磷肥制造课件.pptx

1、第 二章 磷肥制造 第一节 我国的磷矿资源概况 我国的磷矿资源比较丰富，已探明资源总量仅次于世界磷矿资源大国摩洛哥，位居第二，截止2002年底，保有资源储量为16 786 Mt。我国磷矿资源在数量上虽丰富，但品位贫乏，以中、低品位为主，P2O5平均含量为17 一18，P2O5含量大于30的富矿为仅占总量的8左右。据国土资源部的相关统计，现有的磷富矿资源仅能维持我国使用lO年左右。因此，磷矿已被国土资源部列为我国2010年后不能满足国民经济发展需要的2O种矿产之一。磷的生物化学循环与氮完全不同，是单向流动的，难以再生，因而是一种不可更新的资源。世界磷矿供需形势分析 据美国地质调查局统计,世界磷酸

2、盐岩经济储量180亿t,基础储量500亿t(经济储量经济储量是指开采成本低于35美元吨的磷矿，基础储量是指基础储量是指开采成本低于100美元吨的磷矿)，主要分布在非洲、北美、亚洲、中东、南美等60多个国家和地区,其中80%以上集中分布在摩洛哥、美国、南非、约旦和中国。按基础储量摩洛哥位居第一位,中国居第二位,美国居第三位。目前世界上共有30多个国家生产磷矿,生产能力约为1.72亿t,产量约1.38亿t。主要生产国有美国、摩洛哥、中国和俄罗斯,四国的产量约为总产量的67.6%。世界磷矿产量放缓，品位下降。世界磷矿产量放缓，品位下降。据IFA资料统计,2000年世界磷矿石产量为1.46亿吨,200

3、4年1.65亿t，2005年1.72亿吨，2006年为1.67亿吨,磷矿品位由1999年为31.41%,下降为2006年的31.04%,品位下降了0.4个百分点。品位下降，加工成本就上长。世界磷矿出口减少，供需趋紧世界磷矿出口减少，供需趋紧,价格上升价格上升磷矿作为不可再生的战略资源，出于保护本国资源的需要,都出台相关政策限制初始产品磷矿石出口。1999年世界磷矿石出口量为3278万吨,2006年为2965万吨,矿石出口下降了9.5%,年均复合降低1.42%个百分点。非洲04,05,06年出口量分别为1618万吨,1774万吨和1861万吨,非洲主要以摩洛哥出口为主;北美主要以美国磷矿为主,除

4、了在1999年和2000年分别出口了27.7万吨和17.9万吨,至今没有磷矿石出口,从一个磷矿石出口国,变成磷矿石进口国;东亚主要是中国出口量从01年的最高490万吨,下降到06年的100万吨,下降了79.3%;因此08年4季度摩洛哥OCP公司已经确定磷矿石的出口FOB价格在$100/t,预计2008年合同价格将至少在$120/t。世界磷肥市场复苏 近年来，随着世界化肥需求的增加，磷肥市场开始升温。据IFA资料显示,2006年几个主要磷肥品种磷酸一铵(MAP)、磷酸二铵(DAP)、重过磷酸钙(TSP)产量合计达到2391万吨,较1999年的2006万吨,增加了19.2%,年复合增长2.5%,2

5、006年产量同比增长4.3%。世界磷肥消费增长缓慢 据IFA统计资料显示,1999年磷肥消费为3347万吨,2005年为3678万吨,年均复合增长1.3%,预计未来世界磷肥需求量维持在1-2%左右的增长.磷肥消费的另一趋势就是发达国家消费量减少,而发展中国家对磷肥的需求在增加,尤其以中国,印度,巴西等国家需求增长比较强劲。受生产磷肥的主要原材料磷矿石,合成氨和硫磺价格上涨及国际贸易物流成本增加的影响,世界磷肥生产成本上升,影响了磷肥的利润空间。1999年的出口量位1041万吨,2006年为980万吨,贸易量下降了5.9%,随着世界主要消费国中国,印度和巴西近年来磷肥自给率不断提高，国际磷肥贸易

6、量预计会减少。印度、土耳其等国为DAP进口大国，巴西、阿根廷等国成为MAP进口大国。世界磷肥未来将供大于求 预计未来几年磷肥需求年增长速度不会超过2%，而有效产能年增长速度将超过10%。因此，虽然短期内磷肥供应可能稍紧，但随着新产能的投产，磷肥过剩趋势将增加.国际上通常将磷矿中的国际上通常将磷矿中的P2O5P2O5含量大于含量大于3030称为富矿或称为高品位，称为富矿或称为高品位，20-30%20-30%称为称为中品位中品位,小于小于20%20%称低品位称低品位,P2O5,P2O5含量小于含量小于1212称为贫矿。称为贫矿。我国的磷矿资源比较丰富，目前国内已有 26 个省、自治区发现磷矿，以湖

7、南、湖北、云南、贵州、四川五省最多.且属于沉积型磷块岩矿.沉积变质型磷灰岩矿以苏、皖鄂居多.岩浆岩型磷灰石矿床以华北和东北为多.我国1996-2002年磷矿产量年1996199719981999200020012002原矿产量2869.63210.62810.92818.3302035793895折成标30%磷矿2291.22509.327092718.3296034003700100%P2O5687.3752.8812.9815.588810201110我国磷矿产量已跃居世界第一位，基本能满足国内需求。“十一五”末我国磷肥产量将达1500万吨，预计磷矿的总需求达6500吨。2008。3。70

