Фосфатные руды

ФОСФАТНЫЕ РУДЫ (а. phosphate ores; н. Phospjraterze; ф. phosphates, minerais phosphoreux; и. minerales fosfati-соs, menas de fosfato) — природные минеральные образования, содержащие фосфор в таких соединениях и концентрациях, при которых их промышленное использование технически возможно и экономически целесообразно. Разрабатываются месторождения с концентрацией P₂O₅ в фосфатных рудах от 2-6 до 25-34% в зависимости от технологических свойств фосфатных руд, горно-геологических условий добычи и др. факторов. В CCCP по содержанию P₂O₅ выделяются следующие сорта фосфатных руд: богатые — свыше 28% (пригодны для кислотной переработки без предварительного обогащения); средние — 18-28%; бедные — 8-18%, очень бедные (убогие) — от 2-3 до 8% Р₂О₅.

Единой геолого-промышленной типизации фосфатных руд нет; она разрабатывается для каждого месторождения или группы сходных. При этом обычно учитывается состав нефосфатных минералов и выделяются подтипы или разновидности фосфатных руд: карбонатные, кремнистые, глинистые и тому подобное

Фосфатные руды представлены 2 основноми группами природных образований — Фосфоритами и апатитами (см. Апатитовые руды); гораздо реже алюмо- и железофосфатами, а также Гуано. Главным минеральным компонентом фосфатных руд являются разновидности фосфатов группы Апатита: фтор-апатит преимущественно в эндогенных месторождениях, фторкарбонатапатит (франколит) в экзогенных месторождениях и менее распространённый гидроксилапатит. Кроме фосфатных в состав фосфатных руд входят др. минералы; часть из них представляет собой попутные полезные компоненты (нефелин, сфен, титаномагнетит, магнетит, редкометалльные), а также примеси урана и входящие в состав фосфатов фтор и изоморфные примеси — стронций, редкоземельные элементы. К вредным, или балластным, минералам фосфатных руд, осложняющим их обогащение и технологическую переработку, относятся доломит, кальцит, кварц, халцедон, глауконит, глинистые и слюдистые минералы, пирит, гидрооксиды железа, форстерит и др.

Генетические месторождения фосфатных руд разделяются на эндогенные, экзогенные и метаморфогенные. Среди эндогенных выделяются сравнительно редкие магматические месторождения, связанные с нефелиновыми породами (Хибинские месторождения), и более широко распространённые карбонатитовые месторождения, связанные с многофазными интрузиями центрального типа ультраосновных щелочных пород (Ковдорское в CCCP, Силинъярви в Финляндии, Араша и Жакупиранга в Бразилии, Пхалаборва в ЮАР, Дорова в Зимбабве и др.); эндогенные апатитовые руды обычно комплексные. Экзогенные месторождения фосфатных руд разделяются на осадочные, к которым относится большая часть фосфоритов, и выветривания (остаточные и инфильтрационные), образующиеся в результате гипергенных процессов, протекающих на месторождениях всех типов, а также на фосфатсодержащих породах. Среди инфильтрационных месторождений выделяются подтипы островных (острова Рождества, Наypy, Кюрасао и др.) и пещерных месторождений фосфатных руд — гуано (Карангболонг в Индонезии). Фосфатные руды осадочных месторождений (фосфоритов) разделяются по литогенетическим типам на оолитово-микрозернистые и афанитовые, зернистые, желваковые и ракушечные. Метаморфогенные месторождения фосфатных руд образуются в результате метаморфизма фосфоритов и преобразования их в апатиты (Лаокай во Вьетнаме, Чулак-Тауское в CCCP и др.).

Добыча фосфатных руд ведётся главным образом открытым, а также подземным способами. Для рыхлых фосфоритов разработаны методы скважинной добычи (в Прибалтике в CCCP, в Северной Каролине в США); ведутся также опыты по добыче фосфатных песков с морского дна. Часть добываемых фосфатных руд поступает непосредственно в переработку, но основная масса предварительно обогащается.

В зависимости от минерало-петрографических особенностей фосфатных руд применяются различные методы обогащения; промывка и грохочение (фосфориты желваковые в CCCP, зернистые в США), флотация (апатитовые руды, микрозернистые и ракушечные фосфориты и др.), кальцинирующий обжиг (зернистые фосфориты Алжира, Марокко и др.). Этим дорогостоящим методам может предшествовать сравнительно дешёвое тяжелосреднее и радиометрическое обогащение с удалением из руды части "пустых" пород.

Апатитовые и фосфоритовые концентраты в основном используются для кислотной переработки (обычно серная кислота, реже фосфорная, азотная, соляная) в фосфорные и фосфорсодержащие удобрения (суперфосфат простой и двойной, аммофос и др.). При кислотной переработке весьма вредными примесями являются соединения магния, особенно силикатного, железа, а также карбонаты, органические вещества и др. При обогащении и переработке фосфатных руд образуется значительное количество отходов ("хвостов"). Для некоторых фосфатных руд (Хибинские апатитовые месторождения) разработана безотходная технология получения наряду с апатитовым, также нефелинового, сфенового, титаномагнетитового и эгиринового концентратов. Часть фосфатных руд и концентратов, а также специально получаемые "окатыши" используются для электротермической переработки с получением жёлтого фосфора и термической фосфорной кислоты.

Требования к качеству фосфатных руд сильно варьируют в зависимости от способа их обогащения, переработки и использования. За рубежом в фосфатном сырье для производства удобрений содержание вредных компонентов, как правило, не должно превышать: R₂O₃ 2,5-4%; Cl 0,13%; MgO 0,25%; CaO/Р₂О₅ 1,6.

Концентраты обогащения желваковых фосфоритов содержат повышеные концентрации железа, алюминия и не пригодны для кислотной переработки в водорастворимые удобрения. Поэтому из них тонким измельчением получают фосфоритную муку, используемую непосредственно для удобрения почв. Также используется и часть зернистых фосфоритов. Агрохимическая эффективность фосфоритной муки может быть повышена тонким измельчением, а также механо- и химоактивацией.

Общие запасы фосфатных руд в капиталистических и развивающихся странах оцениваются (1987, млрд. т) в 132 (28,7 млрд. т Р205); большая их часть сосредоточена в Марокко (55,3) и США (27,5). Крупными запасами обладают также Тунис, Перу (по 6), Австралия (4,6), Западная Сахара (3,3), Египет (3,1), Бразилия (2,5), ЮАР (2,7).

В CCCP месторождения фосфатных руд выявлены на Кольском полуострове (Хибинские, Ковдорское — апатитовые), в Казахстане (Каратауские микрозернистые, Актюбинские желваковые фосфориты), в Европейской части (Вятско-Камское, Егорьевское и другие месторождения желваковых фосфоритов, Кингисеппское, Тоолсе, Раквереское и др. месторождения ракушечных фосфоритов). Крупные месторождения фосфатных руд известны в Монголии (Хубсугульское, Бурэнхан), Вьетнаме (Лаокай), KHP.