फॉस्फेटी निक्षेप : फॉस्फरस पृथ्वीवर सर्वत्र विस्तृत प्रमाणात विखुरलेला आढळतो. तो अग्निज व अवसादी (गाळ्याच्या) खडकांत आढळतो. भूकवचात आढळणाऱ्या निरनिराळ्या मूलद्रव्यांच्या विपुलतेच्या यादीमध्ये त्याचा अनुक्रम अकरावा, म्हणजे क्लोरीन व कार्बन यांच्यामध्ये, लागतो. निसर्गात फॉस्फरस सामान्यतः ऑर्थोफॉस्फोरिक अम्लाच्या लवणांच्या म्हणजे फॉस्फेटांच्या स्वरूपात आढळतो. अशी फॉस्फेटे साचून तयार झालेल्या साठ्यांना फॉस्फेटी निक्षेप म्हणतात. मूलद्रव्याच्या स्वरूपात तो अशनीमध्ये (पृथ्वीवर येऊन पोहोचलेल्या उल्केच्या अवशेषामध्ये) मिळतो. श्रायबर्साइट (FeNi)3P हे खनिज लोही अशनींमध्ये मिळते.
फॉस्फरसाचे नैसर्गिक किंवा भूवैज्ञानिक चक्र वैशिष्ट्यपूर्ण असे असते. खडकांतून फॉस्फरस मृदेमध्ये (शेतमातीमध्ये) जातो, मृदेतील फॉस्फरस वनस्पती शोषून घेतात, या वनस्पती प्राणी खातात, प्राण्यांच्या मलमूत्रातून व ते मेल्यावर त्यांच्या हाडामांसाच्या स्वरूपात फॉस्फरस निक्षेपित होतो (साचतो). तो पाण्यात विरघळून प्रवाहाबरोबर समुद्रात जाऊन पडतो व तेथे गाळाच्या थरांमध्ये परत निक्षेपित होतो किंवा समुद्रातील प्राण्यांकडून तो शोषून घेतला जातो आणि परत दुसरे चक्र सुरू होते.
फॉस्फेटी खनिजे ही फॉस्फोरिक अम्लाची निसर्गात आढळणारी अकार्बनी लवणे असतात. ज्ञात असलेल्या फॉस्फेटी वर्गाच्या सर्व खनिजांत [PO4]-3 आयन (विद्युत् भारित अणुगट) हा मूळ एकक असतो. शिलारस निवून त्याचे स्फटिकीभवन व घनीभवन होत असताना अखेरच्या काळात ज्या वेळी भिन्नीभवन होऊन (निरनिराळे घटक अलग होऊन) जलोष्ण (उच्‍च तापमानाच्या पाण्यात झालेले) विद्राव तयार होतात, त्या वेळी आद्य (मूळची) फॉस्फटे द्रायूतून (द्रव वा वायूतून) सामान्यतः जलीय विद्रावातून, स्फटिकीभवनाने तयार होतात. ग्रॅनाइट, पेग्मटाइटासारख्या काही खडकांत कधीकधी फॉस्फेटी खनिजांचे मोठाले स्फटिक आढळतात. सु. ३ मी. लांबीचे ॲपटाइटाचे स्फटिक आढळलेले आहेत. ॲपेटाइट Ca5 (F, CI, OH) [PO4]3, ट्रायफायलाइट-लिथिओफायलाइट Li (Fe, Mn) [PO4], ॲम्ब्‍लिगोनाइट (L, Na) AI (F, OH) [PO4] व ग्रॅफ्यनाइट (Fe, Mn, Ca) [PO4] यांचे मोठाले (व भरड) स्फटिक आढळले आहेत. काही पेग्मटाइटांत विरल मृत्तिकांची फॉस्फेटे उदा., मोनॅझाइट (La,Ce) [PO4] व झेनोटाइम Y [PO4] ही सापडतात. फॉस्फेटी अंदुकाश्मांमध्ये (बारीक गोलसर कणांच्या बनलेल्या खडकांमध्ये) ॲपेटाइट प्रमुख खनिज असते आणि त्याव्यतिरिक्त त्यात मोनेटाइट CaH [PO4] आणि ब्रशाइट CaH [PO4] (H2O)2 ही खनिजे असतात. ⇨ ग्वानोमध्ये न्यूबेरीयाइट MgH [PO4] (H2O)3 व स्ट्रूव्हाइट NH4 Mg [PO4]·6H2O ही खनिजे आढळतात.