8、.10.119.319.368.868.890.790.7153.1153.1230.8230.8175.8175.8411.6411.64544546656658058050 01001002002003003004004005005006006007007008008009009001955195519601960196519651970197019751975198019801985198519901990199519952000200020022002年年 份份中国的磷肥生产情况中国的磷肥生产情况产量（万吨五氧化二磷）产量（万吨五氧化二磷）3.我国的磷肥生产我国的磷肥生产 磷矿石的种类

9、按地质成因分为三类：即沉积型磷块岩矿、沉积变质型磷灰岩矿.岩浆岩型磷灰石矿.磷灰石矿：是指内生形成的含磷灰石的矿石，大多形成于岩浆作用的后期。其含磷矿物主要是氟磷灰石 Ca10（PO4）6F2，这种磷矿在世界磷矿总储量中约占20%。现占产量的15%。磷块岩矿：是世界磷矿资源中最主要的磷矿石，其占世界总储量74%，其产量占总产量的82%。该类矿石属碳氟磷灰石系列（俗称胶磷矿），嵌布粒度细，选矿工艺复杂。我国湖北荆襄磷化学工业公司王集磷矿就是这种类型的代表。磷灰岩矿是指原含磷岩石受变质作用形成的含磷灰石矿石，占世界磷矿总储量4%，我国苏、黑、皖、鄂等地有。其矿石可选性介于磷灰石矿和磷块岩矿之间，如

10、江苏的锦屏磷矿。磷矿石磷矿石中国云南昆阳磷矿中国云南昆阳磷矿锦屏磷矿瓮福磷矿领导及福泉市人民政府各级有关部门的领导共同为1#坑闭坑剪彩 瓮福磷矿在生活区广场展示一块形成于5亿年前的高质地磷矿石。磷矿砂(粉、石)产自瓮福 主要指标：松散度：1.6 kg/l、湿度：1.5%、P2O5 30%、Fe2O3 0.3-0.8%、MgO1.5%、产能：330万吨/年用途：用于生产磷酸、磷铵、重钙、普钙、复合肥及其它磷化工产品。浮选剂浮选剂 浮选时使用各种药剂来调节入选矿物和浮选介质的物理化学性质，从而扩大金属矿物或含金属矿物与脉石间亲疏水性的差异，使之更好地分选，达到提高回收率的目的。常用的浮选剂分三大类

11、：捕收剂，起泡剂，调整剂.1.捕收剂 自然界中除煤、石墨、硫磺、滑石和辉钼矿等矿物颗粒表面疏水、具有天然的可浮性外，大多数矿物均是亲水的，金矿物也是如此。加一种药剂能改变矿物颗粒的亲水性而产生疏水性使之可浮，这种药剂通常称之为捕收剂。捕收剂通常是极性捕收剂和非极性捕收剂。极性捕收剂由能与矿物颗粒表面发生作用的极性基团和起疏水作用的非极性基团两部分组成。当这类捕收剂吸附于矿粒表面时，其分子或离子呈定向排列，极性基团朝向矿物颗粒表面，非极性基团朝外形成疏水膜，从而使矿位具有可浮性.与铜、铅、锌、铁等硫化矿物伴生的金，在浮选时常用有机硫代化合物作浦收剂例如，烷基（乙、丙、丁、戊基等）二硫代碳酸钠（钾

12、），又称黄原酸盐，俗称黄药。如NaS2COCH2CH3，在含金多金属矿石的浮选时，多采用乙基黄药和丁基黄药。烷基二硫代磷酸或其盐类，如(RO)2PSSH，式中R为烷基，俗称黑药 2.起泡剂 具有亲水基团和疏水基团的表面活性分子，定向吸附于水-空气界面，降低水溶液的表面张力，使充入水中的空气易于弥散成气泡和稳定气泡。起泡剂和捕收剂联合在一起吸附于矿物颗粒表面，使矿粒上浮。常用的起泡剂有：松树油，俗称二号油、酚酸混合脂肪醇，异构己醇或辛醉、醚醉类以及各种酯类等 3.3.调整剂调整剂 调整剂可分为五类：(1)pH(1)pH值调整剂。值调整剂。用它来调节矿浆的酸碱度，用以控制矿物表面特性、矿浆化学组成

13、以及其他各种药剂的作用条件，从而改善浮选效果。常用的有石灰、碳酸钠、氢氧化钠和硫酸等。在选金时，最常用的调节剂是石灰和硫酸。(2)(2)活化剂。活化剂。能增强矿物同捕收剂的作用能力，使难浮矿物受到活化而浮起。使用硫化钠活化含金的铅铜氧化矿，然后用黄药等捕收剂浮选。(3)(3)抑制剂抑制剂提高矿物的亲水性和阻止矿物同捕收剂作用，使其可浮性受到抑制。如在优先浮选过程中使用石灰抑制黄铁矿，用硫酸锌和氰化物抑制闪锌矿，用水玻璃抑制硅酸盐脉石矿物等、利用淀粉、拷胶（单宁）等有机物作抑制剂达到多金属分离浮选的目的。(4)(4)絮凝剂。絮凝剂。使矿物细颗粒聚集成大颗粒，以加快其在水中的沉降速度；利用选择性絮

