Разработка месторождения расширяется. Проектируется не только увеличение добычи апатита, но и комплексная переработка всей руды.
В 1956 г. с фабрики № 1 на Волховский алюминиевый завод стал поступать нефелиновый концентрат, где из него получали алюминий, поташ, соду, известь, цемент, галлий. Но сейчас, когда работает фабрика № 2, нефелина производится в 10 раз больше. Перерабатывать его негде, и он складируется в отвал — гигантское хвостохранилище на берегу озера Имандра, загрязняя жемчужину Заполярья.
Кроме нефелина, в хвостах апатитовой флотации есть еще несколько ценных минералов: титаномагнетит и сфен (титаносодержащие), эгирин, полевой шпат и другие. В самом апатите содержатся редкие земли.
Фосфор содержится и в фосфоритах — осадочных горных породах, состоящих из тонкозернистого апатита, частично разложившегося (вторичного фосфатного вещества), а также известняка, песчаника, глины, окислов железа и т. д. В некоторых месторождениях фосфатные вещества являются цементирующей связкой различных минералов, образующих «желваки».
В Южном Казахстане расположено уникальное месторождение фосфоритов — знаменитый горный хребет Каратау, по-русски — Черные горы. Такими они и были тысячи лет — мрачными, голыми, дикими. Но вот геологи нашли в недрах огромную кладовую фосфоритной руды. А «фосфор» — значит несущий свет. Здесь хранится более 1,5 млрд т руды, из которой можно вырабатывать удобрения.
Мощные залежи и выход пластов непосредственно на поверхность предопределяют условия разработки, добычу руды наиболее дешевым, открытым способом.
Ступенчатые откосы карьера на солнце горят всеми цветами радуги. Но это — пустые породы. А под ними — скромный, темно-серый в прожилках камень — фосфорит.
Месторождение расположено в исключительно благоприятных географических и экономических условиях, идеально отвечает требованиям рационального размещения промышленности минеральных удобрений. Недалеко от Каратау раскинулись целинные земли Казахстана и Сибири, хлопковые поля Средней Азии.
Основная часть фосфоритов Каратау перерабатывается электротермическим способом. Применение его решило проблему удовлетворения возросших потребностей народного хозяйства не только в фосфорных удобрениях, но и в солях высокой чистоты, элементарном фосфоре и синтетических заменителях животного и растительного жира, в моющих средствах.
Фосфоритовая мелочь поступает на обогатительную фабрику и перерабатывается методом флотации. В качестве собирателей применяются отходы нефтеперегонки — карбоновые кислоты и их масла, торфяная смола, талловое масло. Растворимые соли кальция и магния отмываются, а карбонат магния — доломит — флотируется в присутствии добавок фосфорной кислоты которая депрессирует фосфатные минералы.
Цементирующие свойства фосфатов используются в промышленности стройматериалов.
На Чимкентском заводе пустили в дело даже шлаки от плавки фосфоритов. Они используются в качестве добавок при помоле цемента. Из таких же шлаков Джамбулского фосфорного завода готовит строительные материалы Чимкентский комбинат асбестоцементных конструкций. Найден способ переработки шлаков в облицовочный материал.
Удобрения из древнего океана
В океанской воде содержится около 35 г/л солей, в основном хлоридов, сульфидов и карбонатов натрия, калия, магния и кальция.
Объем воды в морях и океанах составляет около 1,37 млрд км3, и в ней свыше 20 млрд т различных солей. Ими можно покрыть всю поверхность земного шара слоем толщиной более 42 м. Процесс отложения морских солей при обмелении морских бассейнов происходил всегда, но наиболее интенсивное соленакопление было в пермский и третичный периоды.
Интенсивному испарению морской воды и образованию солевых отложений способствует отчленение от моря отдельных бассейнов и озер, сохраняющих при этом связь с морем через проливы. По мере испарения морской воды и выпадения солей бассейн пополняется водой из моря. Этот процесс может происходить периодически, обусловливая чередование солевых пластов. При испарении вначале кристаллизуются менее растворимые соли — карбонаты кальция и магния, затем сульфаты кальция и далее хлориды и сульфаты натрия, калия и магния. В конечной стадии испарения из концентрированных рассолов выделяются борно-кислые, литиевые и другие соли.
