硝酸磷肥,是指用
硝酸或以硝酸为主的混酸分解磷矿粉,经过氨化处理后生成的氮磷二元复合肥。外观为灰白色小颗粒,粒径为2〜5,具有一定的吸湿性。在生产过程中,由于磷矿品位、硝酸浓度以及工艺流程的不同,既有铵态氮,又有硝态氮,既有水溶性磷,又有枸溶性磷。由于生产工艺流程的不同,其产品的氮磷含量比例也不同。磷素中水溶性和枸溶性各占一半,这些都给施用带来了一定的困难,施用前需要了解这些产品的性能、养分形态和含量,才能做到合理施用。硝酸磷肥用在旱作上,其效果相当于
过磷酸钙。
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
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。
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。
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(见图)。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。
生产方法
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。
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。
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。
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。
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。
类别:复合肥
工艺生产
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。
硝酸磷肥是用硝酸分解磷矿粉制得磷酸和
硝酸钙溶液,然后通入氨中和磷酸,并分离硝酸钙而制成。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,我们将在中量营养元素肥料中叙述。 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。
产品规格
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。