磷肥

磷肥 - 正文

以磷矿为原料生产的含有作物营养元素磷的化肥。最早的磷肥是过磷酸钙，现已逐渐被磷酸铵和重过磷酸钙等高浓度磷肥取代。磷酸铵类肥料和硝酸磷肥等的生产过程虽与上述磷肥生产过程相近(或密切相联)，习惯上也把它们归属于磷肥范畴，实际上，它们是既含营养元素氮，又含营养元素磷的复合肥料。1980-1981肥料年度,世界磷肥总产量(以P₂O₅计)为34.44Mt。中国1983年的产量为 2.666Mt。磷矿粉直接施肥，在美国、苏联和中国等有一定的数量，但都不统计在磷肥的产量内。美国在新开垦地上大量施用磷矿粉作为土壤磷素的基础。近年来，大量的肥效研究和施肥实践证明，活性高的磷矿粉在酸性土壤上有较好的效果。

功能 磷在植物体内是细胞原生质的组分，对细胞的生长和增殖起重要作用，磷还参与植物生命过程的光合作用、糖和淀粉的利用和能量的传递过程。植物幼苗吸收磷很快，适时施用磷肥能促进植物苗期根系的生长，保证植物生长健壮。植物在结果时，磷大量转移到籽粒中，使得籽粒饱满。磷肥的有效成分常常是不同的磷酸钙盐或与其他组分组成的玻璃体物质。其有效组分的品位以五氧化二磷的百分含量表示。磷肥分水溶性和枸溶性两类（见表）：水溶性磷肥是速效磷肥，对土壤和作物的适用性比较广；枸溶性磷肥不溶于水，只溶于枸橼酸铵（即柠檬酸铵）或2％枸橼酸(即柠檬酸)溶液,多数只适用于在酸性土壤上施用。

原料 磷矿是生产磷肥的主要原料之一。其主要矿物是氟磷灰石Ca₅F(PO₄)₃(见彩图)。

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但纯的氟磷灰石很少见。其结构中的一些组分常被其他组分所取代，被取代的磷灰石矿物统称为细晶磷灰石。天然磷矿中含有多种杂质矿物，如石灰石、白云石、含铁或铝的矿物、硅石和硅酸盐矿物等。采用分级、水洗脱泥、浮选和其他方法进行富集处理,最大限度排除杂质矿物,变天然磷矿石为商品磷矿，这是磷肥生产必不可少的步骤。不同的磷肥加工方法对磷矿的质量要求不一样。用于磷肥酸法生产的磷矿，要求把铁、铝、镁和泥质等含量限制到较低限度；在磷肥的热法生产中，磷矿中的含硅矿物一般是有益的；在钙镁磷肥生产中，磷矿中的含镁矿物与含硅矿物不需要预先除去。

 

生产方法 生产磷肥首先是分解磷灰石的坚固结构，并把它转变成可溶的磷酸盐或玻璃体物质（水溶性或枸溶性）。生产高浓度品种时，需部分或全部除去磷矿中的无用组分。生产方法分两大类:

①酸法　用硫酸、磷酸、硝酸或盐酸分解磷矿, 并把磷矿中的钙以钙盐的形式分离或固定（图1）。这是磷肥的主要生产方法，其中特别是硫酸法。硫酸分解磷矿，将硫酸钙分离后制得磷酸。磷酸是生产高浓度磷肥和复合肥料的中间原料。酸法又称为湿法，用酸法制得的磷肥，常统称为湿法磷肥。

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②热法　利用高温分解磷矿, 并进一步制成可被作物吸收的磷酸盐或玻璃体物质（图2）。这类生产方法所制得的产品往往不溶于水，属枸溶性磷肥。磷肥的热法生产习惯上还包括元素磷和热法磷酸生产，再以热法磷酸为原料加工成高浓度磷肥。用热法制得的磷肥常统称为热法磷肥。

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主要品种 近代产量最大的磷肥品种是磷酸铵类肥料，此外，磷肥主要品种（见表）有：重过磷酸钙，这是从50年代起发展起来的高浓度磷肥，现在产量约占世界磷肥总产量的15％～20％。过磷酸钙,从50年代起,多数国家已停止发展，一些国家仍保留原来的生产，供缺硫的土壤使用。钢渣磷肥，曾是西欧酸性土壤上施用的主要磷肥，现在仍有生产。磷酸二钙，仅在有废盐酸的地方少量生产。脱氟磷酸钙（俗称脱氟磷肥）和钙钠磷肥，只是在个别地方有生产。熔融钙镁磷肥，在中国大量生产。偏磷酸钙，仅在美国试生产过。

环境保护 磷肥生产中有氟、粉尘和磷石膏等有害物质和废物排出。用水洗涤处理含氟废气并回收含氟溶液，可加工成氟硅酸盐、氟化铝和冰晶石等工业氟化物。含氟污水可用石灰处理后循环使用或排放。大量磷石膏目前多数是堆置或排入江海中，一些地区用于改良盐碱地，但近年来十分重视其综合利用。磷石膏经过净化后，可以用于以下方面：①石膏制品和建材石膏；②水泥的缓凝添加剂；③制硫酸水泥（见硫酸工业）；④用于生产硫酸铵。（见彩图）

 

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