14、凝进行絮凝一脱泥及絮凝一浮选。常用的絮凝剂有聚丙烯酰胺和淀粉等。(5)(5)分散分散剂。剂。阻止细矿粒聚集，处于单体状态，其作用与絮凝剂恰恰相反，常用的有水玻璃、磷酸盐等。浮选剂的种类和用量随矿石性质和浮选条件及流程特点而各异，可用试验单位提供药方（或称药剂制度），在生产实践过程中也可根据上述各种条件的变化而加以改变。四、浮选设备 浮选设备主要是浮选机以及为实现浮选工艺的其他设备。矿矿浆经过搅拌充气，在各种浮选剂的作用下矿粒与气泡粘附，浆经过搅拌充气，在各种浮选剂的作用下矿粒与气泡粘附，气泡上升、形成矿化泡沫层，被刮板刮出或溢出，这一系气泡上升、形成矿化泡沫层，被刮板刮出或溢出，这一系列浮选过

15、程均是在浮选机中完成的。列浮选过程均是在浮选机中完成的。浮选机多由多槽串联而成。按搅拌和充气的方式不同浮选机可分为5种：(1)机械搅拌式有离心叶轮，也有的是星形转子和棒形转子等类型搅拌器在浮选槽内高速旋转，驱使矿浆流动，在叶轮腔内产生负压而吸入空气。(2)充气机械搅拌式。除机械搅拌外，再补充向浮选糟内充入低压空气。(3)充气式靠压入空气进行搅拌并产生气泡，如浮选柱和泡沫分离装置等。(4)气体析出式。用降低压力法或先加压后降至常压的万法，使矿浆中溶解的空气析出，形成微泡（5)压力溶气式。利用高压将充入的空气预溶于水，然后在常压下在浮选槽内析出，形成大量微泡。目前，在我国金选矿厂最常用的浮选机是国

16、产的机械搅拌式浮选机。磷肥加工对磷矿石的质量要求 首先是品位要求。其次杂质含量要求：含Ca高，耗酸量增大；Fe、Al含量高，制成过磷酸钙后容易发生退化，所以R2O3的含量不超过3%。CO2含量高，与硫酸反应强、发泡多，因而制成的过磷酸钙疏松多孔，品质较好。但这样在湿法生产磷酸中要消泡剂。镉、铬、等 含量应低，避免引起土壤污染。磷酸二铵主要指标：总养分64%、有效P2O546%,水溶P2O544%、总氮 18%、H2O1.5%、粒度2-4mm90%、水 溶性磷90%、颗粒强度30N/颗、质量标准：GB102052001优等品、生产工艺：挪威Hydro 混合管理反应工艺磷肥行业磷肥行业“十一五十一

17、五”发展目标发展目标 磷肥行业“十一五”发展目标1、2010年磷肥产量年磷肥产量1450万吨，国产磷肥基本实现自给，满万吨，国产磷肥基本实现自给，满足农业需求；高浓度磷复肥产量足农业需求；高浓度磷复肥产量1015万吨，万吨，占总量的70%；2、到2010年，磷肥产品中将培育出20个“中国名牌产品”；3、到2010年，形成510个有竞争力的大型企业集团。“十一五十一五”磷肥发展的品种主要是：（磷肥发展的品种主要是：（1）DAP、MAP等基等基础肥料和础肥料和NPK复合肥。（复合肥。（2）TSP、NP暂不发展。（暂不发展。（3）SSP、FCMP保持现有生产能力，不再扩大规模。（保持现有生产能力，不

18、再扩大规模。（4）加快缓、控）加快缓、控释肥等新品种的开发。（释肥等新品种的开发。（5）通过行政干预，淘汰一批规模）通过行政干预，淘汰一批规模小、技术落后、效益差、污染严重的装置小、技术落后、效益差、污染严重的装置。搞好云南、贵州磷复肥基地建设。云南三环120万吨/年，富瑞二期60万吨/年DAP正在建设；贵州省开磷集团120万吨/年DAP也已开工建设。常用磷肥分类 磷肥的生产主要是以磷矿石经机械粉碎后通过酸法（加酸）或热法（加热）生产出来的产品。磷肥的品种根据水溶性可分为如下几种。水溶性磷肥：普通过磷酸钙（普钙）、重过磷酸钙（重钙）、磷酸一铵（一铵）、磷酸二铵（二铵）、磷硝铵、磷硫铵等（表 4

19、-6）。柠檬酸溶性磷肥：钙镁磷肥、磷酸二钙、钢渣磷肥。难溶性磷肥：磷矿粉（表 4-7）。部分水溶部分柠檬酸溶的磷肥（中性）：硝酸磷肥、氨化普钙等。三、常用磷肥的性质和施用三、常用磷肥的性质和施用第一类：水溶性磷肥第一类：水溶性磷肥特点：特点：含水溶性的含水溶性的磷酸一钙磷酸一钙，其中的磷易被植物吸收，其中的磷易被植物吸收，肥效快，属肥效快，属速效性磷肥速效性磷肥（一）过磷酸钙（一）过磷酸钙(calcium superphosphate,SSP)1.成分与性质成分与性质成分：成分：一水磷酸一钙一水磷酸一钙Ca(H2PO4)2H2O)：占：占3050 含含P2O5 1218 硫酸钙硫酸钙：40 杂

20、质：少量磷酸或硫酸，以及硫酸铁和硫酸铝杂质：少量磷酸或硫酸，以及硫酸铁和硫酸铝 过磷酸钙对热不稳定，当湿度升到 120 时一水磷酸二氢钙失去结晶水转变为无水磷酸二氢钙，水溶性 P 2 O 5 逐渐减少，当温度高于 150 时无水磷酸二氢钙又失去水转化成焦磷酸钙（CaH 2 P2O 7），如果温度再升高焦磷酸氢钙转变为偏磷酸钙 Ca(PO3)2 ，焦磷酸钙对作物没有肥效，偏磷酸钙属于弱酸溶性肥料。2.在土壤中的转化在土壤中的转化(1)溶解过程与化学沉淀溶解过程与化学沉淀(固定固定)作用作用 溶解过程：溶解过程：异成分溶解异成分溶解反应式：反应式：Ca(H2PO4)2H2O+H2O CaHPO42

