Fosforiit - selle levik-kasutamine ja perpektiivid (0)

TALLINNA ÜLIKOOL
Matemaatika -loodusteaduskond
Geoökoloogia õppetool
FOSFORIIT – SELLE LEVIK, KASUTAMINE JA PERSPEKTIIVID
Referaat
Juhendaja : dotsent Tiiu Koff
Tallinn 2008
SISSEJUHATUS 3
1.MIS ON FOSFORIIT? 4
2.FOSFORIIDI KASUTAMINE 7
3.FOSFORIIDI LEVIK 9
4.TULEVIKUPERSPEKTIIVID 11
KOKKUVÕTE 12
KASUTATUD KIRJANDUS 13

SISSEJUHATUS

Fosforiit on Eesti maapõue loodusressurss, mida käesoleval ajal maavarana ei kasutata, kuivõrd tema kasutamine ei ole majanduslikult tasuv (www.ut.ee).
Fosforiit on apatiidi erim, mis sisaldab lisanditena CaCo3, SiO2 jm. Esineb settekivimites konkretsioonidena (mugulatena), karbikodadena, muldja massi või nõruna. Fosforiit on settelise (autigeense) või biogeense tekkega. (Viiding, 1984)
Eesti fosforiit on ammust ajast tuntud oobolusliivakivi (oobolusfosforiidi) nime all. Seda traditsioonilist nimetust kasutatakse tihti praegugi. Oobolusliivakivi on tekkinud kambriumi ajastu lõpus ja ordoviitsiumi alguses, seega ligi 500 miljoni aasta eest. Eesti aluspõhja stratigraafilises liigestuses on see tuntud Pakerordi lademe Kallavere kihistuna, mis omakorda on jagatud kihistikeks. ( Raudsep jt, 1993)
Fosforiit kujutab endast lukuta käsijalgsete e oboliidsete brahhiopoodide (Ungula, Schmidtites) jt karbipoolmete ja detriidi kuhjumit kvartsliivas. Fosforirikkad on lukuta käsijalgsete kodade poolmed ja nende tükid (joonis 1). Setend on karbipoolmete tumedast värvusest tingitult kohati tumehall ning meenutab konglomeraati (nn ooboluskonglomeraat) (joonis 1). (www.ut.ee)
Pärast rikastamist on fosforiidimaak lähteaineks fosforväetistele, nagu fosforiidijahu, superfosfaat ja granuleeritud superfosfaat. Peale selle toodeti superfosfaadi tootmisjääkidest „valget tahma ” kummitööstusele ning naatriumsilikofluoriidi taimekahjurite tõrjeks. (Lauringson, Reier , 1981)

MIS ON FOSFORIIT?

Fosforiit ehk oobolusliivakivi mineraalne koostis on suhteliselt vaene: kaks põhilist komponenti on kvarts ja biogeense päritoluga fosfaat (täpsemalt fluorokarbonaatapatiit). Viimastest koosnevad käsijalgsete ehk brahhipoodide (perekonnad Obolus, Schmidtites jt) kojad . Nende hulgas on harva säilinud terveid poolmeid, enamasti on tegemist karpide tükkidega (joonis 1), millest väiksemad kannavad detriidi nime. Nii kvartsi kui ka fosfaadi hulk kivimis on väga muutuv ja ühe suurenemine tingib teise vähenemise. Seega on peaaegu puhaste kvartsliivakivide (kvartsi on üle 90%) kõrval leida ka väga fosfaadirikkaid erimeid, milles seda mineraali on kuni 80-90%. Sellist kivimit nimetatakse sõltuvalt käsijalgsete kodade purustatuse astmest ja tsementeeritusest karpkiviks (traditsiooniline nimetus ooboluskonglomeraat) või detritiidiks (viimases on kogu fosfaatne osis esindatud peamiselt detriidina). Peale nimetatud kahe peamise mineraali on oobolusliivakivis vähemal või suuremal hulgal ka mõningaid teisi mineraale: dolomiiti, kaltsiiti, püriiti, glaukoiiti jpm. (Raudsep jt, 1993)
a
b
c
d
Joonis 1. a - Ooboluskonglomeraat Irust; b - Ungulate kaaned liivakivil, Iru, Pakerordi lade; c - ooboluskonglomeraat, Maardu ; d - kvartsliiv Ungulate fragmentidega, Ülgase (www.ut.ee)
Kambriumi-Ordoviitsiumi vahetusel Pakerordi eal (umbes 490-500 miljonit aastat tagasi, (joonis 2) kujunes laial alal Eestis fosfaatsete brahhiopoodikaante rikas liivakivi, mis mõnes piirkonnas esineb fosfaatse maavarana. (www.ut.ee)
Joonis 2. Ordoviitsiumi kivimite stratigraafiline liigestus (www.ut.ee)
Välimuselt on vaadeldav kivim kollakas-, hele- või tumehalli värvi, peene-, vahel keskmise- ja ka jämedateraline liivakas setend. Tavaliselt on see nõrgalt tsementeeritud või päris pude . Tugevalt tsementeeritud erimid on haruldased ja moodustavad vaid 20-30% kivimi kogumassist. (Viiding 1984: 17)