फॉस्फेटांमध्ये CI–, OH–, F– व SO4 –2 यांसारखे बाह्य आयन आहेत किंवा नाहीत, यांवरून त्यांचे वर्गीकरण करतात. दीडशेहून अधिक ज्ञात फॉस्फेटांपैकी फक्त कॅल्शियम फॉस्फेट हे एकच अवसादी परिस्थितीमध्ये तयार होऊ शकते व ते सामान्यतः ॲपेटाइट व त्याच्या इतर प्रकारांत आढळते. ॲपेटाइटी फॉस्फेटांच्या मालेमध्ये फ्ल्युअरॲपेटाइट, क्‍लोरॲपेटाइट, हायड्रॉक्सिॲपेटाइट व कार्बोनेट ॲपेटाइट हे चार अन्य घटक आहेत. फ्ल्युअरॲपेटाइट हे सर्वांत कमी विद्राव्य असल्यामुळे बहुतेक सर्व कच्‍च्या रूपातील फॉस्फेटी निक्षेपांचे संघटन फ्ल्युअरॲपेटाइटाचे असल्याचे आढळते.
फॉस्फेटी खडक : ज्या अवसादात कार्बोनेट-फॉस्फेटे विपुल प्रमाणात असतात, त्यांना फॉस्फोराइट म्हणतात. फॉस्फोराइटांचे मोठे व महत्त्वाचे निक्षेप सागरी परिस्थितीत तयार होतात. अवसादी तत्रजात (गाळात जागच्या जागी तयार झालेल्या) कॅल्शियम फॉस्फेटांमध्ये डाहलाइट (हायड्रॉक्सी) व फ्रँकोलाइट (फ्‍ल्युओरीन) ही जास्त प्रमाणात आढळतात. सागरी फॉस्फेराइटाचे थर चुनखडक व शेल यांच्या थरांमध्ये अधूनमधून आढळतात. जगाच्या बऱ्याच भागांत ते आहेत पण उत्तर आफ्रिका (मोरोक्को), जर्मनी, रशिया, अमेरिकेची संयुक्त संस्थाने (पश्चिम भागातील राज्ये) व इतर काही थोड्या देशांतच त्यांचे खाणकाम होते. फॉस्फोराइटांचे निक्षेप किती विस्तृत प्रदेशात पसरलेले असू शकतात, हे दाखविण्यास पश्चिम अमेरिकेतील उदाहरण पुरेसे आहे. माँटॅना, वायोमिंग, उटा आणि नेव्हाडा या राज्यांत त्यांचे निक्षेप ३,४९,६५० चौ. किमी. प्रदेशांत पसरलेले आहेत. फॉस्फोराइटाच्या थरातील निरनिराळी फॉस्फेटी खनिजे सामान्यतः गूढस्फटिकी (ज्यांतील स्फटिक सूक्ष्मदर्शकातूनच दिसू शकतात अशी) असतात. ती एकमेकांत जवळजवळ पूर्णपणे मिसळलेली असतात व सकृद्दर्शनी (वरवर पाहता) ती समदिक् (सर्व अक्षांच्या दिशांमध्ये भौतिक गुणधर्म एकसारखे असलेली) दिसतात. फॉस्फेटी खनिजांच्या अशा मिश्रणाला बऱ्याच वेळा ‘कलोफेन’ असे म्हणतात. फॉस्फेटी अंदुकाश्माचे विस्तृत थरही आढळतात.