21、H2O+H3PO4特点：特点：1mol1mol1mol普普 钙钙性质：性质：灰白色粉末或颗粒状灰白色粉末或颗粒状 磷酸一钙为水溶性磷酸一钙为水溶性 呈酸性反应（化学酸性）呈酸性反应（化学酸性）具有吸湿性和腐蚀性具有吸湿性和腐蚀性 会发生会发生“磷酸退化作用磷酸退化作用”普钙中磷酸的退化作用：过磷酸钙吸湿后，其中的磷酸一钙会与过磷酸普钙中磷酸的退化作用：过磷酸钙吸湿后，其中的磷酸一钙会与过磷酸钙所含的杂质硫酸铁、铝等发生化学反应，形成溶解度低的铁、铝磷酸钙所含的杂质硫酸铁、铝等发生化学反应，形成溶解度低的铁、铝磷酸盐盐。磷酸沉淀作用（或化学固定作用）磷酸沉淀作用（或化学固定作用）含义：含义：过磷

22、酸钙异成分溶解过程产生的过磷酸钙异成分溶解过程产生的磷酸磷酸具有很具有很强的酸性，在向周围扩散时，能溶解土壤中的强的酸性，在向周围扩散时，能溶解土壤中的铁、铁、铝、锰铝、锰或或钙、镁等钙、镁等，当这些阳离子达到一定浓度后，当这些阳离子达到一定浓度后，就会产生相应的就会产生相应的磷酸盐沉淀磷酸盐沉淀。反应式：反应式：+Ca(H2PO4)2H2O +Ca(OH)2+5H2O2Fe(OH)32Al(OH)32FePO42AlPO4过磷酸钙的异成分溶解及化学沉淀作用过磷酸钙的异成分溶解及化学沉淀作用沉淀的发展过程：沉淀的发展过程：酸性土：酸性土：过过 程：程：水溶性水溶性 无定形无定形 结晶态结晶态

23、闭蓄态闭蓄态溶解度：溶解度：大大 小小有效性：有效性：高高 低低中性、石灰性土：中性、石灰性土：一钙一钙 二钙二钙 八钙八钙 十钙十钙结果：结果：过磷酸钙的当季过磷酸钙的当季利用率低利用率低概念：概念：磷的老化、闭蓄态固定、闭蓄态磷磷的老化、闭蓄态固定、闭蓄态磷初始初始“老化老化”“闭蓄闭蓄态固定态固定”阶段阶段 阶段阶段阶阶段段(2)磷的吸持作用磷的吸持作用定义：定义：土壤液相中的磷酸或磷酸根离子被土壤固相土壤液相中的磷酸或磷酸根离子被土壤固相所吸持的现象所吸持的现象分类分类一般地：一般地：P土液土液 P土粒土粒结果：结果：磷肥的磷肥的有效性降低有效性降低吸持作用吸持作用解吸作用解吸作用吸附

24、吸附吸收吸收 非专性吸附：静电引力，结合力弱非专性吸附：静电引力，结合力弱易解吸易解吸 专性吸附：库伦力化学力专性吸附：库伦力化学力解吸少解吸少：渗入固相内部：渗入固相内部难解吸难解吸3.施用方法施用方法堂上讨论题：堂上讨论题：（1）合理施用过磷酸钙的原则是什么？合理施用过磷酸钙的原则是什么？（2）如何协调磷在土壤中移动性小而作物根系又不如何协调磷在土壤中移动性小而作物根系又不断扩展的矛盾？断扩展的矛盾？（3）过磷酸钙与有机肥料混合施用有什么好处？过磷酸钙与有机肥料混合施用有什么好处？（4）请谈谈过磷酸钙作根外追肥好处和具体方法。请谈谈过磷酸钙作根外追肥好处和具体方法。3.施用方法施用方法原则

25、：原则：减少与土壤的接触面积减少与土壤的接触面积 增加与作物根群的接触面积增加与作物根群的接触面积目的：目的：提高过磷酸钙的利用率提高过磷酸钙的利用率（一般只有（一般只有1025）方法：方法：集中施用集中施用 分层施用分层施用 与有机肥料混合施用与有机肥料混合施用 作根外追肥作根外追肥相对集中施用相对集中施用氨化过磷酸钙：氨化过磷酸钙：含氮含氮2%3，P2O513%14%；物理；物理 性状改善；施用方法同过磷酸钙性状改善；施用方法同过磷酸钙（二）重过磷酸钙（二）重过磷酸钙(重钙，重钙，TSP triple/double superphosphate)1.成分：成分：含含P2O5 40%50一水

26、磷酸一钙为主一水磷酸一钙为主含含48游离磷酸游离磷酸2.性质：性质：深灰色颗粒或粉末状深灰色颗粒或粉末状 磷酸一钙为水溶性磷酸一钙为水溶性 呈酸性反应（化学酸性）呈酸性反应（化学酸性）吸湿性和腐蚀性较强吸湿性和腐蚀性较强 不会发生不会发生“磷酸退化作用磷酸退化作用3.施用：施用：与过磷酸钙相同，但用量应减少与过磷酸钙相同，但用量应减少对喜硫作物，肥效不如等磷量的过磷酸钙对喜硫作物，肥效不如等磷量的过磷酸钙重钙重钙表 水溶性磷肥的性质 肥料 主要成分（%）主要化合物 主要化合物水溶性 附注 普通过磷 酸钙 P：6 9(P 2 O 5：14 20)S：10 20 Ca：20 Ca（HPO 4）2