FOSFORIIDI KASUTAMINE

Tartu Ülikooli professor Carl Schmidt juhtis 1861. aastal tähelepanu oobolusfosforiidile kui fosforväetiste võimalikule toorainele ja selle kergele rikastatavusele sõelumisel. Sealtpeale algas fosforiidi teaduslik uurimine . Oobulusfosforiidi tõsisem uurimine algas aga alles pärast 1. maailmasõda (Lauringson, Reier, 1981). 1920. aastal asutati AS "Eesti Vosvoriit" ja Tallinna lähedal Iru küla juures alustati uuringuid . Tööd kestsid kaks aastat, mille tulemusena anti oobolusliivakivile hinnang kui fosforiidimaagile, mida tasub toota. Piiritleti Ülgase maardla ja 1924. aastal alustas seal tööd esimene kaevandus ja rikastusvabrik. Toodeti taimekasvu vähesel määral soodustavat fosforiidijahu. Ülgase kaevandus ja rikastusvabrik töötasid kuni vabriku põlemiseni 1938. aastal. Uus kaevandus ja vabrik asutati Maardu mõisas juba 1940. aastal. Seal toodeti fosforiiti kuni 1991. aastani, kui lõpetati Eestis fosforiidi kaevandamine. Praegusaja tingimustes ei ole Eesti fosforiit maailmaturul konkurentsivõimeline. Peale väljamist maapinnale tuleb teha arvestatavaid kulutusi toorme rikastamiseks ja rajada fosforiidi keemilise töötlemise keerukas kompleks , mis nõuab suuri investeeringuid. Lahendada on tarvis ka mitmeid keskkonnakaitselisi probleeme. Alates 1991. aastast pole Eestis fosforiidimaaki kaevandatud. (www.ut.ee)
Maardu fosforiidimaardla on põhiliselt ammendatud ja teisi detailselt uuritud maardlaid ( Toolse , Aseri , Lääne- Kabala kaeveväli Rakvere maardlas) pole olnud võimalik evitada erinevatel põhjustel, enamasti keskkonnaprobleemide tõttu. Mõned maardlad (Iru ja Narva) on jäänud hoonestuse alla, minetanud oma tähtsuse ning nende varu on annulleeritud ehk maha kantud. Aseri fosforiit pole vajalikul määral kvaliteetne. (Raudsep jt, 1993)
Paljude aastate vältel on Maardu fosforiidist valmistatud väheväärtuslikku fosforiidijahu või on seda lisatud superfosfaadile, mida saadi Koola poolsaarelt toodud apatiidist. (Raudsep jt, 1993)
Laboratoorsete katsetuste tulemusel on tõestatud põhimõtteline võimalus toota Eesti fosforiidist liitväetisi: nitrofoskat, ammofossi jt, samuti topeltsuperfosfaati. Peamine küsimus on sellise tööstuse rentaablus ja konkurentsivõimelisus, sest maailmaas on palju odavamalt kättesaadavaid fosforiite
( Maroko , Lääne- Sahara ja Tuneesia maardlad), samuti kõrgekvaliteedilist apatiiti (Koola poolsaare maardlad Venemaal). (Raudsep jt, 1993)
Peale väetiste oleks fosforiidist võimalik toota ka fluori , strontsiumi jt komponente. Söödafosfaatide tootmisel on nende elementide ekstraheerimine vajalik. Fluori tarbevaru Kabala kaevevälja fosforiidis on 6,2 milj. t. (Raudsep jt, 1993)

