«Принцы» и «нищие» в царстве минералов - Лев Абрамович Барский

В «Занимательной минералогии» А. Е. Ферсман писал об этом месторождении: «…зеленый искристый апатит с серым нефелином образуют сплошную стену в 100 м. На 25 км протягивается этот замечательный пояс хибинских тундр, огибая их кольцом. Исследования показали, что апатитовая руда уходит в глубину даже ниже поверхности океана, и около двух миллиардов тонн этих ценнейших ископаемых накоплено здесь в Хибинах, не имея себе равных нигде в мире».

Великий геолог оказался не совсем точен. Запасы апатита оказались здесь в несколько раз больше. Уже в годы второй пятилетки здесь были построены комбинат «Апатит», город Кировск, а Кировская железная дорога от Ленинграда до Мурманска прошла через станцию «Апатиты».

Первой была освоена гора Кукисвумчорр. Вначале апатит без обогащения грузили в вагоны и отправляли на химические заводы для производства фосфорных удобрений, а также через Мурманск в Германию, Англию и Америку. Но вскоре в Кировске (тогда Хибиногорске) была построена флотационная обогатительная фабрика, по тем временам одна из самых крупных в мире, дававшая 1 млн т апатитового концентрата в год.

Апатит по природе своей очень легкофлотируемый минерал. Жирные кислоты и мыла, вступая в реакцию с ионами кальция, находящимися на поверхности, образуют гидрофобное покрытие, а флотация нефелина и других силикатов подавляется жидким стеклом в щелочной среде. В качестве жирно-кислотного собирателя применяется талловое масло, являющееся отходом целлюлозно-бумажной промышленности, предприятия которой расположены здесь же, на Кольском полуострове.

В результате флотации в концентрат из руды извлекается около 95 % фосфора, причем в виде почти чистого апатита: кондиционное содержание Р2О5 в концентрате — 39,4 %, а в апатите его содержание составляет 41–42 %.

Прошли десятилетия. Неиссякаемая, казалось бы, гора апатита стала понемногу беднеть. Были введены в действие новые рудники и вторая обогатительная фабрика, в несколько раз больше первой. В июне 1964 г. был введен в строй рудник на плато Расвумчорр.

Почти на самую поверхность плато выходят огромные залежи апатитовой руды. Казалось, вот оно, прямо под ногами, грузи на самосвалы и отправляй на обогатительные фабрики. Но природа ревниво хранит свои богатства, она поставила на пути к ним снежные запо-сы, крутые каменистые обрывы, густые завесы туманов. Питьевую воду сюда тоже приходится привозить. На плато Расвумчорр лета не бывает. 260 дней в году — зима с тридцатиградусными морозами, пургой и 100 дней — холодная, дождливая осень. Было решено провести из долины внутрь непокорной горы железнодорожный туннель, а сверху пробить ее насквозь и сбрасывать апатит через эти гигантские трубы-рудоспуски вниз, прямо в вагоны. Па плато подняли и смонтировали экскаваторы.

На плато можно добраться только на вездеходах, да и то не всегда. Таким же способом сначала перевозили людей и на самом руднике. От общежития, где отдыхают рабочие, до копра над рудоспуском не больше двух километров. Но были дни, когда смены проходчиков преодолевали это расстояние сквозь пургу и заносы три часа… Теперь здесь построен подземный ствол, в котором смонтированы лифты. Высота подъема — 200 этажей жилого дома.

Вровень с землей — бетонное кольцо шести метров в диаметре. Ствол рудоспуска уходит вниз почти на 600 м — это высота двух Эйфелевых башен, поставленных одна на другую. Сброшенная сюда руда скапливается внизу, в устье ствола. Затем по двум ответвлениям через люки с пневматическими затворами она поступает в вагоны-самосвалы. Одновременно могут загружаться сразу два вагона, стоящие в туннеле на параллельных путях.

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