27、H 2 O CaSO 4 2H 2 O 85%87%溶于水，其余溶于柠檬酸 遇潮结块 重过磷 酸钙 P：20(P 2 O 5：46 51)S：1 2 Ca：12 16 Ca（HPO 4）2 H 2 O 85%87%溶于水，其余溶于柠檬酸 吸湿有腐 蚀性 磷酸一铵 P：20 26(P 2 O 5：46-60)N：10-13 NH 4 H 2 PO 4 96%100%溶于水 磷酸二铵 P：20 23（NH 4）2 HPO 4 95%100%溶于水 第二类：弱酸溶性肥料第二类：弱酸溶性肥料含义：含义：能溶于能溶于2的柠檬酸或中性柠檬酸铵溶液的磷肥的柠檬酸或中性柠檬酸铵溶液的磷肥特点：特点：溶于弱酸，

28、溶于弱酸，肥效较水溶性磷肥慢肥效较水溶性磷肥慢（一）钙镁磷肥（一）钙镁磷肥（calcium magnesium phosphate）1.成分与性质成分与性质成分：无定形磷酸钙成分：无定形磷酸钙Ca3(PO4)2，含，含P2O514%18 氧化钙、氧化镁、二氧化硅等氧化钙、氧化镁、二氧化硅等性质：性质：灰绿色或灰棕色粉末灰绿色或灰棕色粉末(90过过0.177mm筛筛)溶于溶于2柠檬酸溶液柠檬酸溶液 呈碱性反应呈碱性反应(化学碱性，化学碱性，pH8.08.5)吸湿性小，无腐蚀性吸湿性小，无腐蚀性成分成分特级特级一级一级二级二级三级三级四级四级有效有效P2O5 水分水分细度细度 (过过80目筛目筛)

29、200.58018 0.58016 0.58014 0.58012 0.580钙镁磷肥的质量标准钙镁磷肥的质量标准钙镁磷肥钙镁磷肥2.在土壤中的转化在土壤中的转化(1)溶解溶解（主要受介质（主要受介质pH值值影响）影响）酸性土：酸性土：在在土壤酸土壤酸的作用下逐步溶解的作用下逐步溶解Ca3(PO4)2 CaHPO4 Ca(H2PO4)2可中和部分酸，调节了土壤反应，提高了磷可中和部分酸，调节了土壤反应，提高了磷素的有效性素的有效性 中性或石灰性土壤：中性或石灰性土壤：在微生物和作物根在微生物和作物根分泌的酸分泌的酸的作用下逐步溶解的作用下逐步溶解 Ca3(PO4)2Ca(H2PO4)2溶解释放

30、磷酸的速度较缓慢，肥效较长溶解释放磷酸的速度较缓慢，肥效较长施用后较长一段时间内，施用后较长一段时间内，溶解溶解固定固定H+H+微生物和作物根分泌的酸微生物和作物根分泌的酸(2)固定固定（与过磷酸钙相同）（与过磷酸钙相同）3.施用方法施用方法(1)土壤性质土壤性质红壤、黄壤等酸性土壤最适宜红壤、黄壤等酸性土壤最适宜有效磷含量低的非酸性土有效磷含量低的非酸性土(2)作物种类：作物种类：吸磷能力强的作物效果较好，如吸磷能力强的作物效果较好，如油菜、油菜、豆科作物和豆科绿肥豆科作物和豆科绿肥(3)粒径大小：粒径大小：规格要求规格要求90过过0.177mm的筛的筛(80目目)(4)施用技术施用技术可作

31、基肥、种肥和追肥可作基肥、种肥和追肥 与有机肥料堆沤后施用，可提高肥效与有机肥料堆沤后施用，可提高肥效与水溶性磷肥、氮肥、钾肥等配合施用与水溶性磷肥、氮肥、钾肥等配合施用冷浸田，贫瘠冷浸田，贫瘠土壤效果良好土壤效果良好（二）其它枸溶性磷肥（二）其它枸溶性磷肥沉淀磷酸钙沉淀磷酸钙脱氟磷肥脱氟磷肥钢渣磷肥钢渣磷肥偏磷酸钙偏磷酸钙沉淀沉淀磷酸钙磷酸钙脱氟磷肥脱氟磷肥偏磷酸钙偏磷酸钙碱熔磷肥碱熔磷肥第三类：难溶性磷肥第三类：难溶性磷肥特点：特点：所含磷酸盐不溶于水，只溶于强酸，所含磷酸盐不溶于水，只溶于强酸，肥效迟缓而稳长，属肥效迟缓而稳长，属迟效性磷肥迟效性磷肥（一）磷矿粉（一）磷矿粉（ground

32、 phosphate rock）1.成分与性质成分与性质成分：成分：主要是氟磷灰石主要是氟磷灰石Ca10(PO4)6F2性质：性质：灰黄色、灰褐色或黑褐色粉末；灰黄色、灰褐色或黑褐色粉末；难溶于水；难溶于水；呈化学中性；呈化学中性；同晶置换程度与直接施用的肥效显著相关同晶置换程度与直接施用的肥效显著相关磷矿粉磷矿粉2.磷矿粉磷矿粉直接施用直接施用的条件的条件(1)磷矿的结晶性质磷矿的结晶性质不同类型磷矿石结晶状况与肥效的关系不同类型磷矿石结晶状况与肥效的关系资料表明：资料表明：晶型模糊，肥效较高晶型模糊，肥效较高要求：枸溶率要求：枸溶率15；粒径细度；粒径细度90过过0.149mm筛筛矿石类型

