Как добывают фосфор для производства удобрений? - коротко
Фосфор для удобрений добывают из фосфоритных руд, которые перерабатывают кислотой для получения фосфорной кислоты. Основные месторождения сосредоточены в Марокко, Китае и США.
Как добывают фосфор для производства удобрений? - развернуто
Фосфор для производства удобрений получают в основном из фосфорсодержащих минералов, таких как апатит и фосфорит. Эти породы добывают открытым или подземным способом в зависимости от глубины залегания месторождений. Открытая добыча применяется, если пласты залегают неглубоко, а подземный метод используется для глубоких залежей. После извлечения руды ее подвергают обогащению для увеличения концентрации фосфатов.
Обогащение включает несколько этапов. Сначала руду дробят и измельчают, затем промывают для удаления примесей. Далее используют флотацию — метод, при котором измельченную руду смешивают с водой и химическими реагентами, позволяющими отделить частицы фосфатов от пустой породы. Полученный концентрат содержит 25–35% оксида фосфора (P₂O₅), что делает его пригодным для дальнейшей переработки.
Для получения фосфорной кислоты, из которой производят удобрения, применяют сернокислотный метод. Фосфатный концентрат обрабатывают серной кислотой, что приводит к образованию фосфорной кислоты и сульфата кальция (гипса). Этот процесс называется экстракцией. Полученную кислоту очищают от примесей, после чего она используется для производства различных фосфорных удобрений, таких как суперфосфат, аммофос и диаммонийфосфат.
Альтернативным способом является термический метод, при котором фосфор получают путем восстановления фосфатной руды коксом в электрической печи при высокой температуре. Выделяющиеся пары фосфора конденсируют и затем окисляют до фосфорного ангидрида, который растворяют в воде для получения кислоты. Этот метод энергоемкий и применяется реже, но позволяет получать более чистый продукт.
Готовые удобрения фасуют в мешки или перевозят насыпью для сельскохозяйственного использования. Фосфорные удобрения способствуют росту растений, улучшают урожайность и восполняют дефицит питательных веществ в почве. Процесс добычи и переработки фосфатов требует соблюдения экологических норм, так как побочные продукты, такие как фосфогипс, могут накапливаться в больших количествах и требуют утилизации или дальнейшего использования в промышленности.