FOSFORIIDI LEVIK

On teada, et oobolusliivakivi kihind levib peaaegu kogu Eestis, v.a. kitsas edela-kirde suunaline vöönd, mis ulatub Sõrve poolsaarelt Saaremaal kuni Mustvee ümbruseni. Kallavere kihistu paksus on üsna muutlik ja ulatub 0,5-1,0 m kuni 15-20 m. Suurimad kihistu paksused on Kesk-Eestis. (Raudsep jt, 1993)
Tuntud ja uuritud fosforiidileiukohad paiknevad kõik Põhja-Eestis (joonis 3). Mujal on fosforiidiilminguid avastatud Märjamaa ja Otepää ümbruses, kuid need kihid lasuvad sügaval (300-400 m) ja on väga õhukesed. (Raudsep jt, 1993)
Lääne-Virumaal asuvad Eesti suurimad Toolse ja Rakvere kasutamata maardlad, Venemaa Leningradi oblasti Kingissepa rajoonis samanimeline kaevandatav maardla. Tootsa kihi paksus 1,5 - 12,5 meetrit, keskmiselt 2-3 meetrit. Ida-Virumaa fosforiidimaardlad Aseri-Saka ja Narva piirkonnas on naabruses asuvatest vaesemad. Eesti fosforiidimaardla oli esimene maailmas avastatud mittekemogeense tekkega maardla. Hiljem on selliseid fosforiite, kus purdmaterjalis olevat fosfaatset ainet esindavad väljasurnud käsijalgsete jäänused, leitud mujaltki ( Siber , Kaljumäed). (www.ut.ee)
Joonis 3. Fosforiidileiukohtade paiknemine , piiritletud alal Kesk- ja Lõuna-Eestis fosforiidikihid puuduvad. (www.ut.ee)

TULEVIKUPERSPEKTIIVID

Uute fosforiidimaardlate evitamist on takistanud põhiliselt kaks probleemi:

raskused maardlate komplekssel kasutamisel , eriti diktüoneemakilda isesüttimine puistangutes;

hüdroloogilised muutused kaevanduste (karjääride) piirkonnas, mis võivad viia mitme põhjaveelademe märgatava kuivenemiseni, seega paljude kaevude kõlbmatuks muutumiseni. (Raudsep jt, 1993)
Kui Eestis peaks siiski tekkima vajadus fosforiidi kasutamiseks, siis tundub kõige reaalsem olevat Toolse maardla evitamine, kusjuures tuleks ära kasutada ka katendis olevad maarded ( diktüoneemakilt , aleuriitne kivi, glaukoniitliivakivi ja lubjakivi ). Rakvere maardlaga seonduvad keskkonna- ja mäenduslikud probleemid on tunduvalt keerulisemad , pealegi asub see täielikult Pandivere veekaitsealal. Aseri fosforiit on suhtelislt rauarikas ja halvasti rikastatav, Tsitre maardla asub Lahemaa Rahvuspargi piires. (Raudsep jt, 1993)
Arvatavasti pole sellist Eesti firmat, kes lähitulevikus suudaks fosforiiti kaevandada. Lääne-Euroopa ja USA firmadel loodetavasti pole tehnilisi raskusi meie fosforiidimaardlate keskkonnaohutuks evitamiseks, kui neil oleks selleks ainult huvi ja tahtmist. (Raudsep jt, 1993)

KOKKUVÕTE

Fosforiit ehk oobolusliivakivi koosneb kvartsist ja biogeense päritoluga fosfaadist(Raudsep jt. 1993: 49). See on tekkinud kambriumi ajastu lõpus ja ordoviitsiumi alguses(Raudsep jt. 1993: 50). Selle uurimine algas Eestis pärast 1. maailmasõda (Lauringson, Reier, 1981). Tuntud ja uuritud fosforiidileiukohad paiknevad kõik Põhja-Eestis(Raudsep jt. 1993: 50).
1924. aastal alustas Ülgases tööd esimene kaevandus ja rikastusvabrik 1938. aastal lõpetati seal fosforiidijahu tootmine ning juba 1940. aastal hakati kaevandama Maardus. Seal tehti seda kuni 1991. aastani ja pärast seda pole Eestis fosforiiti kaevandatud. Praegusaja tingimustes ei ole Eesti fosforiit maailmaturul konkurentsivõimeline. Peale väljamist maapinnale tuleb teha arvestatavaid kulutusi toorme rikastamiseks ja rajada fosforiidi keemilise töötlemise keerukas kompleks, mis nõuab suuri investeeringuid. Lahendada on tarvis ka mitmeid keskkonnakaitselisi probleeme. (www.ut.ee)

KASUTATUD KIRJANDUS

Lauringson, V., A. Reier. 1981. Eesti NSV maapõuevarad ja nende kaevandamine. Tallinn, Perioodika .
Raudsep, R., Räägel, V., Savitskaja, L., Orru, M., Kattai, V. 1993. Eesti maapõue rikkusi. Tallinn, RE Eesti geoloogiakeskus.
Viiding, H. 1984. Eesti mineraalid ja kivimid. Tallinn, Valgus
Isakar, M. Fosforiit. [WWW]
http://www.ut.ee/BGGM/maavara/fosforiit.html (23.03.2008)
2