33、矿石类型X-衍射线主衍射线主峰峰(宽宽/高高)晶型晶型有效磷与全磷比有效磷与全磷比/%相对肥效相对肥效/%锦屏磷矿石锦屏磷矿石昆阳磷矿石昆阳磷矿石溶洞型磷矿溶洞型磷矿0.0610.281.03晶质晶质 隐晶质隐晶质胶状胶状3.420.950 10406070100(2)土壤条件土壤条件 土壤土壤pH（最主要）（最主要）pH2PO4-2pH5.18 酸性增强，溶解度提高；但高交换量铝和低交换酸性增强，溶解度提高；但高交换量铝和低交换量钙对植物生长不利，应适量施用石灰中和酸性。量钙对植物生长不利，应适量施用石灰中和酸性。盐基饱和度盐基饱和度 小，小，pH低，肥效较高低，肥效较高 CEC 肥效：肥效

34、：CEC大酸性粘土大酸性粘土 CEC小的砂土小的砂土 粘土矿物类型粘土矿物类型 肥效：含蒙脱石土肥效：含蒙脱石土含高岭石土含高岭石土 土壤熟化程度土壤熟化程度 肥效：新垦荒地、熟化度低的肥效：新垦荒地、熟化度低的 红、黄壤红、黄壤熟化程度高的土壤熟化程度高的土壤我国：我国：南方的红壤、黄壤以及沿海的咸酸田南方的红壤、黄壤以及沿海的咸酸田（酸性硫酸盐土）等（酸性硫酸盐土）等酸性土壤酸性土壤，适宜直接施用适宜直接施用。(3)作物特性作物特性吸收能力：吸收能力：最强最强油菜、萝卜、乔麦油菜、萝卜、乔麦较强较强豆科绿肥及豆科作物豆科绿肥及豆科作物中等中等玉米、马铃薯、芝麻玉米、马铃薯、芝麻最弱最弱小粒

35、禾谷类作物小粒禾谷类作物(水稻、小麦水稻、小麦)另外，宜另外，宜吸磷能力较强吸磷能力较强的及多年生的经的及多年生的经济林木和果树济林木和果树各种作物对磷矿粉的相对肥效各种作物对磷矿粉的相对肥效施施 肥肥 反反 应应 代代 表表 作作 物物 平均相对肥效（平均相对肥效（%）极极 显显 著著 油菜、萝卜、荞麦油菜、萝卜、荞麦 80 苕子、豌豆苕子、豌豆 7080显显 著著大豆、饭豆、紫云英大豆、饭豆、紫云英70 花生、猪尿豆、田菁花生、猪尿豆、田菁 6070 胡枝子胡枝子 5070 玉米玉米 5060中中 等等 马铃薯、甘薯马铃薯、甘薯 50 芝麻芝麻 40 谷子谷子 2030 不不 显显 著著

36、小麦、黑麦、燕麦小麦、黑麦、燕麦 1530 水稻水稻 25503.磷矿粉的施用效果和后效磷矿粉的施用效果和后效方法：方法：宜作宜作基肥基肥用量：用量：7501 500kg/hm2(50100公斤公斤/亩亩)措施：措施：与酸性或生理酸性肥料混施与酸性或生理酸性肥料混施 与过磷酸钙配施与过磷酸钙配施 与有机肥料共用堆腐与有机肥料共用堆腐后效：后效：肥效持久，连施肥效持久，连施45年后，可暂停年后，可暂停 施用，待施用，待23年后再施用年后再施用（二）鸟粪磷矿粉（二）鸟粪磷矿粉鸟粪中的磷酸盐土壤中的钙鸟粪中的磷酸盐土壤中的钙鸟粪石鸟粪石 鸟粪磷矿粉鸟粪磷矿粉效果效果与钙镁磷肥接近；与钙镁磷肥接近；施

37、用方法施用方法与磷矿粉相似与磷矿粉相似开采开采 磨细磨细鸟粪石鸟粪石磨细磨细鸟粪磷矿粉鸟粪磷矿粉（三）骨粉（三）骨粉兽骨加工而成；兽骨加工而成；肥效缓慢，宜作基肥；肥效缓慢，宜作基肥；宜施于酸性土壤及生长期长的作物宜施于酸性土壤及生长期长的作物生骨粉生骨粉蒸制骨粉蒸制骨粉各种骨粉的养分含量各种骨粉的养分含量名称名称氮氮/%磷磷(P2O5)/%脱酯程度脱酯程度生骨粉生骨粉蒸制骨粉蒸制骨粉脱胶骨粉脱胶骨粉3.71.80.8222933未脱酯未脱酯大部分脱酯大部分脱酯脱酯脱酯第四类：新型磷肥第四类：新型磷肥1.聚磷酸聚磷酸聚磷酸聚磷酸是一种脱水程度不同的磷酸聚合是一种脱水程度不同的磷酸聚合物，有物，

