چشمه جوشان سنگ فسفات در دل مغرب زمین؛ بررسی تولید جهانی سنگ فسفات

مغرب با در اختیار داشتن حدود ۷۰ درصد از ذخایر سنگ فسفات، به‌عنوان بزرگ‌ترین کشور دارای ذخایر سنگ فسفات در دنیا شناخته می‌شود. برخلاف میزان ذخایر مغرب، میزان تولید این کشور و سهم آن از تولید جهانی محدود بوده و تنها ۱۷ درصد از تولید دنیا را به خود اختصاص داده است.

تقریبا ۹۰ درصد سنگ فسفات تولیدی در جهان به مصرف تولید کودهای شیمیایی می‌رسد و مهم‌ترین و پرکاربردترین محصول نهایی در زنجیره ارزش فسفات کودهای آمونیوم فسفاتی هستند. چین با سهم ۴۰ درصدی به‌عنوان بزرگ‌ترین تولیدکننده سنگ فسفات در جهان شناخته می‌شود که از سال ۲۰۱۸ میزان تولید آن روندی نزولی را شاهد بوده است.

سنگ‌های فسفاته که در معادن در امتداد رسوبات آهکی و رسی وجود دارند، اغلب به شکل‌های فلوورآپاتایت Ca5(PO4)3F)) و هیدروکسی‌آپاتایت (Ca5(PO4)3OH) به‌دست می‌آیند و به تمام کانی‌هایی اطلاق می‌شود که حداکثر ۳۵ درصد ماده موثر فسفات (P2O5) در ساختار خود دارند. عیار متوسط سنگ فسفاته در جهان ۲۹.۵ درصد است و در طی فرآیند خالص‌سازی، غلظت فسفات در سنگ فسفات تا مقادیر ۴۰ درصد افزایش می‌‏یابد و سنگ فسفات را به یک محصول قابل عرضه در بازار تبدیل می‌کند.

تنها منبع استحصال فسفات، سنگ‌های فسفاته هستند و به‌همین علت فسفات جز منابع تجدید ناپذیر، طبقه‌بندی می‌شود. معادن شاخص فسفات در جهان محدود و از این رو تعداد کشورهای شاخص تولیدکننده فسفات کمتر از ۱۵ کشور است؛ در‌حالی‌که بیشتر از ۱۵۰ کشور جهان مصرف‌کننده این ماده معدنی هستند. ۹۰ درصد فسفات تولید شده در جهان برای تولید کودهای کشاورزی استفاده می‌شود، حدود ۵ درصد بـه مصرف تولید مکمل‌های غذایی دام می‌رسد و ۵ درصد باقی‌مانده در صنایع مختلف شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

اسید فسفریک یکی از محصولات عمده سنگ فسفات است، که به صورت مستقیم یا در ترکیب با سایر مواد شیمیایی در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. اسید فسفریک با خلوص بالا در صنایع غذایی و نوشیدنی‌ها و صنایع دارویی مورد استفاده قرار می‌گیرد. عنصر فسفر (سفید یا قرمز) و برخی از مواد شیمیایی فسفری حاصل از سنگ فسفر، در تولید سموم و آفت‌کش‌ها، کبریت و مواد محترقه، کاربردهای نظامی نظیر نارنجک‌های دودزا، مرمی گلوله و بمب‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سنگ فسفات آسیاب شده اگرچه مشکلاتی نظیر حلالیت بسیار پایین‌تر از انواع کودهای فرآوری شده دارد، اما در برخی موارد به طور مستقیم به‌عنوان کود کشاورزی قابل استفاده است. استفاده مستقیم از خاک فسفات بیشتر مناسب کشورهایی با سطح تکنولوژی پایین و دسترسی بالا به منابع فسفات است.

اسید فسفریک به‌عنوان ماده پایه تولید مواد شیمیایی فسفاتی برای تولید نمک‌های فسفات سدیم، فسفات پتاسیم، فسفات کلسیم و تعدادی دیگر از مواد شیمیایی استفاده می‌شود که بسیاری از آن‌ها به‌عنوان افزودنی‌های صنایع غذایی، تولید مکمل‌های غذایی دام و صنایع داروسازی و آرایشی بهداشتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مهم‌ترین محصولات جانبی فرآوری سنگ فسفات جیپسئوم، فلوئور و اورانیوم هستند، که استخراج آن‌ها از بازمانده‌های فرآوری سنگ فسفات به طور اقتصادی صورت می‌گیرد. جیپسئوم به‌عنوان ماده اولیه در صنایع سیمان و گچ به‌کار می‌رود. یکی از عناصری که غالبا در رسوبات سنگ فسفات یافت می‌شود، اورانیوم است که به طور میانگین حدود  ppm50-200 گزارش می‌شود؛ اگرچه برخی گزارش‌ها حاکی از وجود معادنی بـا مقادیر بیشتر اورانیوم نیز هستند. برآورد آژانس بین‌المللی انرژی اتمی از ذخایر اورانیوم موجود در سنگ فسفات در جهان، ۱۳.۸ میلیون تن است؛ به‌همین دلیل معادن فسفات در دنیا به طور معمول به صورت ذخایر اورانیوم نیز مورد نظر هستند و این مساله از دو جنبه استخراج این ماده معدنی با ارزش و استراتژیک و لزوم کاهش سطح اورانیوم در فرآوری سنگ فسفات برای تولید کودهای کشاورزی حایز اهمیت است.

