磷肥

• 第二阶段是当硫酸完全消耗以后，生成的 第二阶段是当硫酸完全消耗以后， 磷酸继续分解磷矿而形成磷酸一钙： 磷酸继续分解磷矿而形成磷酸一钙： • Ca5(PO4)3F+ 7H3PO4+5H2O → 5Ca（H2PO4）2·H2O 5Ca（ H
+HF↑
• 该阶段反应是在化成的后期开始，在化成 该阶段反应是在化成的后期开始， 室的后期随着分解反应的进行， 室的后期随着分解反应的进行，从溶液中 不断析出Ca Ca（ 不断析出Ca（H2PO4）2·H2O结晶。接着还要 H 结晶。 在仓库经过熟化， 在仓库经过熟化，达到规定标准后才能作 为产品出厂。 为产品出厂。
普钙（浓酸矿浆法） 普钙（浓酸矿浆法）生产工艺流程
重过磷酸钙
• 重过磷酸钙（重钙），成分 Ca(H2PO4)2，能溶于水，肥效 比过磷酸钙（普钙）高，最好 跟农家肥料混合施用，但不能 与碱性物质混用，会发生如下 反应H2PO4(-) + 2OH(-) = 2H2O + PO4(3-) 生成难溶性磷酸钙而降 低肥效。 • 无色三斜晶系结晶或白色结晶 性粉末。相对密度2.22(16℃)。 稍有吸湿性，易溶于盐酸、硝 酸，微溶于冷水，几乎不溶于 乙醇。在30℃时，100ml水中可 溶磷酸二氢钙1.8g。水溶液显酸 性，加热水溶液则水解为正磷 酸氢钙。在109℃时失去结晶水， 203℃时则分解成偏磷酸钙
• 重钙生产的工艺条件 • （1）、磷酸含量 • 磷酸浓度在26%~46%P2O5范围内，磷矿分解 率随磷酸浓度增加而增加，但达到某一临 界值时，因磷酸粘度的急剧增大导致磷矿 分解率迅速下降。在有化成室的浓酸熟化 法中，还应注意磷酸浓度对料浆固化的影 响，磷酸浓度过低、过高均会使料浆不能 固化。另外磷酸浓度的确定还与磷矿的性 质有关。
• 重过磷酸钙简称重钙。重钙含有效P2O540% ～50%，比普钙高2～3倍，因此，也叫三倍 过磷酸钙。国外将含有效P2O530%～50%的 富钙与重钙统称为过磷酸盐，含有有效 P2O5〉54%的重钙又称为超重过磷酸钙。重 钙的有效成分是一水磷酸二氢钙还含有少 量游离酸。 • 重钙的生产方法主要有化成室法与无化成 室法。
• 普通过磷酸钙生产方法有稀酸矿粉法和浓 酸矿浆法两种。依据化成室结构不同分为 ：回转化成流程法和皮带化成流程法。稀 酸矿粉法是世界上常用的工艺，硫酸浓度 为60%~75%；浓酸矿浆法是我国开发的一种 工艺，硫酸浓度为93%~98%，它是将磷矿湿 磨成矿浆后再加入混合器中。
普钙（稀酸矿粉、立式混合器、回转化成室） 普钙（稀酸矿粉、立式混合器、回转化成室）生产 工艺流程
二、酸法磷肥
• 酸法磷肥通常是指用硫酸、磷酸，盐酸 等无机酸分解磷矿所制得磷肥的通称。 主要品种有普通过磷酸钙，简称过磷酸 钙或普钙；重过磷酸钙，简称重钙；富 过磷酸钙和磷酸氢钙以及氨化过磷酸钙 等。
主要酸法磷肥的简略比较
普通过磷酸钙
• 【产品描述】：别名 普通过磷酸钙 【简称：普钙】 【主要成分】：Ca(H2PO4)2-H2O 【性 状】：深灰色，灰白色，疏松 状物，水溶性速效磷肥，弱酸性 【用 途】：供给植物磷，钙，硫等 元素，具有改良碱性土壤作用，可 用作基肥，根外追肥，叶面喷洒。 与氮肥混合使用，有固氮作用，减 少氮的损失。能促进植物的发芽， 长根，分枝，结实及成熟，可用作 生产复混肥的原料。 • 过磷酸钙中的水溶性磷酸-钙在土壤 中容易被固定。移动性小，即移动 慢，移动的距离短，因此，合理施 用过磷酸钙的原则是既要减少其与 土壤的接触面积，又要尽量增加它 与根系的接触机会。
• （4）、磷矿粉细度 • 重钙所用矿粉细度比普钙大，一般 要求通过200目的粒度占50%以上，但 矿粉也不能过细，否则会增加动力 消耗，缩短混合的流动期，从而导 致磷矿的前期分解率高而后期分解 速率缓慢。
பைடு நூலகம்
• 重钙生产工艺 流程 • （1）、化成 室法（浓酸熟 化法）
• (2)、无化 成室法（稀 酸返料法）
