硝酸磷肥

硝酸磷肥
硝酸磷肥是用硝酸分解法将磷矿加工制得的氮磷比约为2:1的肥料。

产品的主要组分是磷酸二钙、磷酸铵和硝酸铵。

有些品种还含有硝酸钾和氯化铵。

多数产品中的磷酸盐，一部分是水溶性的，另一部分是不溶于水而溶于中性枸橼酸铵溶液的。

一、发展历史
1908年，俄国学者ДПРЯНИШНИКОВ和З.В.ЪРИцКЕ提出用硝酸分解磷矿可以制得含N、P肥料的见解。

1927年，德国德法本公司首先用硝酸-磷酸的混合酸分解磷矿，再向酸解产物加入钾盐而得到含N、P、K综合养分的肥料。

但因产品有很重的氨味等问题，不到一年就停产了。

1928年，挪威Odda Smelt公司提出用硝酸分解磷矿，得到的酸解液用冷冻的方法分离掉大部分硝酸钙，然后再加工成肥料的方法。

1930年，该专利转让给挪威Norsk Hydro公司并于1938年开始出售硝酸磷肥产品。

这是冷冻法硝酸磷肥最早的工业实践。

与此同时，1937年，瑞士的Lonza公司提出用70%硝酸分解磷矿粉制造硝基过磷酸钙的方法。

产品含8%N、16% P2O5。

产品中因含有硝酸钙水合物而具有极强的吸湿性，加上产品总养分含量低、生产中二氧化氮逸出严重等问题而未见推广应用。

1942-1945年间，Norsk Hydro公司的硝酸磷肥生产由于战争，原料中断而停产。

战后恢复生产，1950年时，冷冻法硝酸磷肥的产量为4万吨/年。

1950年左右，德国的BASF 公司、荷兰的Dutch State Mines以及法国的一些化工厂都相继开发
自己的冷冻法和混酸法硝酸磷肥技术。

因多数公司的技术基础都涉及冷冻除钙的Odda工艺，因此，冷冻法硝酸磷肥被肥料界统称为Odda 法。

二、主要特点
硝酸磷肥生产的主要特点是：硝酸既用于分解磷矿，本身又成为产品中氮素的来源之一，经济上比较合理，在硫资源短缺的国家或地区，生产这类肥料尤为适宜。

三、生产工艺
硝酸磷肥的生产方法很多，其中最简单的是硝基过磷酸钙法,瑞士曾多年采用过此法。

它与过磷酸钙生产工艺相似，用浓度65%～70%的硝酸在混合器中分解磷矿粉，产品约含N8%、P2O516%。

此法优点是工艺较简单，缺点是二氧化氮大量逸出，污染环境，产品吸湿性严重。

多数硝酸磷肥生产首先均以浓度为50%～60%硝酸分解磷矿，生成主要含磷酸和硝酸钙的溶液。

反应式为：
Ca10F2(PO4)6+20HNO3─→6H3PO4+10Ca(NO3)2+2HF
采用不同的方法加工处理这种溶液，就形成不同的硝酸磷肥生产工艺。

差别只在于用不同的方法除去溶液中的钙。

分离钙以后溶液的后加工步骤基本相似，主要是溶液用氨中和，进行蒸发、造粒、干燥和筛分即得成品。

硝酸钙结晶法又称冷冻结晶硝酸钙法。

将磷矿的硝酸分解液冷却到10～-5°C，60～85%的Ca(NO3)2·4H2O以结晶形式析出，分离后的母液用氨中和。

反应式为：
6H3PO4+4Ca(NO3)2+2HF+11NH3─→3CaHPO4+3NH4H2PO4+8NH4NO3+CaF2中和料浆经蒸发、造粒、干燥和筛分即得硝酸磷肥产品。