Наиболее мощные залежи калийных солей образовались в процессе отступления моря, существовавшего в древний пермский период. Пермское море простиралось от Северного Ледовитого океана до Каспийского моря и южнее, занимало огромную территорию европейской части нашей страны. В настоящее время на этой территории выявлены две зоны отложений калийно-магниевых и других солей: северная в районе Перми (Соликамское месторождение) и южная — в Южном Приуралье, Прикаспии и Поволжье.
Калийные залежи северной зоны состоят лишь из хлоридов калия, магния и натрия в виде сильвина, карналлита и каменной соли. В соляных отложениях южного бассейна присутствуют наряду с этими солями и сульфаты: полигалит, каинит, кизерит, которых нет в Соликамском калийном месторождении.
Залегание солевых отложений в южной зоне значительно сложнее, чем в районе Соликамска. Вследствие тектонических процессов, протекавших во время формирования Уральских складчатых гор, происходило нарушение первичных пластов с образованием солевых куполов. Соли, обладающие большой пластичностью и текучестью, выдавливались вверх, вызывая разрывы солевых пластов. В южном соленосном бассейне выявлено свыше тысячи соляных куполов.
В некоторых местах соляные купола выходят на поверхность, например купол Чапчачи (соляная гора Богдо) вблизи оз. Баскунчак. Многие же соляно-купольные структуры залегают на глубине 200–350 м, а иные и глубже 1000 м. Мощность солевых отложений в некоторых куполах огромна. В районе Волгограда была пробурена скважина глубиной более 4 тыс. м, но подошвы солевых отложений она так и не достигла.
В соляных шахтах устраивают санатории для легочных больных. Здесь легко дышится, воздух словно морской. Вокруг простор и первозданная белизна. Даже станции метро покажутся маленькими и тесными в сравнении с подземным «дворцом». Гладкие, точно полированные стены тянутся вверх высоко под белокаменную крышу. Дивные узоры у стены каньона как бы высечены из мрамора, а по ним примерно через каждую четверть ладони светятся темные узкие прослойки, чередующиеся в строгой периодичности. Это годичные кольца. Зимой отложение солей и формирование пласта замедляются и появляются прожилки.
На стене можно увидеть прозрачный отпечаток грозного силуэта с выразительным плавником и хищным профилем акулы. Прошли тысячелетия, а может, и миллионы лет, пока на месте бывшего моря сформировалось соляное «чудо», а след морской разбойницы остался.
Соляная шахта находится в Донецкой области в г. Карло-Либкнехтовске. Здесь добывается минерал галит — белокаменная соль, не только важнейший пищевой продукт, но и важное сырье для химической промышленности.
А в умелых руках соль еще и предмет искусства. Есть в Карло-Либкнехтовске умельцы, которые из кристаллической, прозрачной, как хрусталь, соли с цветными включениями делают удивительной красоты вещи. Они исключительно выразительны, хотя и недолговечны: соль набирает влагу из воздуха и понемногу оплывает.
Наиболее масштабна добыча калийных удобрений. Калий входит в состав нескольких сот минералов.
Почти 18 % массы земной коры приходится на долю ортоклаза. Это двойная соль кремниевой кислоты К2О * Аl2O3 * 6SiO2. В результате химического выветривания ортоклаз превращается в каолин (разновидность глины), песок и поташ. Песок и глина идут на построение минерального костяка почвы, а калий, перешедший из ортоклаза в поташ, становится доступным для растений.
Часть ионов калия остается в почвенном растворе, который для растений служит источником питания. Но большая часть попов калия поглощается коллоидными частицами почвы, откуда корням растений извлечь их довольно трудно. Вот и получается, что, хотя калия в земле много, растениям его часто не хватает.