उत्पत्ती : फॉस्फेटी खडक बनण्यास कारणीभूत होणारे फॉस्फोरिक अम्ल अग्निज खडकांतील ॲपेटाइटापासून मिळत असावे. कार्बोनेटी पाण्यात ॲपेटाइट विरघळून तयार झालेले फॉस्फोरिक अम्ल, पाण्याबरोबर वाहत जाऊन शेवटी समुद्रात टाकले जाते. समुद्रात ०·०१५ टक्के फॉस्फोरिक अम्ल असते व ते समुद्रात असणाऱ्या एकूण लवणांच्या ०·१८ टक्के असते. काही मासे, क्रस्टेशिया (कवचधारी), ब्रॅकिओपोडा वगैरे प्राणी त्यांच्या शरीरांचे सांगाडे व कवचे बनविण्यासाठी कॅल्शियम फॉस्फेटाच्या स्वरूपात त्याचा उपयोग करतात. या प्राण्यांच्या अवशेषांपासून कमी प्रमाणात फॉस्फेट असणारे थर तयार होतात. या विरळ फॉस्फेटी पदार्थांचे पुनर्विद्रावण होऊन (पुनश्च विद्राव तयार होऊन) व पुढे पुन्हा अवक्षेपण होऊन (साक्याच्या रूपात साचून) अधिक फॉस्फेटी निक्षेप तयार होतात [⟶ गाळाचे खडक].
फॉस्फेटी निक्षेप पुढीलपैकी कुठल्या तरी क्रियेने तयार झाले असावेत, असे समजतात. : (१) (नैसर्गिक) पाणी फॉस्फेटांनी संतृक्त होऊन (कमाल प्रमाणात विरघळविले जाऊन) त्यातून फॉस्फेटे अवक्षेपित होऊन, (२) जीवरासायनिक क्रियांनी म्हणजे सूक्ष्मजीवांच्या क्रियांनी किंवा (३) कॅल्शियमी अवसादांमध्ये PO4 एककांनी अगदी साध्या प्रकारची प्रतिष्ठापना होऊन (जागा घेतली जाऊन). पैकी पहिले स्पष्टीकरण बहुतेकांना मान्य आहे परंतु कॅल्शियम कार्बोनेटाची फॉस्फेटाने प्रतिष्ठापना होऊन मोठे विस्तृत सागरी निक्षेप तयार होत असावेत, हीच अधिक शक्यता वाटते. कारण ॲपेटाइटाचे अवक्षेपन होण्यासाठी PO4-3 व Ca2+ यांची जितकी संहती (विद्रावातील प्रमाण) लागते त्यापेक्षा ते प्रतिष्ठापनाने तयार होण्यासाठी कमी असली तरी चालते. शिवाय जलीय विद्रावातून जशी क्‍लोर-, फ्ल्युअर-व हायड्रॉक्सी-ॲपेटाइटे अवक्षेपित होतात तशी कार्बोनेट फॉस्फेटे होत नाहीत.
आढळ : फॉस्फेटी खडक पुढीलप्रमाणे आढळतात : (१) फॉस्फेटांचे सागरी अवसादी थर : उदा., अमेरिकेच्या पश्चिम भागातील राज्यांतील व उत्तर आफ्रिकेतील निक्षेप. (२) फॉस्फेटी मार्ल आणि चुनखड : सामान्यतः हे कमी दर्जाचे असतात. त्यांतून फॉस्फेटे मिळविता येत नाहीत. फोडून, कुटून काही ठिकाणी ते खत म्हणून वापरले जातात. (३) कॅल्शियमी खडकांमध्ये फॉस्फेटाची प्रतिष्ठापना होऊन तयार झालेले थर. (४) फॉस्फेटी खडी (जमिनीवर तयार झालेली) व नदीत आढळणारे डगड गोटे हे सर्व फॉस्फेटी खडकांच्या विघटनाने तयार होतात. (५) अवशिष्ट फॉस्फेटे : जमिनीखाली असणाऱ्या फॉस्फेटी थरांचे अपक्षरण (झीज) होऊन असमांग (वेडेवाकडे) व भिन्न प्रकारचे फॉस्फेटी तुकडे एकत्र होऊन हे निक्षेप तयार होतात. असे निक्षेप अमेरिकेच्या फ्‍लॉरिडा, टेनेसी या राज्यांत आहेत. (६) ॲपेटाइटाचे निक्षेप : पेग्मटाइट शिरा