38、有焦磷酸焦磷酸(H4P2O7)，三聚磷酸三聚磷酸(H5P3O10)和和偏磷酸偏磷酸(HPO3)三种基本形式，三种基本形式，含含P2O5为为76%85%，是一种制备高浓度磷肥的原料。是一种制备高浓度磷肥的原料。用作肥料的聚磷酸铵多为低聚合度产物，其中主用作肥料的聚磷酸铵多为低聚合度产物，其中主要含要含焦磷酸铵焦磷酸铵(NH4)4P2O7、三聚磷酸铵三聚磷酸铵(NH4)5P3O10 和和四聚磷酸铵四聚磷酸铵(NH4)6P4O13，它们在水中有较高的，它们在水中有较高的溶溶解度解度(易溶易溶)。2.聚磷酸铵聚磷酸铵 是由是由聚磷酸聚磷酸或或浓磷酸浓磷酸在较高在较高温度和压力下温度和压力下氨化脱水氨化

39、脱水而得。其而得。其通式可表示为：通式可表示为：(NH4)n+2PnO3n+1，属直链型聚合物。属直链型聚合物。一般聚磷酸铵一般聚磷酸铵含含P2O5 76%85%聚磷酸铵聚磷酸铵聚磷酸铵肥料的主要优点聚磷酸铵肥料的主要优点(1)聚磷酸盐在土壤中不被植物直接吸收，而是逐聚磷酸盐在土壤中不被植物直接吸收，而是逐步水解成正磷酸盐被植物利用，因此，是一种步水解成正磷酸盐被植物利用，因此，是一种缓溶性长效肥料缓溶性长效肥料（缓溶长效，可减少土壤对磷（缓溶长效，可减少土壤对磷的固定）的固定）；(2)聚磷酸盐的螯合作用可防止悬浮液肥料中的金聚磷酸盐的螯合作用可防止悬浮液肥料中的金属杂质（如铝）形成沉淀，因而

40、有利于制成属杂质（如铝）形成沉淀，因而有利于制成高高浓度悬浮肥料浓度悬浮肥料（高效）（高效）；(3)氮、磷养分含量高，可氮、磷养分含量高，可节省节省包装、包装、运输费用运输费用。磷矿粉的加工 磷矿粉 磷矿粉是一种中性、非水溶性磷肥。它将低品位的磷矿石采用机械破碎、干燥、研磨成小于 100 目的粉末。直接施入到土壤中做为磷肥。磷矿粉中大量的是难溶性磷，少量的弱酸溶性磷，极少数水溶性磷。施在土壤中需要有一定的酸度才能够逐渐将难溶性磷转化成弱酸溶性磷和水溶性磷。一般在南方酸性土壤，主要是稻田中应用，和有机肥料混合在一起施用更好，由于磷矿粉的作物当季利用率很低，施用量需要大一些。过磷酸钙的制造 其他名

41、称其他名称:普通过磷酸钙;普钙 英文名称英文名称:ordinary/normal superphosphate single superphosphate简称SSP 理化性质：理化性质：过磷酸钙是浅灰色或深灰色的粉末，其主要成分为一水磷酸二氢钙 Ca（H 2 PO 4）2 H 2 O 和无水硫酸钙（CaSO 4）、少量的半水硫酸钙（CaSO 4 0.5H 2 O）和硅酸以及未分解的矿物等，此外还含有游离磷酸、游离水、氟硅酸、氟硅酸盐等。有效磷含量12-17%CaSO4占50-55%。含3.5-5.5%游离酸，呈微酸性PH3左右。如用氨中和游离酸，产品称为氨化过磷酸钙。有腐蚀性，易吸湿结块。过磷

42、酸钙对热不稳定，当湿度升到 120 时一水磷酸二氢钙失去结晶水转变为无水磷酸二氢钙，水溶性 P 2 O 5 逐渐减少，当温度高于 150 时无水磷酸二氢钙又失去水转化成焦磷酸钙（CaH 2 P 2 O 7），如果温度再升高焦磷酸氢钙转变为偏磷酸钙 Ca(PO 3)2 ，焦磷酸钙对作物没有肥效，偏磷酸钙属于弱酸溶性肥料。生产普钙的原料 磷矿和硫酸是生产普钙的两大原料 1）磷矿石的要求：生产三级品要求品位大于28%.磷矿粉细度为90%通过100目，含水量小于4%。三氧化二物的含量要低.一般R2O3/P2O5小于8%磷矿中镁(来自碳酸镁)含量要低,MgO/P2O5小于6%,否则增加酸耗和吸湿性、粘性

43、。磷矿中二氧化硅含量不能过高，会增加硬度，难以粉碎，以含氟量的3倍为宜，以利氟在反应中逸出。2）硫酸的要求：除了浓度要求外，另要求不含对作物生长有害的无机或有机物质。过磷酸钙生产反应原理 硫酸分解磷矿粉的化学反应分两阶段：第一阶段：由硫酸分解磷矿粉生成磷酸和半水硫酸钙。以硫酸的耗尽为终点。Ca 5 F(PO 4)3+5H 2 SO 4+2.5H 2 O 3 H 3 PO 4+5CaSO 4 0.5H 2 O+2HF +Q 这反应速度很快,只需半小时或更短.在混合器和化成的前期完成.第二阶段：未分解的磷矿粉与积累的磷酸反应生成磷酸一钙。Ca 5 F(PO 4)3+7H 3 PO 4+5H 2 O

