인광석

Phosphorite
펠로이드 인광, 포스포리아 형성, 심플롯 광산, 아이다호. 폭 4.6cm.
중국 윈난성 화석 펠로이드 인광석(폭 4.7cm).

인광석, 인산암 또는 인산암은 많은 양의 인산염 광물을 포함하는 비분열 퇴적암이다.인산염(또는 인산염 암석의 등급)의 인산염 함량은 [1]4%에서 20% 오산화인(PO25)까지 크게 다릅니다.시판되는 인산염 암석은 최소 28%(종종 30% PO25 이상)까지 농축됩니다.이는 세척, 선별, 제한 해제, 자기 분리 또는 [1]부양에 의해 발생합니다.이에 비해 퇴적암의 평균 인 함유량은 0.[2]2% 미만이다.인산염은 일반적으로 크립토크리스탈린 질량(입자 크기 < 1μm)에서 [2]불소아파타이트5 Ca(PO4)3F로 나타난다.히드록시아파타이트5 Ca(PO4)3로도 존재합니다.OH 또는10 Ca(PO4)(6OH)2는 척추동물의 뼈와 치아에서 종종 용해되는 반면, 불소석(fluorapatite)은 열수 정맥에서 발생할 수 있습니다.다른 공급원에는 화성암과 변성암에서 화학적으로 용해된 인산염 광물이 포함된다.인광석 퇴적물은 종종 광범위한 층에서 발생하는데,[3] 이는 지구 지각의 수만 평방 킬로미터에 걸쳐 누적적으로 덮여 있습니다.

림스톤과 흙돌은 일반적인 인산염이 함유된 [4]암석이다.인산염이 풍부한 퇴적암은 암갈색에서 검은색 층에 이르기까지 센티미터 크기의 층에서 수 미터 두께의 층까지 분포한다.비록 이러한 두꺼운 바닥이 존재할 수 있지만, 그것들은 드물게 인성 퇴적암으로만 구성되어 있다.인산성 퇴적암은 일반적으로 셰일즈, 셰일즈, 석회암, 돌로마이트,[4] 그리고 때때로 사암과 함께 동반되거나 매설된다.이러한 층은 미세한 암석과 동일한 질감과 구조를 포함하고 있으며 탄산염 광물의 인산염 [2]치환을 나타낼 수 있습니다.그들은 또한 아파타이트로 이루어진 펠로이드, 오므이드, 화석, 쇄설암으로 구성될 수 있다.매우 작고 눈에 띄는 입상 텍스처가 없는 인광체도 있습니다.이것은 그들의 질감이 콜로판, 즉 미세한 마이크로라이트 같은 질감과 비슷하다는 것을 의미합니다.인성 알갱이는 유기물, 점토 광물, 실트 크기의 유해 알갱이 및 황철광석을 동반할 수 있다.펠로이드형 또는 펠릿형 인광은 정상적으로 발생하지만 olitic 인광은 [4]흔하지 않습니다.

인광석은 호주의 원생대 띠 철층에서 알려져 있지만 고생대 퇴적물과 신생대 퇴적물에서 더 흔하다.미국 서부의 페름기 포스포리아 층은 약 1500만 년의 침전을 나타낸다.두께가 420m에 이르며 면적은 350,[2]000km에2 이른다.상업적으로 채굴된 인광은 프랑스, 벨기에, 스페인, 모로코, 튀니지, 알제리에서 발생한다.미국에서는 플로리다, 테네시, 와이오밍, 유타, 아이다호 및 [5]캔자스 주에서 인광석이 채굴되었다.

인산성 퇴적암의 분류

(1) 순수:깨끗한 상태의 인산염은 생물자동을 겪지 않았다.즉, 인침전물, 인화 스트로마톨라이트, 인산염 경질 분쇄물이 [6]흐트러지지 않았을 때 청정이라는 단어를 사용한다.

(2) 요약:인입자, 층상, 층상 등은 농축된 경우 응축된 것으로 간주한다.이것은 인입자의 추출 및 재작업 과정 또는 생체 [6]교반으로 도움을 받는다.

(3) 알로크톤성:난류나 중력 구동에 의해 이동된 인입자는 이러한 [6]흐름에 의해 침전된다.

인의 순환, 형성 및 축적

주요 기사:인 순환

인이 가장 많이 축적되는 곳은 주로 해저에 있다.인 축적은 대기 중 강수량, 먼지, 빙하 유출, 우주 활동, 지하 열수 화산 활동, 유기물 퇴적에서 발생한다.용해된 인의 1차 유입은 대륙 풍화 작용으로 인해 강에서 [7]바다로 유입됩니다.그런 다음 미생물과 매크로 유기체 모두에 의해 처리된다.규조 플랑크톤, 식물성 플랑크톤, 동물성 플랑크톤이 물에 인을 녹인다.특정 생선(예: 멸치)의 뼈와 이빨은 인을 흡수하고 나중에 해양 [8]침전물에 침전물에 묻힙니다.

