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重过磷酸钙

一种酸法磷肥,由磷酸分解磷矿粉制成的高浓度磷肥,含P2O542%~46%,为普通过磷酸钙的2~3倍,但不含硫酸钙。主要组分是磷酸二氢钙(即磷酸一钙)的水合物Ca(H2PO4)2·H2O和少量游离的磷酸。外观为灰色或灰白色粉料,有吸湿性,受潮后易结块。也可制成颗粒。可作为基肥、追肥和种肥施用,或作为制造含N、Mn、P、Mo等元素的复合肥料的配料。

19世纪70年代初,重过磷酸钙在德国第一次实现工业化生产,产品用作制糖工业的净化剂。但直到20世纪50年代磷酸开始迅速发展,重过磷酸钙才得到发展。自1965年以来,世界年产量(以P2O5计)为5.5~6.5Mt,占磷肥总产量的15%~20%。

制造重过磷酸钙的原料是磷矿粉和磷酸。原料中所含的铁、铝和镁杂质对生产过程和产品质量影响很大,含量过高时,会使产品和生产过程中的中间物料粘结,使物料流动和装卸、运输困难;磷酸中铁、铝、镁离子浓度过高,磷酸中氢离子活性降低,因而分解磷矿的能力也降低。

生产重过磷酸钙的主要反应式为:

Ca10F2(PO4)6+14H3PO4+10H2O─→10Ca(H2PO4)2·H2O+2HF

磷矿与磷酸的用量配比,可根据需要控制产品中五氧化二磷与氧化钙的摩尔比来实现,通常为 0.95~1.0(质量比为2.41~2.54)。经济上最佳的配比,需要根据实验决定。

粉状重过磷酸钙的生产过程与过磷酸钙相似。磷矿粉的细度较生产过磷酸钙的更细,一般要求80%~90%通过 200目。浓度(含P2O5)为48%~52%、温度为60~70°C的磷酸与磷矿粉反应0.5~3min,料浆在化成室内停留5~20min,固化物料经切碎后送至熟化仓库,熟化3~4周后即可出厂。

一种直接制造粒状重过磷酸钙的生产方法,从20世纪60年代初开始被广泛采用。浓度为38%~40%的磷酸在2~3个串联的、用蒸汽加热的搅拌式反应器内反应30~120min,温度90~100°C。反应料浆送入造粒机内,与后系统返回的细粒料在造粒机内造粒,再经干燥和筛分,制得粒状产品,粒径约2~4mm(见图)。

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