Nguyên liệu để lấy lưu huỳnh được thành tạo trong các kiểu nguồn gốc nội sinh, ngoại sinh, biến chất bao gồm các mỏ magma, biến chất tiếp xúc trao đổi thay thế, nhiệt dịch, trầm tích, phun trào và các mỏ trầm tích.
1. Mỏ magma
Các thành tạo magma có thành phần bazơ và kiểu bazơ thường chứa các tích tụ sulfur kim loại, điển hình là các khoáng vật chứa S cao: pyrit, sulfurit, chancopyrit những thành tạo này thuộc kiểu magma dung ly, được khai thác cùng Cu, Ni, Co.
2. Mỏ biến chất tiếp xúc trao đổi thay thế (skarno):
Xuất hiện các tích tụ sulfur Cu – Pb – Zn. Khai thác tổng hợp các quặng kim loại và nguyên liệu.
3. Mỏ carbonatit
Trong quá trình hoạt động của magma kiềm với các magma siêu bazơ hình thành các thể carbonatit chứa thạch cao, anhydrit, barit, fluorit. Các khoáng vật này tạo thành tích tụ dạng bướu, ổ, mạch, mạng mạch trong đá carbonatit. Khai thác đồng thời lưu huỳnh từ thạch cao và anhydrit cùng barit – TR – apatit, loại mỏ này ít có giá trị công nghiệp so với hai loại trên và ít phổ biến.
4. Mỏ nhiệt dịch
Sulfur kim loại là những sản phẫm điển hình của mỏ nhiệt dịch: nhiệt dịch sâu, nhiệt dịch phun trào. S tự sinh phân bố xung quanh họng núi lửa được khai thác đồng thời với một số sản phẩm khác như alunit KAl3OH6[SO4]2. Loại hình mỏ này rất có giá trị công nghiệp. Điển hình là mỏ ở Bắc Mỹ, Tây Xiberi.
Việt Nam có mỏ pyrit Giáp Lai thuộc xã Giáp Lai - huyện Thanh Sơn - Phú Thọ; Chợ Đồn, Chợ Điền - Bắc Cạn; Tòng Bá – Hà Giang và tụ khoáng Cu Sinh Quyền – Lao Cai.
5. Mỏ trầm tích – phun trào
Trong quá trình lắng đọng các vật liệu của núi lửa thường xuất hiện tích tụ S tự sinh. Thân khoáng dạng vỉa vát nhọn 2 đầu xen kẽ với những trầm tích núi lửa khác. Các mỏ canxedoan (S, Fe, Cu, Pb, Zn) có giá trị công nghiệp cung cấp S và các kim loại như Cu, Pb, Zn.
6. Mỏ trầm tích
Trong quá trình lắng đọng trầm tích từ dung dịch tạo nên các vỉa muối mỏ thạch cao, anhydrit.
14. 3. PHOTPHO. 14. 3. 1. Tính chất vật lý và công dụng.
1. Tính chất
P là nguyên tố thuộc nhóm 5 trong bảng tuần hoàn có số oxy hoá 5+, trị số clark P khoảng 0,1%. Đá chứa nhiều P nhất là đá magma kiềm. Trong tự nhiên trạng thái 31P là bền vững, tại hai đồng vị 32P và 33P không bền vững, xuất hiện do tia vũ trụ chiếu vào 31P. Hiện tại phát hiện 205 khoáng vật chứa P.
Nguồn chủ yếu để lấy P là: apatit và phosphorit. Apatit có công thức chung Ca5[PO4]3[F, Cl] tạo nên dãy đồng hình Ca5[PO4]3.F chứa 3,8% F và 42,3% P2)5 và apatit – Cl: Ca5[PO4]3.Cl chứa 6,8% F và 40,93% P2O5.
Phosphorit Ca3[PO4]2 là các thành tạo trầm tích bao gồm phospho – C gần với thành phần apatit F chứa thạch anh, canxedoan, glauconit, dolomit, calcit, vật chất sét, … chứa P2O5 dao động trong khoảng 5 – 36%. Phụ thuộc vào thành phần cũng như đặc tính kiến trúc - cấu tạo, phân ra phosphorit kết hạch, hạt - vỏ sò, dạng khối.
2. Công dụng
P là dạng nguyên liệu chủ yếu để sản xuất phân hoá học (phân lân). Những phân lân thường dùng là là bột phosphorit, bột phân lân nung chảy, suer phosphat và phân lân đạm tổng hợp. Phosphat có độ hoà tan cao hơn apatit nên được dùng để sản xuất bột phosphorit bón thẳng cho cây trồng mà không qua chế biến. Supe phosphat được chế biến bằng cách cho H2SO4 tác dụng với phosphat tự nhiên để được chất phosphat được chế biến bằng cách cho H2SO4 tác dụng với phosphat tự nhiên để được chất phosphat đơn calci CaH4[PO4]2 và một ít axit phosphorit tự do, dễ tan trong nước, ngoài ra còn có một ít phosphat Fe, alumin khó hoà tan. Lượng P2O5 hữu hiệu trong supe phosphat đơn giản đơn là 16 – 20%. Supe phosphat kép khác với supe phosphat đơn ở chỗ không chứa sulphat Ca, do đó lượng P2O5 tăng cao. Supe phosphat kép được hình thành do axit phosphorit tác dụng với phosphat tự nhiên.
Phân lân đạm tổng hợp là loại có chứa chất hữu hiệu cao, 47 – 52% P2O5 và 11% đạm, được sản xuất bằng cách cho amoniac trung hoà với axit phosphorit.
Phân lân nung chảy được chế biến qua khâu gia công nhiệt apatit để đưa apatit về dạng thủy tinh rồi nghiền nhỏ, nhằm giảm lực liên kết của các phân tử phospho và tăng lượng P2O5 hữu hiệu.
Phân được sản xuất bằng cách cho phối liệu apatit, đá serpentinit và than cốc vào lò nung chảy rồi đưa về dạng thủy tinh. Serpentinit được dùng nhằm làm hạ thấp nhiệt độ nung apatit với:
5 2Ο Ο Μ P g = 1 – 3 và 2 Ο Ο Μ + Si g CaO = 1,8 – 3,5
Lượng P2O5 trong phân lân nung chảy là 20 – 21% nhưng lượng lân hữu hiệu là 16 – 19%. Ngoài ra, P còn dùng để:
- Sản xuất các hoá phẩm axit phosphorit H3PO4,
- Sản xuất halogenna phospho trong công nghiệp hoá chất dẻo, - Sản xuất diêm, chất nổ,
- Sản xuất thức ăn gia súc, - Sản xuất thuốc trừ sâu,
- Đưa vào hợp kim đúc máy cơ khí chính xác, - Đưa vào nguyên liệu để sản xuất thủy tinh.
Một số yêu cầu đối với nguyên liệu phosphorit để sản xuất phân bón là hàm lượng tối thiểu của P2o5 đạt 19% và đối với nguyên liệu apatit thì hàm lượng tối của P2O5 đạt 12%.