바닷물의 pH와 염도 수준에 따라 유기물은 부패하고 얕은 분지의 침전물에서 인을 방출합니다.박테리아와 효소는 물 밑의 계면에서 유기물을 녹여 인을 생물 발생 주기의 시작으로 되돌린다.유기물의 광화는 또한 인을 바닷물로 [8]다시 방출시키는 원인이 될 수 있다.

퇴적 환경

인산염은 광범위한 퇴적 환경에서 축적되는 것으로 알려져 있다.일반적으로 인산염은 매우 얕은 연안 해양 환경이나 낮은 에너지 환경에서 퇴적됩니다.여기에는 초살상대, 연안대 또는 조간대, 그리고 가장 중요한 [8]하구와 같은 환경이 포함됩니다.현재 해양 융기 지역은 인산염의 형성을 일으킨다.이는 거대하고 깊은 해양 저장소에서 가져온 인산염의 지속적인 흐름 때문입니다(아래 참조).이 순환은 [6]유기체의 지속적인 성장을 가능하게 한다.

초수역:초살생 환경은 강한 파동 활동이 존재하지 않는 갯벌 시스템의 일부입니다.조수 평탄 시스템은 개방된 해안과 상대적으로 낮은 파도에너지 환경을 따라 생성됩니다.그것들은 또한 높은 에너지 파동으로부터 보호되는 장벽 섬 뒤의 높은 에너지 해안에서도 발달할 수 있다.조수 평탄계 내에서는 초저해역이 매우 높은 조수 수위에 있다.그러나, 그것은 극심한 조수에 의해 범람하고 조수에 의해 횡단될 수 있다.이 또한 지하에 노출되지만, 봄 [9]조수에 의해 한 달에 두 번 침수됩니다.

연안 환경/조간대:조간대는 또한 갯벌 시스템의 일부이다.조간대는 평균 만조 및 간조 수위 내에 위치한다.그것은 조수 이동의 영향을 받기 때문에 하루에 한두 번 지하에 노출된다.그것은 초목을 억제할 만큼 오랫동안 노출되지 않는다.구역에는 서스펜션 침강 및 침대 [9]하중이 모두 포함됩니다.

하구 환경: 하구 환경, 즉 하구는 외해로 흘러드는 강의 하부에 위치해 있습니다.그들은 익사계곡의 바다 쪽에 있기 때문에 해양과 하천의 원천으로부터 침전물을 공급받는다.이것들은 조수 및 파도의 유동 과정에 영향을 받는 양상을 포함하고 있다.하구는 조수의 육지 경계에서 해안 경계까지 뻗어 있는 것으로 여겨진다.인광은 종종 하구 환경 내의 피오르드에 퇴적된다.얕은 턱을 가진 강어귀입니다.홀로세기의 해수면 상승기에는 빙하로 침식된 U자형 [9]계곡이 물에 빠져 피오르드 하구가 형성되었다.

인광의 가장 흔한 발생은 퇴적물의 강한 해양 상승과 관련이 있다.용승은 깊은 물살에 의해 발생하며, 깊은 물살이 해안 표면으로 유입되어 인광석이 대량으로 퇴적될 수 있습니다.이러한 유형의 환경은 인광산염이 일반적으로 실리카와 샤트와 연관되는 주된 이유입니다.하구는 또한 인 "함정"으로도 알려져 있다.이것은 해안 하구가 습지 풀과 해저 조류에서 나오는 인의 높은 생산성을 가지고 있기 때문에 살아있는 [10]유기체와 죽은 유기체 사이의 균형을 교환할 수 있습니다.

인광석 증착 종류

  • 인산염 결절:이것은 대륙붕 바닥을 따라 무작위로 분포된 구형 농도입니다.대부분의 인광 입자는 모래 크기이지만 2mm 이상의 입자가 존재할 수 있습니다.결절이라고 불리는 이 큰 알갱이는 크기가 수십 센티미터에 이를 수 있습니다.인산염 결절은 칠레 [11]북부 앞바다에서 상당히 많이 발생하는 것으로 알려져 있다.
  • 생체탄성 인산염 또는 뼈층: 뼈층은 작은 골격 입자와 코프로라이트의 [4]농도를 포함하는 층이 있는 인산염 퇴적물입니다.어떤 것들은 또한 상완동물과 같은 무척추동물 화석을 포함하고 있으며, 분해작용이 일어난 후에 PO가25 더 풍부해진다.생체탄성 인산염은 또한 인산염 [8]광물로 굳어질 수 있다.
  • 인화:인화는 희귀한 이원적 과정의 한 종류이다.인산염이 풍부한 액체가 [4]구아노에서 침출될 때 발생합니다.그런 다음 이것들은 석회암에 농축되어 재사용된다.인화된 화석이나 원래의 인조개 조각들은 이러한 퇴적물들 안에 있는 중요한 구성요소들이다.