重过磷酸钙是由磷酸分解磷矿中的氟磷灰石而得到的产物， 其化学反应式为： Ca5(PO4)3F+ 7H3PO4+5H2O →5Ca(H2PO4)2·H2O +HF↑ 反应时也同时发生副反应，如生成少量的磷酸氢钙： Ca5(PO4)3F+ 2H3PO4+10H2O→ 5CaHPO4·2H2O +HF↑ 铁、铝氧化物分解，生产难溶性磷酸盐。 (Fe，Al)2O3+ 2H3PO4+ H2O → (Fe，Al)PO4·2H2O 另外，还有碳酸盐的分解： (Ca，Mg)CO3+2H3PO4→ (Ca，Mg)(H2PO4)2·H2O +CO2↑ 磷矿中的酸溶性硅酸盐分解成硅酸，硅酸又与氟化氢作用生 成四氟化硅和氟硅酸，而氟硅酸又转化为氟硅酸盐，四氟 化硅呈气态逸出。
• 磷矿中的倍半氧化物也和硫酸反应生成硫 酸盐，以后在硫酸和磷酸一钙的介质中转 变为中性或酸性磷酸盐： • Fe2O3+H2SO4+Ca(H2PO4)2=2FePO4+CaSO4+ 3H2O • Fe2O3消耗的硫酸量为： • Al2O3+H2SO4+Ca(H2PO4)2=2AlPO4+CaSO4+3 H2O
磷肥
目录
• 一、磷肥的性质及用途 • 二、酸法磷肥 • 1、普通过磷酸钙 • 2、重过磷酸钙 • 3 3、富过磷酸钙 • 4、沉淀磷酸钙 • 三、热法磷肥 • 1、钙镁磷肥 • 2、钙钠磷肥 • 3、脱氟磷肥 • 4、钢渣磷肥 • 5、偏磷酸盐
一、磷肥的性质及用途
• • • • • 磷肥全称磷素肥料。以磷为主要养分的肥料。 磷肥全称磷素肥料。以磷为主要养分的肥料。肥效的 养分的肥料 大小和快慢，磷肥决定于有效五氧化二磷含量、 大小和快慢，磷肥决定于有效五氧化二磷含量、土壤 性质、放肥方法、作物种类等。 性质、放肥方法、作物种类等。 根据生产方法又可分为湿法磷肥 热法磷肥。 湿法磷肥和 根据生产方法又可分为湿法磷肥和热法磷肥。 磷肥施用适量时，能促进作物分蘖和早熟， 磷肥施用适量时，能促进作物分蘖和早熟，加强 分蘖 产量和 其抗寒能力，提高其产量 质量。 其抗寒能力，提高其产量和质量。 磷肥是以磷矿为原料生产的含有作物营养元素磷 磷肥是以磷矿为原料生产的含有作物营养元素磷 磷矿为原料生产的含有作物营养元素 化肥。 的化肥。 磷在植物体内是细胞原生质的组分， 细胞的 磷在植物体内是细胞原生质的组分，对细胞的生 植物体内是细胞原生质的组分 增殖起重要作用 磷还参与植物生命过程的光合 起重要作用； 长和增殖起重要作用；磷还参与植物生命过程的光合 作用， 淀粉的利用和能量的传递过程 的利用和能量的传递过程。 作用，糖和淀粉的利用和能量的传递过程。 磷肥还能促进植物苗期根系的生长， 磷肥还能促进植物苗期根系的生长，使植物提早 成熟。植物在结果 结果时 磷大量转移到籽粒中， 成熟。植物在结果时，磷大量转移到籽粒中，使得籽 粒饱满。 粒饱满。 最早的磷肥是过磷酸钙，现已逐渐被磷酸铵和重 磷酸铵 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。 过磷酸钙等高浓度磷肥取代。 磷肥的有效组分的品位 品位以五氧化二磷的质量分数 磷肥的有效组分的品位以五氧化二磷的质量分数 表示。 表示。
富过磷酸钙
• 富过磷酸钙简称富钙。富钙的主要成分为 一水磷酸二氢钙与部分石膏。产品含有效 P2O5为25%～35%。富钙用磷酸和硫酸的混 酸分解磷矿制得。有效成分介于普钙与重 钙之间，产品实际上是普钙和重钙的混合 物。 • 生产富钙的设备与工艺与普钙、重钙生产 基本相同。因此，原来生产普钙或重钙哦 装置，可以很容易调整工艺改产富钙。
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• 磷肥和氮肥、钾肥并称为农作物 需要补充量最多的三大营养元素 肥料。各种营养元素在作物生命 代谢过程中各有其特殊的作用， 彼此不能相互代替。 • 磷肥依据生产方法不同有酸法磷 肥和热法磷肥之分，另有磷复肥 （如磷酸铵）。依据磷肥中磷化 合物的溶解性不同又分为水溶性 磷肥磷肥磷肥、枸溶性磷肥和难 溶性磷肥三类。
沉淀磷酸钙