व भित्तीतील ॲपेटाइट एकत्र येऊन किंवा शिलारसाच्या विशिष्ट अवशिष्ट भागाचे स्फटिकीभवन होऊन हे तयार होतात. (७) सागरतळावर आढळणारे फॉस्फेट ग्रंथींचे साठे : अलीकडे १९६५ सालानंतर सागरतळावर फॉस्फोराइटयुक्त ग्रंथींचे म्हणजे गाठाळ रूपातील फॉस्फोराइटाचे विखुरलेले थर सापडले असून भविष्यकाळात या साठ्यांना महत्त्व येणार आहे. हे साठे प्रथम चॅलेंजर या जहाजाला आफ्रिकेच्या दक्षिण टोकाच्या भूशिरानजीकच्या उथळ समुद्रतळाशी आढळले. त्यानंतर ते उष्ण कटिबंधातील खंडांच्या किनाऱ्यानजीक खंड-फळीवर व खंडान्त उतारावर सामान्यतः १०० ते १,००० मी. खोलीपर्यंत समुद्रतळावर आढळले आहेत. या ग्रंथी कलोफेनच्या बनलेल्या असून त्यांतील कॅल्शियम फॉस्फेटाचे प्रमाण ६७ टक्क्यांपर्यंत असते. उत्तर अमेरिकेच्या पश्चिम किनाऱ्यानजीक आणि न्युझीलंडच्या पूर्व किनाऱ्यानजीकच्या समुद्रात फॉस्फोराइट ग्रंथींचे महत्त्वाचे साठे आहेत. या ग्रंथींचा थर १ मीटरहून कमी जाडीचा असल्याने समुद्राच्या तळावरील चिखल काढण्याच्या यंत्रणेने त्याचे खाणकाम करणे शक्य आहे. समुद्रतळाशी सर्व जागी पसरलेल्या एकूण फॉस्फोराइटाचे साठे अंदाजे शेकडो अब्ज टनांपर्यंत आहेत. त्यांपैकी काही अब्ज टन फॉस्फोराइट किफायतशीर रीत्या मिळविणे शक्य आहे.
जैवक्रियांनी तयार होणारे महत्त्वाचे फॉस्फेटी निक्षेप म्हणजे ⇨ ग्वानोचे होत. ते पक्ष्यांचे मलमूत्र व त्यांच्या देहांचे अवशेष यांच्यापासून तयार होतात. सजल मॅग्नेशियम फॉस्फेटांचे स्फटिक (उदा., न्यूबेरीयाइट व स्ट्रूव्हाइट) ग्वानोत आढळतात. मुतखड्यांमध्ये फॉस्फेटी खनिजे आढळतात. खाद्यपदार्थ म्हणून सीलबंद डब्यात भरलेल्या सार्डीन मासळीमध्ये स्ट्रूव्हाइटाचे स्फटिक आढळले आहेत.
जागतिक उत्पादन व निक्षेप : १९६९ साली फॉस्फेटांचे जागतिक उत्पादन ८ कोटी २० लाख टनांहून अधिक झाले. ही फॉस्फेटे म्हणजे फॉस्फेटी खडक, ॲपेटाइट व काही ठिकाणी ग्वानोचे निक्षेप हे सर्व मिळून होते. ह्याच वर्षी दहा लाख टनांच्यापेक्षा अधिक उत्पादन पुढील बारा देशांत झाले : (१) अमेरिकेची संयुक्त संस्थाने – ३ कोटी ४२ लाख, (२) रशिया – १ कोटी ९३ लाख, (३) मोरोक्को – १ कोटी ७ लाख, (४) ट्युनिशिया – २६ लाख, (५) नाऊरू – २२ लाख, (६) द. आफ्रिका – १७ लाख, (७) टोगो – १५ लाख, (८) ख्रिसमस बेटे – १२ लाख, (९) चीन – ११ लाख, (१०) जॉर्डन – ११ लाख, (११) व्हिएटनाम – ११ लाख व (१२) सेनेगल – १० लाख. एक ते १० लाख टनांपर्यंत उत्पादन पुढील देशांत झाले : इझ्राएल – ९·८६, सं. अरब प्रजासत्ताक – ६·६०, गिल्बर्ट व ईलिस बेटे – ५·६४, अल्जीरिया – ४·२०, युगांडा – ३·६८ व कोरिया – ३·००. फॉस्फेटांचे उत्पादन करणाऱ्या जगातील एकूण ३२ देशांत भारताचा क्रमांक अठ्ठाविसावा लागतो.