해양 인광체의 구조 및 해양학적 환경

  • 에페아린계 바다 형광체:에페아린성 바다 인광은 해양 선반 환경 내에 있습니다.이것들은 넓고 얕은 두개골에 있다.여기서 입상 인광석, 인광석 경질 및 결절이 발생합니다.[6]
  • 대륙 여백 형광체:수렴성, 수동성, 상승성, 비상승성이 환경에는 단단한 분쇄물, 결절 및 [10]입상 형태의 인광물질이 축적됩니다.이것들은 초기 디제네시스 동안 탄산 플루오라파타이트 침전에 의해 상위 수십 센티미터의 침전물에 축적됩니다.대륙 경계 내에서 인광석이 생성되는 두 가지 환경 조건이 있습니다.대륙 가장자리는 유기물이 풍부한 침전, 강한 해안 융기, 그리고 뚜렷한 저산소 지역으로 구성될 수 있습니다.그들은 또한 산소가 풍부한 바닥 물이나 유기물이 부족한 [6]퇴적물과 같은 조건에서도 형성될 수 있다.
  • 해마운트 형광체:이것들은 해저산, 가이엇 또는 평탄한 꼭대기 해저산, 해저산 능선에서 발생하는 인광석입니다.이 형광체들은 철과 마그네슘 베어링 크러스트와 함께 생산됩니다.이러한 환경에서 인의 생산성은 철산화 환원 인 사이클 내에서 재활용된다.또한 이 순환은 일반적으로 [6]현대 및 고대 형광체와 관련된 글라우코나이트를 형성할 수 있습니다.
  • 절연 형광체:섬형 형광체는 석호 또는 환초, 해양 호수를 둘러싼 암초로 구성된 탄산염 섬, 고원, 산호섬에 위치합니다.여기 인광은 구아노에서 유래합니다.해저에 [6]형성된 심해의 퇴적물이 침전됩니다.

생산 및 사용

페루 친차 제도의 구아노 인광 채굴, 1860년경
이스라엘 니게브 오론 근처에 있는 인광 광산.
상세 정보:최고 인

생산.

인산염을 함유하는 광상은 광석으로서 인산염 함량이 경제적이므로 양과 농도가 높은 광상은 특별히 흔하지 않다.인산염의 두 가지 주요 공급원은 새나 박쥐 배설물로 형성된 구아노와 인산칼슘 광물인 아파타이트의 농도를 포함하는 암석입니다.

2006년 현재 미국은 세계 주요 인산염 비료 생산국이자 수출국으로 세계25 PO [12]수출의 약 37%를 차지하고 있다.2018년 12월 현재, 암석 인산염의 총 경제적 실증 자원은 퇴적 해양 [14]형광체로 주로 발생하는 70기가토넨이다.[13]

전 세계적 규모 생산 그것은 인도에는 아기들이 바위 phosphat의 거의 260만톤 있다고 여겨진다 195Mt.[15]에 도착했다 2012[업데이트]말 현재 중국, 미국과 모로코 인광석의 세계 최대의 광부들, 77megatonnes, 있다고 답했고 29.4백두산과 268산(사하라 사막 모로코의 2.5산 포함)의 2012년에 생산으로 각각 있다.e.[16]생산량이 많은 다른 나라로는 브라질, 러시아, 요르단, 튀니지가 있다.역사적으로 많은 양의 인산염은 크리스마스 섬과 나우루와 같은 작은 섬의 퇴적물로부터 얻었지만, 지금은 이러한 자원들이 대부분 고갈되었다.

인산염 광석은 채굴되어 암석 인산염이 된다.인산염 광석의 혜택은 세척, 부양 및 [1]소성을 포함하는 공정이다.거품 부선은 채굴된 광석을 인산암에 농축하기 위해 사용된다.채굴된 광석을 분쇄하고 세척하여 슬러리를 만들고, 이 광석 슬러리를 지방산으로 처리하여 인산칼슘을 소수성으로 만듭니다.

그리고 나서 이 인산암은 가용화되어 습식인산을 생성하거나 용해되어 원소인산을 생성한다.인산염과 인산염을 반응시켜 3중 과인산 비료 또는 무수 암모니아를 제조하여 인산암모늄 비료를 제조한다.원소 인은 용해로급 인산, 오황화인, 오산화인,[citation needed] 삼염화인 등의 염기이다.