• 沉淀磷酸钙又称磷酸一钙(dicalcium phosphate)或沉淀磷酸 钙(precipitated phosphate)俗称沉钙。有二水物 CaHPO4·2H2O和无水物caHPO4两种。二水物为白色单斜晶 体。纯品含P2O541.25％。密度2.3g/cm3。稍溶于水，易溶 于盐酸、硝酸、醋酸，溶于柠檬酸铵溶液中，不溶于乙醇。 109℃时失去1个结晶水，400℃以上时转变为焦磷酸钙。 是一种枸溶性肥料。无水物含P2O5 52.17％，三斜晶系， 密度2.89g/cm3，不溶于水和柠檬酸铵溶液中，不能用作 肥料。制法有:(1)盐酸处理磷矿，得到的溶液用石灰乳中 和制得；(2)湿法磷酸(或热法磷酸)与石灰乳作用制得。二 水物在农业上用作肥料。用作饲料添加剂(不含氟和其他 杂质)、石膏摩擦剂、食品添加剂、塑料稳定剂和药物添 加剂等。
• （2）、磷酸温度 • 磷酸温度主要影响初始的磷矿分 解。磷酸浓度低时，采用较高的 磷酸温度有利于磷矿的分解；磷 酸浓度高时，以采用较低的磷酸 温度较好。
• （3）、混合强度和时间 • 磷酸和磷矿粉混合时，其物料形态变化依 次为流动期、塑性期、固态期。流动期和 塑性期的长短与矿种、磷矿品位、磷酸用 量、反应温度、矿粉粒度和混合强度等有 关。 • 由于料浆的流动性与搅拌强度有关，强烈 的搅拌可延长流动期，而适当增加流动期 可使酸矿充分反应，同时可改善产品物性 并提高设备的生产能力。降低磷酸浓度、 磷酸温度和使用较粗颗粒的矿粉都能使混 合和化成时间延长，使磷矿分解率提高。
普钙是用硫酸分解磷矿粉，经过混合、化 普钙是用硫酸分解磷矿粉，经过混合、 熟化工序制成的， 成、熟化工序制成的，其主要化学反应 为： 2Ca5(PO4)3F+7H2SO4+3H2O → 3Ca(H2PO4)2·H2O+7CaSO4 +2HF↑ H 实际上，上述反应是分两个阶段进行的。 实际上，上述反应是分两个阶段进行的。 ）、第一阶段是硫酸分解磷矿生成磷 （1）、第一阶段是硫酸分解磷矿生成磷 酸和半水硫酸钙， 酸和半水硫酸钙，该反应在化成室中完 成。 Ca5(PO4)3F+5H2SO4+2.5H2O → 3H3PO4 +5CaSO4·0.5H2O +HF↑ 0.5H
• 普通过磷酸钙是世界上最早工业化的化肥 品种，是一种工业化最早、使用最广泛的 磷肥，一般简称过磷酸钙，亦称普钙。过 磷酸钙是一种灰白色、灰黑色或淡黄色的 疏松粉末，其主要成分是水合磷酸二氢钙 〔Ca(H2PO4)2·H2O〕和难溶的无水硫酸钙， 还有少量的游离磷酸、游离水分、磷酸铁 铝、磷酸一氢钙（即磷酸二钙）、磷酸二 氢镁、磷酸一氢镁、二氧化硅和未分解的 磷矿等。
• 磷矿中所含杂质，如方解石、白云石、霞 石与海绿石等也同时被硫酸分解并消耗一 定量的硫酸分解并消耗一定量的硫酸： • （Ca,Mg）CO3+H2SO4=(Ca,Mg)SO4+CO2↑ • 上述反应在第二阶段有磷酸和氟磷酸钙存 在，将转变为膦酸二氢盐： • 5（Ca,Mg）SO4+7H3PO4 +Ca5F(PO4)3=5（ Ca,Mg）(H2PO4)2+5CaSO4+HF
• 磷酸氢钙有二水磷酸氢钙和无水磷 酸氢钙两种，常用的是二水物。 • 沉钙是由磷酸与石灰乳中和制得。 当反应温度低于50℃时，总的反应 式为： • H2PO4+Ca(OH)2=CaHPO4.2H2O • 或 H3PO4+CaCO3=CaHPO.2H2O+CO2↑
热法磷肥
• 热法磷肥是将磷矿石与配料混合，进行高温加工所 得可被作物吸收的磷酸盐或含磷的玻璃体物质，统 称为热法磷肥。 • 热法磷肥是指在高温（高于1000℃）下加入（或不 加入）某些配料分解磷矿制得的磷肥。此类肥料均 为非水溶性的缓效肥料，但肥效持续时间长，不易 被土壤固定或流失，故肥料的总效果及利用率比较 高，所以在一些硫资源缺乏、能源充足的地方，发 展不需要硫酸的热法磷肥是非常合适的。热法磷肥 的生产方法有熔融法和烧结法两种，主要品种有： 钙镁磷肥、脱氟磷肥、烧结钙钠磷肥、偏磷酸钙及 钢渣磷肥等。