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1、一 磷肥的种类、特性(一)磷肥制造简述1、 磷酸的生产 热法生产:利用元素磷在空气中氧化成P2O5,经吸水后获得。 湿法生产:先用酸分解磷矿粉,再将生成的磷酸与相应生成的钙盐分开。是磷肥工业的主要方法。 2、磷肥的生产 热法生产:钙镁磷肥等 湿法生产:过磷酸钙,重过磷酸钙,复合磷肥等。 (二)水溶性磷肥1. 过磷酸钙 Ca(H2PO4)2.H2O, 含P2O5: 1420%,CaSO4:40-50%2. 重过磷酸钙 Ca(H2PO4)2.H2O, P2O5: 3654%(三)弱酸溶性磷肥指含磷成分溶于弱酸(2%柠檬酸、中性或微碱性柠檬酸铵)的磷肥。也称枸溶性磷肥。1. 钙镁磷肥 Ca3(PO4
2、)2, P2O5: 1418%2. 钢渣磷肥 P2O5: 814%3. 沉淀磷酸钙 Ca2HPO4, P2O5: 3040%4. 脱氟磷肥 Ca3(PO4)2, P2O5: 1418%(四)难溶性磷肥1. 磷矿粉 P2O5: 1025%2. 部分酸化磷矿粉3. 鸟粪磷矿粉4. 骨粉(五)新型磷肥复合磷肥,聚磷酸,聚磷酸铵第一节 磷肥的种类、特性和施用 一、概述 我国的磷肥工业起步较晚。20世纪50年代在南京和太原兴建了两个大型磷肥厂,主要生产过磷酸钙;20世纪60年代初,开始发展钙镁磷肥;20世纪80年代以来,磷酸铵和硝酸磷肥相继投产,使磷肥工业开始向高浓度、复合化方向发展。但由于我国磷矿资源
3、多为中、低品位,生产高浓度磷肥有一定难度。从我国实际情况出发,磷肥工业的发展必然是多层次、多规格、多品种。 磷酸是现代磷肥工业的基础,主要用做高浓度磷肥与复合磷肥的原料。作为磷肥工业的原料是指正磷酸或聚磷酸-水体系。 生产正磷酸有热法和湿法两种。热法生产磷酸是利用元素磷在空气中氧化成磷酐,经吸水后获得。湿法生产磷酸,先用酸分解磷矿粉,再将生成的磷酸与相应生成的钙盐分开。 生产磷肥主要有热法与酸法两种工艺流程。热法生产是利用高温分解磷灰石的结构,并加入配料,使磷生成为可被植物吸收的磷酸盐。酸法生产是用硫酸、硝酸或盐酸分解磷矿粉中磷灰石结构,并把其中的钙盐分离出来,使磷转化为可溶性磷酸盐。 此外,
4、将磷矿石经机械粉碎所生产的磷矿粉,也可直接用作磷肥。 用热法与酸法或机械粉碎所产生的磷肥,按其溶解度可分为水溶性磷肥、弱酸溶性磷肥和难溶性磷肥。 二、水溶性磷肥 水溶性磷肥中有普通过磷酸钙与重过磷酸钙等。它们共同的特点是肥料中所含磷酸盐均以一水磷酸一钙Ca.(H2PO4)2H2O形态存在,易溶于水,可被植物直接吸收,为速效性磷肥,但在一定条件下,也易被土壤固定。 (一) 过磷酸钙 过磷酸钙简称普钙,作为磷肥工业发展初期的主要品种,已有100多年的历史。我国的磷矿资源多为中、低品位,因此,多年来以过磷酸钙为主,估计今后过磷酸钙的生产仍会占有一定比例。 过磷酸钙是由硫酸分解磷矿粉,使难溶性的磷酸钙
5、转化为水溶性的磷酸一钙。其主要反应如下: 由反应可见,过磷酸钙的主要成分为一水磷酸一钙Ca.(H2PO4)2H2O,其中有效磷含量取决于原料磷矿石的品位,磷矿石品位越高,磷肥中有效磷含量也越高。 过磷酸钙为灰白色粉末或颗粒,含有效磷(P2O5)14%20%,硫酸钙40%50%。此外,还有3.5%5%的游离硫酸和磷酸。农业部颁布的磷酸钙质量标准,见表3-1。 由于含有游离酸使肥料呈酸性,并具有腐蚀性,易吸湿结块,散落性差。吸湿后,其中的磷酸一钙易转化成难溶性的磷酸铁、磷酸铝,导致磷的有效性降低,称为过磷酸钙的退化作用。以形成磷酸铁为例,反应式如下: 因此,过磷酸钙在贮、运过程中应防潮,贮存时间不