사용하다

인산암 생산의 약 90%는 비료 및 동물 사료 보충제와 산업용 [1]화학 물질 잔액에 사용됩니다.농업용 인산염 비료 외에 암석인산염 인은 동물 사료 보충제, 식품 방부제, 제빵용 밀가루, 의약품, 방부제, 화장품, 살균제, 살충제, 세제, 세라믹스, 수처리 및 [14]야금에도 사용된다.

화학 비료 산업에서 사용하기 위해, 대부분의 시판 등급의 인산염은 30% [1]이상이지만, 수혜 암석 인산염은 최소 28% 오산화인(PO25) 수준으로 농축되어야 한다.

또한 적당한 양의 탄산칼슘(5%)과 철과 알루미늄의 결합 [citation needed]산화물이 4% 미만이어야 합니다.세계적으로 고급 광석의 자원은 감소하고 있으며, 저급 광석의 사용은 더욱 [1]매력적일 수 있다.

혜택을 받은 인산암은 더 "자연"으로 인식되기 때문에 "화학" 인산염 비료의 "유기" 대안으로 판매되고 받아들여진다.FAO의 보고서에 따르면, 비록 많은 결점이 있지만, 특정 토양 종류와 국가에서 인산암을 비료로 사용하는 것이 더 지속가능할 수 있다.보고서에 따르면 제조원가 절감과 [1]정제광석의 현지 조달 가능성 때문에 고농축 비료에 비해 지속가능성이 높을 수 있다.

희토류 원소가 인광체 내에서 발견되고 있다.현대 기술에 대한 수요가 증가함에 따라, 중국으로부터 독립된 희토류 원소를 찾는 다른 방법이 점점 더 중요해지고 있다.중국 내 매장량보다 생산량이 많은 인광석들은 미국 내에 위치한 새로운 자원을 제공하여 미국 이외의 국가들의 [17]영향으로부터 독립할 가능성이 있다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b c d e f g Zapata, F.; Roy, R.N. (2004). "Chapter 1 - Introduction: Phosphorus in the soil-plant system". Use of Phosphate Rocks for Sustainable Agriculture. Rome: Food and Agriculture Organization. ISBN 92-5-105030-9.
  2. ^ a b c d 블랫, 하비, 로버트 J.트레이시, 암석학, Freeman, 1996, 제2판 345-349 ISBN 0-7167-2438-3
  3. ^ C. 마이클 호건, 2011년인산염. 지구 백과사전. 토픽 ed. 앤디 조겐슨. C.J. 주임원사클리블랜드. 전미 과학 환경 위원회 워싱턴 DC
  4. ^ a b c d e Prothero, Donald R.; Schwab, Fred (22 August 2003). Sedimentary Geology. Macmillan. pp. 265–269. ISBN 978-0-7167-3905-0. Retrieved 15 December 2012.
  5. ^ 클라인, 코넬리스, 코넬리우스 S.Hurlbut, Jr., 광물학 매뉴얼, Wiley, 1985, 제20판, 360쪽, ISBN 0-471-80580-7
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  7. ^ Delaney, M.L. (1998). "Phosphorus Accumulation in Marine Sediments and Oceanic Phosphorus Cycle". Biogeochemical Cycles. 12 (4): 563–572. Bibcode:1998GBioC..12..563D. doi:10.1029/98GB02263.
  8. ^ a b c d 바다 바닥의 바투린, G.N, 형광체: 기원, 조성 및 분포.Elsevier. 1981, 뉴욕, 페이지 24-50 ISBN 044441990X.
  9. ^ a b c Boggs, Sam, Jr. (2006)침전물학과 층서학의 원리(제4판), 피어슨 교육사, 어퍼 새들 리버, 뉴저지, 페이지 217–223 ISBN 0321643186
  10. ^ a b Pevear, D. R. (1966). "The estuarine formation of United States Atlantic Coastal Plain phosphorite". Economic Geology. 61 (2): 251–256. doi:10.2113/gsecongeo.61.2.251.
  11. ^ García, Marcelo; Correa, Jorge; Maksaev, Víctor; Townley, Brian (2020). "Potential mineral resources of the Chilean offshore: an overview". Andean Geology. 47 (1): 1–13. doi:10.5027/andgeoV47n1-3260.
  12. ^ 미국 지질조사 광물 연감 2006년 인산암
  13. ^ AIMR Report 2019 (PDF) (Report). p. 10.
  14. ^ a b Britt, Allison. "Phosphate" (PDF). AIMR Report 2013 (Report). p. 90.
  15. ^ IFA 2012 통계 정보
  16. ^ Cordell, Dana; White, Stuart (2013-01-31). "Sustainable Phosphorus Measures: Strategies and Technologies for Achieving Phosphorus Security". Agronomy. 3 (1): 86–116. doi:10.3390/agronomy3010086.
  17. ^ "퇴적 인산염 퇴적물에는 희귀한 흙 원소가 있습니다.글로벌 REE 위기에 대한 해결책?"

외부 링크

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