44、 5Ca(H 2 PO 4)2 H 2 O+HF 反应是在料浆固化后开始的,在晶间包藏的液相与固体矿粉颗粒间进行.反应需要10-15天.总反应:2Ca 5 F（PO 4）3+7H 2 SO 4+3H 2 O 3Ca(H 2 PO 4）2 H 2 O+7CaSO 4+2HF +Q具体生产方法 过磷酸钙的生产分为干法和湿法两种.干法生产过磷酸钙是将磷矿石通过粉碎机和球磨机研成小于 200 目的干粉作为生产过磷酸钙的原料。在生产过磷酸钙的池中首先加入水，然后按一定比例加入硫酸，硫酸遇水后产生“开锅”现象，趁“开锅”迅速地按比例加入矿粉，加矿粉时会发现同时有大量的热气产生。当矿粉加到足够量时，所有的磷

45、矿粉被浸透，与酸水接触早的产品形成大量峰窝状，在池内存放 24 28 小时后起肥出池，出肥后再堆放 7 10 天。生产磷肥的技术关键是矿粉、酸、水的配比和填加的速度，填加的均匀度，而且要快。这种磷肥的代换性能比较好，产品的含磷量决定于磷矿粉的质量好坏，磷矿粉熟化率决定于矿粉、水、酸的比例和填加速度与堆放时间。干法制造磷肥的缺点很多，主要缺点是填加的水和酸与磷矿的比例不准确。还会对环境引起氢氟酸的污染。湿法生产普钙时矿石的粉碎过程是在有水的情况下进行，磨成矿粉的水浆物。这些水磨的磷矿浆液在很大的皮带熟化床上用硫酸熟化，边加酸、边熟化，此时产品的熟化过程还没有进行完，还需要在库房（熟化库）停放在

46、2 周继续熟化。为了提高熟化的效率，需要倒 2 3 次进一步熟化和降低水分。普钙的生成流程归纳起来分为硫酸与磷矿粉混合、料浆化成和后期熟化三个阶段.影响过磷酸钙生产质量的因素1）磷矿粉的细度和粒度：影响反应速率和磷矿分解率（=普钙中有效磷/全磷）。易分解的矿要求90%通过100目。2）硫酸用量：少了矿分解不完全，多了，产品中游离酸过多，需中和才能出厂。N=1.16*P2O5%+2.23*CO2%+0.61*Fe2O3+0.96*Al2O3%.3）硫酸浓度:决定磷矿的分解速度分解率料浆固化的快慢和产品质量指标和物理性能.目前一般用65-74%浓度.4）硫酸温度:一般用60-90 5）搅拌强度:有

47、利于反应均匀混合.6）混合时间:料浆在混合器中停留时间应以出混合器物料有一定流动性,且进入化成室能较快固化为原则.一般2-4分钟.7）化成时间:从混合器流出的稠厚料浆进入化成 室的目的是:造成一个较稳定的条件使料浆良好固化,并在较高温度下完成第一阶段反应和进行第二阶段的前期反应,大量水分和四氟化硅气体逸出.化成时间主要根据卸出的新鲜过磷酸钙的物理性能和磷矿粉分解度而定.与磷矿分解难易化成室类型有关.有皮带化成室回转化成室、链板化成室时间短,一般10-60分钟。固化不发好,物理性能差,分解率低.时间长,设备周转生产力下降.8）熟化过程：由化成室卸出的新鲜过磷酸钙，一般含有15%左右未分解的磷矿粉

48、，必须在仓库中堆置一定时间，让游离磷酸继续分解剩余磷矿粉，从而使第二阶段反应接近完成。这个过程称“熟化或陈化”。是一个游离酸降低、有效磷升高的过程。熟化温度：熟化温度降低有利，一般40-55。采用扬撒或翻堆等措施。第一次翻在进仓库2-3天后进行，第二次在4-6天后进行。熟化时间：取决于第2阶段磷矿分解率。一般熟化时间长一些，可提高产品质量。但影响周转、生产力。具体生产工艺 常规法：此法以干矿粉和稀硫酸直接混合，常用的工艺条件为：矿粉细度为90-95%过100目，硫酸浓度62-70%，温度60-85 ，混合时间2-4分钟，化成时间10-60分钟。三高一细操作法：即高浓度、高温度、高搅拌强度和细的

49、矿粉粒度进行操作。我国60末、70年代初盛行。以摩洛哥磷矿（P2O534.1%）为原料时，工艺条件为：96-99%过100目，浓度75.5-78%,温度90-140 ，采用卧式混合器，长浆线速度 为18-20m/s,短浆12-13m/s。混合13-18秒，混合器料浆温度高于130，化成时间50分钟。浓酸矿浆法：是目前我国广泛采用的方法之一。此法采用湿法磨浆，所得到矿浆与常温的93%以上浓硫酸反应生产过磷酸钙。以昆阳、开阳27.14%磷矿为原料时，采用的工艺条件为：磷矿粉84.3%过100目，矿浆水分约28%，原始硫酸浓度95-96%（相当稀释后62%），原始硫酸温度40，混合2-2。5分，料浆

50、温度120-130，化成时间20分钟，化成温度在于100，熟 化7-10天。得到产品有效磷15.3%,转化率95%。游离酸（以P2O5 计）4%。袋袋 装装 的的 过过 磷磷 酸酸 钙钙疏松状过磷酸钙质量标准（HG2740-95）项目 指标 优等品 一等品 合格品 有效磷五氧化二磷（P2O5）游离酸（以 P 2 O 5 计）含量 水分 18.0 5.0 12.0 16.0 5.5 14.0 14.0 5.5 14.0 12.0 5.5 15.0 粒状过磷酸钙质量标准 项目优等品一等品合格品III有效磷（以 P2O5 计）的质量分数/18.016.014.012.0游离酸(以 P2O5 计)的质