भारतीय साठे व उत्पादन : भारतात फॉस्फेटाचे साठे तीन प्रकारांचे आहेत : (१) अग्निज खडकांतील ॲपेटाइट खनिजाच्या शिरा व भिंगे, (२) फॉस्फोराइट या सागरी अवसादी खडकांच्या रूपात व (३) जैव ग्वानोच्या रूपात. १९६६ पर्यंत भारतातील फॉस्फेटाचे उत्पादन आंध्र प्रदेशातील काशीपट्टण व बिहारमधील सिंगभूम येथील ॲपेटाइटाच्या साठ्यांतून होत असे. ते वार्षिक ९,५०० टन होते. भारतात ॲपेटाइटाचे एकूण साठे ४४ लाख टनांचे आहेत. त्यांपैकी २२ लाख टन साठे ३२% P2O5 असणारे आहेत परंतु हे साठे शिरा व भिंगांच्या स्वरूपात असल्यामुळे त्यांचे खाणकाम खर्चाचे व त्रासाचे आहे. हे साठे आंध्र प्रदेश, बिहार, राजस्थान, तामिळनाडू व प. बंगाल येथे आहेत.
भारत सरकारने १९६८ सालानंतर फॉस्फेटी खनिजाचे नवे साठे शोधण्याचे कार्य सुरू केले. त्यातून राजस्थान, मध्य प्रदेश, उत्तर प्रदेश, जम्मू-काश्मीर, बिहार, हिमाचल प्रदेश, गुजरात, आसाम आणि तामिळनाडू इ. प्रदेशांत व्यापारी उत्पादनास योग्य असे साठे सापडले आहेत. भारतातील सर्व ठिकाणचे मिळून फॉस्फोराइटाचे एकूण साठे अंदाजे १५ कोटी टनांचे आहेत. यांपैकी २ कोटी टनांचे साठे उच्‍च दर्जाचे म्हणजे P2O5 चे प्रमाण ३० टक्क्यांहून अधिक असणारे आहेत. लक्षद्वीप बेटांत सु. ५ टक्के P2O5 असणारे ग्वानोचे साठे तुरळक प्रमाणात आढळले आहेत.
इ. स. १९७० मध्ये उदयपूर जिल्हातील झामर कोत्‍रा येथून १,४९,५४४ टन उत्पादन झाले. पुढे १९७१ साली वरील ठिकाणी व डेहराडून जिल्हातील मालदेवता या ठिकाणी २,३२,०८९ टन उत्पादन झाले. १९७९ साली एका खाजगी कंपनीचे फॉस्फेटनिर्मितीचे संयंत्र हल्डिया (प. बंगाल) येथे सुरू झाले. याची उत्पादनक्षमता वर्षाला ३०,००० टन सोडियम ट्रायपॉलिफॉस्फेट (अधिक ५४,००० टन सल्फ्युरिक अम्ल व १९,५०० टन फॉस्फोरिक अम्ल) एवढी असून दुसरी एक खाजगी कंपनी वर्षाला २५,००० टन एवढे हेच फॉस्फेट तयार करते. शिवाय सरकारने १९७९ साली आणखी चार कंपन्यांना एकूण ८९,००० टन फॉस्फेटनिर्मितीची परवानगी दिली होती. सध्या भारतात फॉस्फोराइटाचे सालीना ५ लाख टन उत्पादन होते व त्याने देशाची ३५ टक्के गरज भागते. बाकीचे फॉस्फोराइट आयात केले जाते.
उपयोग: फॉस्फोराइट मुख्यत्वे खते, औद्योगिक रसायने व फॉस्फरस यांच्या निर्मितीसाठी वापरले जाते. तथापि वापरण्यापूर्वी नैसर्गिक फॉस्फोराइटावर संस्कार करून त्याची प्रत वाढविणे आवश्यक असते.
पहा : ॲपेटाइट ग्वानो फॉस्फरस.
संदर्भ : 1. Bateman, A. M. Economic Mineral Deposits, Bombay, 1960.
2. Van Wazer, J. R., Ed., Phosphorus and Its Compounds, 2 Vols. New York, 1958, 1961.
आगस्ते, र. पां.
“