6、宜过长。 过磷酸钙施入土壤后,肥料中磷酸一钙在土壤中进行异成分溶解,即土壤水分从四周向施肥点汇集,使肥料中的水溶性磷酸一钙溶解并进而水解,形成由磷酸一钙、磷酸和磷酸二钙组成的饱和溶液,其反应式为: 饱和溶液中磷酸离子的浓度可高达1020 mgkg-1,比土壤溶液中磷酸离子高数百倍,出现局部土壤溶液中磷的浓度梯度,形成以施肥点为中心,磷酸离子向周围扩展的扩散区,使溶液pH值急剧下降为1.5左右,从而使土壤中铁、铝或钙、镁等固相迅速溶解,并与磷酸起化学反应,发生磷的固定作用。其转化过程,见图3-1。 各种水溶性磷肥饱和溶液的化学性质不同,其中,过磷酸钙饱和溶液的pH值最低(表3-2)。因此,它的化
7、学固定作用也比其他水溶性磷肥强,这是过磷酸钙当季利用率低的主要原因。 无论施在酸性土壤或石灰性土壤上,过磷酸钙中的水溶性磷均易被固定,在土壤中移动性小。据报道,石灰性土壤中,磷的移动一般不超过1 3 cm ,绝大部分集中在 0.5 cm 范围内;中性和红壤性水稻土中,磷的扩散系数更小。因此,合理施用过磷酸钙的原则是:尽量减少它与土壤接触的面积,降低土壤固定;尽量施于根系附近,增加与根系接触的机会,促进根系对磷的吸收。 过磷酸钙可做基肥、种肥和追肥,均应适当集中施用和深施。追肥时,旱作可采用穴施和条施,水稻可采用塞秧根或沾秧根的方法,即每公顷用过磷酸钙45 75kg 与23倍的腐熟有机肥混合,用
8、泥浆拌成糊状,栽时蘸根,随蘸随栽。做种肥时,可将磷肥集中施于播种沟或穴内,覆一层薄土,再播种覆土,一般用量75 150 kg hm-2。 过磷酸钙与有机肥料混合施用是提高肥效的重要措施,为可借助有机组分对土壤中氧化物的包被,减少对水溶性磷的化学固定;同时有机肥料在分解过程中产生的有机酸(如草酸、柠檬酸等)能与土壤中的钙、铁、铝等形成稳定的配合物,减少这些离子对磷的化学沉淀,提高磷的有效性。 在强酸性土壤中,配合施用石灰也可提高过磷酸钙的有效性,但必须严禁石灰与过磷酸钙混合,施石灰数天后,再施过磷酸钙。 过磷酸钙做根外追肥,喷施前,先将其浸泡于10倍水中,充分搅拌,澄清后取其清液,经适当稀释后喷
9、施。喷施浓度一般为1%3%的浸出液,喷施量为7501 500 kghm- 2。 (二) 重过磷酸钙 重过磷酸钙简称重钙,是一种高浓度磷肥。含有效磷(P2O5)为36%54%,呈深灰色,颗粒或粉末状,主要成分为水溶性磷酸一钙Ca.(H2PO4)2H2O,不含硫酸钙,含4%8%的游离磷酸,呈酸性,腐蚀性与吸湿性强,易结块,多制成颗粒状。由于不含铁、铝、锰等杂质,存放过程中不致发生磷酸盐的退化。不宜与碱性物混合,否则会降低磷的有效性。 重钙施入土壤后的转化过程和施用方法,与普钙基本相似。由于肥料中有效成分含量高,其施用量应相应减少。据全国14个省、市(区)对15种作物的试验结果统计,按等磷量计,其肥效与普钙相近。由于它不含硫酸钙,对喜硫作物,其肥效不如等磷量的过磷酸钙。 (三) 氨化过磷酸钙 氨化过磷酸钙含氮(N)为2%3%,磷(P2O5)为13%15%。主要成分为磷酸一钙和硫酸钙,次要成分为磷酸一铵和硫酸铵。吸湿性、结块性和腐蚀性均大大低于普通过磷酸钙,属于一种氮磷复合肥料。