українські фосфорити поки що не мають великого промислового значення, проте в майбутньому у вигляді фосфоритного борошна вони можуть бути використані для поліпшення балансу фосфору в землеробстві країни.

Як добрива використовують також фосфатні шлаки з осадоч­них родовищ залізних руд Керченського та інших залізорудних басейнів.

Збільшення випуску фосфорних добрив — складне технологіч­не завдання, де основним є перетворення сполук фосфору у роз­чинний стан.

Хімічна переробка природних фосфатів здійснюється трьома основними способами. Найпоширенішим способом є розкладання: фосфатів кислотами — сірчаною, фосфорною, азотною і т. д. Для кислотного розкладання придатні природні фосфати, що не міс­тять значної кількості карбонату кальцію, карбонатів і силіка­тів магнію, сполук заліза та алюмінію (ці та інші домішки ут­руднюють переробку фосфатів).

Іншим способом є відновлення фосфатів вуглецем при наяв­ності оксиду кремнію (IV) з вивільненням елементарного фосфо­ру та його наступною переробкою на фосфорну кислоту і її солі. Цей спосіб дає змогу використовувати менш якісну сировину, проте значне підвищення вмісту в останній заліза, алюмінію, лужних металів та оксиду кремнію (IV) негативно впливає на техніко-економічні показники процесу.

Третій спосіб — це термічна обробка фосфатів, наприклад, лужне розкладання під час сплавлення або спікання з солями лужних і лужноземельних металів, гідротермічна переробка при наявності водяної пари.

Природні фосфати поряд з фосфором містять також інші цін­ні компоненти. Під час кислотної переробки фосфатів вони мо­жуть бути частково утилізовані, а під час термічної переробки фосфатів або під час добування з них елементарного фосфору ці компоненти поки що не виділяються, а залишаються в основних, і побічних продуктах виробництва.

Повернутися до плану