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磷化学化工 参考书目： 1.张允湘，磷肥及复合肥料工艺学，化学工业出版社，2008. 2.吴佩芝，湿法磷酸，化学工业出版社，1987. 3.陈五平，无机化工工艺学，中册，化学工业出版社，2001. 第一章 概 论 1 化学肥料在农业上的重要应用 1.1 概述 作物需要量最多的三大营养元素：N、P、K 。 较少的中量营养元素：S、Fe、Mg等。 极少的微量元素：Zn、Mn、Cu、Mo、B等。 各元素在作物的生命代谢中个有其独特作用，不能相互替代。 如N、S、P是组成蛋白质的成分，在作物体内的氧化还原作用上，P不能替代S，而在碳水化合物形成转化过程中S 又不能替代P 。 化肥进入土壤主要以离子状态被作物吸收。 作物吸收的N主要指NH4+、NO3-态的氮； H2PO4-最易被作物吸收，HPO42-次之，PO3-和 P2O74-也可吸收； 钾主要以K+进入作物。 1.2 发展磷肥对我国农业增产的重要性 13亿人口，占世界人口22%。而耕地占7%。提高 粮食单产是最有效的措施之一。 农业生产是一个能量和物质的转化与循环过程。 在各种能量和物质的投入中，化肥约占50%，对农 业增产所起作用约占40%。 我国磷肥、钾肥的产量与施用均不足，施用化肥 的氮、磷、钾比例严重失调，多氮、少磷和钾现象严 重，这为农业增产的一大障碍。 最近统计 国产化肥的氮、磷、钾比例为： N : P2O5 : K2O = 1 : 0.31 : 0.013 我国农业部门提出的要求： N : P2O5 : K2O = 1 : 0.37 : 0.25 国际水平为： N : P2O5 : K2O = 1 : 0.5 : 0.4 我国18亿亩耕地中严重缺磷（土壤中速效磷5mg/L,or5ppm)，中等缺磷（10ppm)的约占三分之二。 2 磷肥工业发展简述 2.1 世界磷肥工业发展 1. 初创时期 1842年Murray and Lawes提出了普钙生产专利。 1854年世界上第一个普钙厂在英国的Ipswich建立。 生产原料为兽骨。 约1867 ～ 1868年美国Baltimoe6开始改用磷矿。 湿法磷酸开始于1850 ～ 1852。 热法磷酸在1890年始建于美国Wednesfild. 2.初步发展时期 1900—1950，为磷肥工业初步发展时期。磷肥生 产中以连续发取代间歇法。 1915，美国Dorr在一组预分解槽中分解磷矿，在一组稠厚器中逆流洗涤石膏，实现了湿法磷酸的 连续操作。 20世纪初，过磷酸钙也实现了连续生产。 新的磷肥品种不断涌现是这一时期的特点之一。高浓度复合肥料开始问世。首先是硝酸磷肥，而 磷铵的直接中和法尚在研究中。 3.讯速发展时期 20世纪50年代以来是磷肥发展全盛时期。 显著特点是产量迅速增加，以磷铵为代表的高浓、 度磷肥的新工艺、新品种、新技术不断涌现。 （1）产量大幅度增加 19世纪40年代到20世纪40年代，磷肥年产量最高仅达约300万吨P2O5。之后60年，从1946年的275万吨P2O5增加到2006年的3678万吨P2O5。 世界磷肥生产主要集中在磷矿资源丰富地区，有 北美、非洲、前苏联、中国等地。 磷肥生产也主要集中在美国、俄罗斯、哈萨克斯 坦、摩洛哥、中国等。 世界化肥品种仍以高浓度为主。近十年磷铵产量 增加了60%以上。 （2）以磷酸铵为代表的高浓度磷肥发展迅速 磷酸铵是一种适用于所有土壤和作物且增产效 果显著的高浓度氮磷复肥（含磷高，有P2O540）， 是当今磷复肥工业的主导产品。 磷铵生产过程简单、产品浓度高、造粒性好，且所 含磷绝大部分呈水溶性。 60年代初，美国TVA和英国SAI分别开始用湿法磷 酸生产磷酸二铵（DAP）和磷酸一铵（MAP）。 2006年世界磷铵产量达2086万吨P2O5。其中DAP 为1265万吨P2O5，占60.6%；MAP为821万吨 P2O5，占39.4。 早期生产的磷铵肥料主要为MAP. DAP含氮量高，20 世纪50年代发展很快。1954 年，第一个以湿法磷酸为原料生产DAP的工厂在密 苏里州农民联合企业投产。 DAP为磷铵产品中最主要品种。 氮磷复肥中另议重要品种为硝酸磷肥（NP),主要 生产于硫资源缺乏的欧洲，生产工艺以冷冻法为主。现在世界上主要采用挪威Norsk Hydro Comp