ایالات‌متحده آمریکا از سال‌های ابتدایی ۱۹۵۰، استخراج اورانیـوم از معـادن فسفات را انجام می‌دهد. استخراج اورانیوم از سنگ فسفات، مستلزم تبدیل اولیه ماده معدنی به اسید فسفریک و سپس انجام یک مرحله اضافی استخراج با حلال بوده که بر پیچیدگی فرآیند می‌افزاید. اگرچه در سال‌های اخیر افت بـازار اورانیوم باعث شده است، استخراج اورانیوم از سنگ فسفات از چرخه رقابت‌پذیری خارج شود.

مطابق نمودار ۱ و بر اساس آخرین اطلاعات منتشر شده توسط سازمان زمین‌شناسی ایالات‌متحده (USGS)، میزان کل ذخایر سنگ فسفاته در جهان در سال ۲۰۲۰ حدود ۷۱ میلیارد تن برآورد شده است؛ میزان ذخایر سنگ فسفات در جهان، بین سال‌های ۲۰۱۶ تا ۲۰۲۰ رشد سالانه ۱.۱ درصدی را تجربه کرده است و از ۶۸ میلیارد تن به ۷۱ میلیارد تن رسیده است. بزرگ‌ترین کشورهای دارای ذخایر معدنی سنگ فسفاته، کشورهای مغرب، چین، الجزایر، سوریه هستند. کشور مغرب حدود ۷۰ درصد از ذخایر سنگ فسفات در جهان در اختیار دارد؛ این در‌حالی است که سهم تولید این کشور از تولید سنگ فسفات بسیار پایین‌تر از سهم ذخایر است. بعد از مغرب کشورهای چین، الجزایر و سوریه با سهم‌های ۵ ،۳ و ۳ درصدی در رده‌های بعدی از میزان ذخایر سنگ فسفات قرار دارند.

نمودار ۲ میزان تولید سنگ فسفات طی سال‌های ۲۰۱۶ تا ۲۰۲۰ را ارایه می‌دهد. بر اساس این نمودار میزان تولید سنگ فسفات طی سال‌های مورد بررسی، کاهش ۴ درصدی را تجربه کرده است و از حدود ۲۶ میلیون تن در سال ۲۰۱۶ به ۲۳ میلیون تن در سال ۲۰۲۰ رسیده است. عامل اصلی این روند نزولی کاهش تولید چین بوده است.

علی‌رغم برخورداری مغرب از بیشترین ذخایر سنگ فسفات در جهان، تولید سنگ فسفات در این کشور بسیار کم بوده با اختلاف قابل‌توجه، بعد از چین در جایگاه دوم از میزان تولید سنگ فسفات قرار دارد. کشور چین با سهم ۴۰ درصدی و مغرب با سهم ۱۷ درصدی بزرگ‌ترین تولیدکنندگان سنگ فسفات در جهان محسوب می‌شوند. بعد از چین و مغرب کشورهای آمریکا، روسیه و اردن به ترتیب با سهم‌های ۱۱، ۶ و ۴ درصدی در رده‌های بعدی از تولید سنگ فسفات قرار دارد.

از آن رو که بیشترین حجم تقاضا سنگ فسفات به تولید کودهای شیمیایی اختصاص دارد و با توجه به پیش‌بینی‌های صورت گرفته در خصوص افزایش تقاضا در خصوص کودهای شیمیایی، انتظار می‌رود که تقاضا سنگ فسفات در آینده افزایش یابد که منجر به افزایش تولید این محصول خواهد شد. پیش‌بینی می‌شود که ایالات‌متحده آمریکا، آسیا و آمریکای جنوبی عامل اصلی افزایش تقاضا سنگ فسفات در سال‌های آینده باشند.

کشورهای دارای ذخایر معدنی سنگ فسفاته، کشورهای مغرب، چین، الجزیره، سوریه هستند. کشور مغرب حدود ۷۰ درصد از ذخایر سنگ فسفات در جهان در اختیار دارد؛ این در‌حالی است که سهم تولید این کشور از تولید سنگ فسفات بسیار پایین‌تر از سهم ذخایر است.

علی‌رغم برخورداری مغرب از بیشترین ذخایر سنگ فسفات در جهان، تولید سنگ فسفات در این کشور بسیار کم بوده با اختلاف قابل‌توجه، بعد از چین در جایگاه دوم از میزان تولید سنگ فسفات قرار دارد. کشور چین با سهم ۴۰ درصدی و مغرب با سهم ۱۷ درصدی بزرگ‌ترین تولیدکنندگان سنگ فسفات در جهان محسوب می‌شوند.