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第25章 重要的化工原料——磷矿石

磷是重要的化工原料,也是农作物生长的必要元素。工业用磷必须大量从磷矿中提取,用于制造黄磷、赤磷、磷酸、磷肥、磷酸盐。

磷矿石多产于沉积岩,也有产于变质岩和火成岩的。除个别情况外,矿物中的磷,总是以正磷酸盐形态存在,磷的主要矿物为磷灰石。

磷的物理性质:游离态磷有白磷、红磷和黑磷三种同素异型体。

白磷:白色蜡状,因常带有黄色,又叫黄磷,难溶于水,易溶于非极性溶剂如CS2,有剧毒(0.01克至0.06克致命),着火点为40℃,所以少量的白磷宜保存于冷水之中;

红磷:复杂的大分子,结构尚未完全清楚,但已知其结构中,有磷原子构成的环和链,棕红色粉末,基本无毒,常压下加热,则升华为磷蒸汽,遇冷凝结为白磷,难溶于水和二硫化碳等。

黑磷:黑色有金属光泽的晶体,它是用白磷在很高压强和较高温度下,转化而成磷,使用价值不大。

我国磷矿资源比较丰富,已探明的资源储量,仅次于摩洛哥和美国,居世界第3位。云南、贵州、四川、湖北和湖南5省,是我国主要磷矿资源储藏地区,储量达98.6亿吨,占全国总储量的74.5%。

磷化工包括磷肥工业、黄磷及磷化物工业、磷酸及磷酸盐工业、有机磷化物工业、含磷农药及医药工业等等。世界上磷矿石的消费结构中,约80%左右用于农业,其余的用于提取黄磷、磷酸及制造其他磷酸盐系列产品。磷化工产品,在工业、国防、尖端科学和人民生活中已被普遍应用。除了在农业中用作磷肥、含磷农药、家禽和牲畜的饲料以外,在洗涤剂、冶金、机械、选矿、钻井、电镀、颜料、涂料、纺织、印染、制革、医药、食品、玻璃、陶瓷、搪瓷、水处理、耐火材料、建筑材料、日用化工、造纸、弹药、阻燃及灭火等方面广泛使用。随着科技的发展,高纯度及特种功能磷化工产品,在尖端科学、国防工业等方面,也被进一步推广应用,涌现出大量新产品。如:电子电气材料、传感元件材料、离子交换剂、催化剂、人工生物材料、太阳能电池材料、光学材料等。由于磷化工产品,不断向更多的产业部门渗透,特别是在尖端科学和新兴产业部门中的应用,使磷化工成为国民经济中的一个重要的产业。磷化工产品,在人们的衣、食、住、行各个领域,发挥着越来越重要的作用。

我国磷矿的开采方式分为地下开采和露天开采两大类:地下开采,约占开采总产量的60%,其采矿方法主要为空场法和崩落法,如贵州开磷(集团)公司采用锚杆护顶分段空场法。露天开采有代表性的大中型矿山,是云南磷化学工业(集团)公司、昆阳、晋宁磷矿、湖北黄麦岭磷化工集团公司、贵州瓮福、湖北荆襄大峪口磷矿,约占磷矿总产量的40%。