分离出来的硝酸钙四水物添加硝酸铵后，可进一步加工成硝酸铵钙肥料，其组成是 5Ca(NO3)2·NH4NO3·10H2O，含N15.5%。

也可以与碳酸铵溶液进行复分解反应并加工成硝酸铵返回生产系统，以调节硝酸磷肥产品中的氮磷比例或进一步加工，作为商品氮肥。

这种硝酸磷肥生产工艺应用广泛，典型产品规格(以N-P2O5-K2O%表示)有26-13-0、20-20-0。

如在生产过程中添加氯化钾调理剂，则典型产品规格是15-15-15、13-13-20的硝酸磷肥。

四、生产方法
1、硫酸盐法
在磷矿的硝酸分解液中添加可溶性硫酸盐（硫酸铵、硫酸钾），沉淀出硫酸钙，进行分离（有时也可不分离）。

母液或料浆按上述后加工常规方法加工成产品。

以硫酸铵为沉淀剂时，沉淀出来的硫酸钙可以再加工成硫酸铵返回生产系统，称其为硫酸铵循环法硝酸磷肥工艺。

以硫酸钾为沉淀剂时，产品是三元复合肥料，而且不含氯离子，适用于忌氯作物施肥。

2、硝酸－磷酸混酸法
在磷矿的硝酸分解液中添加磷酸，以降低溶液中氧化钙与五氧化二磷的比例。

母液按常规方法加工成产品。

此法较简单，产品氮磷比可在较大范围内调节。

但生产中需有磷酸来源。

3、碳化法
磷矿的硝酸分解液先氨化中和至 pH为3.5～4.0，然后在 pH为7.5～8.0条件下通入氨和二氧化碳，生成含有磷酸二钙、硝酸铵和碳酸钙的料浆。

再按常规方法加工成产品。

典型产品规格（以N－P2O5－K2O%表示）是16-14-0。

此法简单，生产费用低,但产品中的磷酸盐不溶于水，只溶于枸橼酸铵溶液，颗粒产品肥效差。

五、应用举例
本试验采用的硝酸磷肥由江苏阿康化肥公司生产，溶解情况：溶于水。

用途：硝酸分解磷矿制得的氮磷复合肥料。

适用于酸性土壤和中性土壤，对多种作物都有较好的效果。

可作基肥，也可作种肥，集中施用效果更好。

易随水流失，应优先用于旱地和喜硝作物上，在水田中施用要注意氮素流失。

制备或来源：（1）用58%～60%浓度的硝酸，在酸解槽内分解磷矿，酸解液经过沉淀降槽、洗涤鼓除去酸不溶物，然后在间壁冷却结晶器内，用氨水气化或盐水作为冷冻介质，冷却酸解液到-5℃，此时析出大量结晶，用真空过滤分离结晶，用冷硝酸洗涤后，送去硝酸钙转化工段，母液用氨中和，中和料液和硝酸钙
转化工段来的硝酸溶液，一并进入真空蒸发器浓缩，浓缩到一定程度进行造粒即得。

（2）硝酸-硫酸法：利用硫酸与钙生成不溶性硫酸钙结晶，有利于分离。

硝酸磷肥样品
类别：复合肥
备注：主要由正磷酸铵盐和磷酸钙盐以及硝酸铵和硝酸钙组成。

包装及贮运：编织袋内衬薄膜，缝纫封口。

注意防潮、防晒、防水、防破损。

1、生产工艺
硝酸磷肥是用硝酸分解磷矿粉制得的磷酸和硝酸钙溶液，然后通入氨气中和磷酸并分离硝酸钙而制成。

硝酸磷肥是氮磷二元复合肥，主要成分是硝酸铵、硝酸钙、磷酸一铵、磷酸二铵、磷酸一钙、磷酸二钙。

代表产品有20-20-0，28-14-0，26-13-0，16-23-0。

硝酸磷肥呈深灰色，中性，吸湿性强，易结块，应注意防潮。

肥料中非水溶性和硝态氮，约各占磷氮总量的一半。

硝态氮不被土壤吸
附，易随水流失，施在旱地往往比水田好；在严重缺磷的干旱土壤上，应选用高水溶性的硝酸磷肥。

作基肥和早期追肥，亩用量30公斤左右。

生产硝酸磷肥不用硫酸，常在硫资源缺乏的国家采用。

同时，硝酸具有双重作用：一是把磷矿转化成可为植物利用的形式，二是在肥料中提供氮素营养。

硝酸磷肥的生产工艺中因除钙方法的不同，工艺和产品有所差别。

但其产品成分都比较复杂，有硝酸铵、硝酸钙、磷酸一铵、磷酸二铵、磷酸一钙和磷酸二钙，即其中既有硝态氮，又有铵态氮，既有水溶磷，又有枸溶磷。

产品的氮磷(P2O5)比有1:1(20:20)的和2:1(26:13)两大类。

因氮素中有一半左右是硝态氮，适用于生长期短的喜硝态氮的作物，如蔬菜、烟草等，但一般认为在水稻上不太适宜。

而磷的水溶率高低也很重要。

根据我们的试验，粒状的硝酸磷肥要求有效磷中水溶磷占50%以上，否则在缺磷土壤上会影响作物生长。

在生产过程中提取的硝酸钙，虽然含氮量不高，又易吸潮，但其中的水溶性钙是补充作物缺钙的一种很好肥料。

不论是磷酸铵或硝酸磷肥，都是氮、磷两元的复合肥料。

在其生产过程中加入钾肥(一般为氯化钾或硫酸钾)，即成为三元复混肥料。

这类复混肥料，一般养分含量比较均匀，颗粒的抗压强度较大，在运输过程中不易破碎，在贮存中也不易结块。

2、产品规格
产品类型
养分含量
（N－P2O5－K2O）适用作物
建议施肥量（公斤/亩）
基肥追肥
硫酸钾型15-5-20 所有作物，特别是烟草、茶
叶、葡萄、大豆、花生等忌
氯作物及果树、蔬菜等经济
作物。

35-50 15-25 16-7-22 25-50 10-25 18-12-22 25-40 10-20
高氮型25-4-6
玉米等大田作物和经济作物
生育期追肥。

/ 20-50 30-5-5 / 20-50 32-5-8 / 20-50 28-6-11 / 20-50
均衡型19-19-19
小麦、水稻、玉米、棉花、
油料、薯类、麻类等作物和
果树、蔬菜等经济作物。

20-40 10-15 18-18-9 25-50 10-15 16-16-16 20-50 10-15
高氮高钾型16-7-22
玉米、水稻、小麦、大豆、
花生、棉花等作物和果树、
蔬菜等经济作物。

25-50 15-25 18-4-23 25-50 15-25 18-12-22 25-40 15-20
注意：1、用肥是应根据土壤肥力及复合肥的浓度高低酌情增减。

2、作种肥时，不能离种子太近，应让肥料与种子相隔一定距离；避免与根系直接接触，以免烧种伤根。