Фосфатное сырье и методы его переработки
Исходным сырьем для производства соединений фосфора являются природные фосфатные руды – апатиты (магматического происхождения) и фосфориты (осадочного происхождения). Мировые запасы фосфатных руд представлены преимущественно фосфоритами.
Апатиты в небольших количествах входят в состав многих изверженных горных пород, но промышленно ценные, концентрированные месторождения встречаются редко.
Физико-химические и флотационные свойства компонентов руды существенно отличаются, и это позволяет при флотационном обогащении получать высококачественный концентрат с высокой степенью извлечения целевого продукта (92-93 %).
Большое содержание оксидов железа и алюминия затрудняет переработку фосфоритов на удобрения и ухудшает качество последних. Особенно вредны примеси железосодержащих минералов, легко разлагаемых кислотами. Для повышения качества руд проводят их обогащение.
Задача химической переработки природных фосфатов на удобрения заключается в получении таких фосфатных соединений, из которых фосфор легко усваивается растениями. При этом важно, чтобы продукты содержали, возможно, большие количества Р2О5 и минимальное количество балластных и особенно вредных примесей. Кроме того, удобрения должны обладать хорошими физическими свойствами (негигроскопичные и неслеживающиеся порошки или гранулы), обеспечивающими легкость их хранения и использования.
Химическая переработка природных фосфатов осуществляется тремя основными способами.
1. Разложение фосфатов кислотами – серной, азотной и фосфорной.
2. Восстановление фосфатов углеродом в присутствии диоксида кремния с извлечением элементарного фосфора и его последующей переработкой в фосфорную кислоту и ее соли. Этот способ позволяет перерабатывать менее качественное сырье.
3. Термическая обработка фосфатов.
Природные фосфаты наряду с фосфором содержат и другие ценные компоненты, например, фтор, редкоземельные элементы. При кислотной переработке фосфатов указанные примеси могут быть частично утилизированы. При термической переработке фосфатов или же при возгонке из них элементарного фосфора эти микропримеси не извлекаются и остаются в основных или побочных продуктах производства.
Получение фосфоритной муки измельчением природных фосфатов – самый простой способ их переработки. Фосфоритная мука является дешевым, но малоэффективным удобрением, так как содержит фосфор в форме, трудно извлекаемой растениями.