什么是磷酸铵类肥料?

[拼音]：linsuan'anlei feiliao

[外文]：ammonium phosphate fertilizers

磷酸（包括多磷酸）与氨经中和反应并加工制成的氮、磷复合肥料。这是一类产量最大和最受欢迎的化肥，几乎适用于所有的土壤和作物，有效成分浓度高，不易吸湿结块。磷酸铵还可用作织物和纤维的阻燃剂、发酵工业中的培养液、食品添加剂和饲料添加剂、印染业的酸化剂和消防用的干粉灭火剂配料等。磷酸铵类肥料的生产过程，是磷肥生产过程和氮肥生产中氨加工过程的结合，经济上合理。

20世纪20年代磷酸铵开始工业生产，但是规模很小。60年代初期，湿法磷酸的生产技术趋于完善，磷酸铵有了比较便宜的原料，生产发展十分迅速，以美国发展得最快。1968年，美国磷酸铵类肥料的产量(以P2O5计)约为磷肥总产量的一半，1981年增加到74.1％。

磷酸铵类肥料品种可以分为三类（见表）。

（1）正磷酸铵类，是产量最大的一类，主要品种是磷酸二铵、磷酸一铵和两者的混合物。

（2）多磷酸铵，是正磷酸铵和不同聚合度磷酸铵盐的混合物，它们多数用于制造流体复合肥料。

（3）磷酸铵与其他氮肥配制成的复合肥料。

磷酸铵类肥料生产的原料是氨和磷酸（主要是湿法磷酸）。由于无水液氨和浓度为52％～54％P2O5的湿法磷酸以及浓度为63％～76％P2O5的多磷酸都可以作为商品进行贸易和长途运输，所以磷酸铵肥料工厂并不一定要与合成氨厂和磷酸厂邻近和配套生产。

磷酸与氨反应可生成磷酸一铵、磷酸二铵和磷酸三铵，前两种稳定，后一种不稳定。当氨与磷酸的摩尔比大于2.0时，会有部分磷酸三铵生成，但在室温下即分解成磷酸二铵和氨。

H3PO4+NH3─→NH4H2PO4

H3PO4+2NH3─→(NH4)2HPO4

为强放热反应，反应热用来蒸发由磷酸带入的水分。用湿法磷酸为原料时，带入的杂质在氨中和过程中将产生一系列副反应。硫酸与氨反应生成硫酸铵：

H2SO4+2NH3─→(NH4)2SO4

氟硅酸与氨反应生成氟化铵并沉淀出硅胶：

H2SiF6+6NH3+(2+n)H2O─→6NH4F+SiO2·nH2O

铁、铝和镁杂质在反应中生成相应的磷酸盐：

Fe3++H3PO4+3NH3─→FePO4+3NH嬃

Al3++H3PO4+3NH3─→AlPO4+3NH嬃

Mg2++H3PO4+2NH3─→MgPO4+2NH嬃

多磷酸铵是一些聚合磷酸铵盐的混合物。有两类生产方法：

（1）多磷酸与氨中和加工制成；

（2）浓度为52％～54％P2O5的磷酸与氨中和，利用中和反应热使反应物料在接近熔融盐状态下脱水，使磷酸铵聚合。

含有其他氮肥的磷酸铵类肥料的生产方法也分为两类：

（1）磷酸加硫酸，或磷酸加硝酸的混合酸与氨中和加工制成；

（2）在磷酸铵生产的造粒过程中加入硫酸铵、硝酸铵、氯化铵或尿素等的干粉料、浓料浆或熔融料。

美国全国肥料发展中心于50年代末开发成功的流程是生产磷酸二铵典型的流程（见图）。

它是以浓度为38％～42％P2O5的湿法磷酸（多数工厂用浓度为52％～54％和约30％的两种酸，后者先用于洗涤系统中逸出的含氨和粉尘的尾气，然后再与前者混合使用）在预中和反应器内与氨反应。控制反应物料中的氨与磷酸的摩尔比约1.4(处于磷酸铵溶解度最大点)，反应热使物料升温达到沸点(约115℃)，并蒸发一部分水。热的磷酸铵料浆含水16％～20％，送入转鼓造粒机，再通入一部分氨，使物料的氨与磷酸的摩尔比接近2.0，产生的热量又蒸发一部分水（氨与磷酸的摩尔比从1.4提高到2.0时，磷酸铵的溶解度降低而析出结晶）。反应料浆与后续工序返回的干粉粒料一起成粒。造粒机出来的湿颗粒进入回转干燥机，用热炉气并流干燥。干颗粒物料进行筛分，合格颗粒经冷却后包装或入库;筛下的粉粒返回造粒机;粗粒经破碎后返回筛子。从预中和反应器、造粒机和干燥机逸出的氨和粉尘，用稀磷酸洗涤回收，然后送回预中和反应器。用此流程也可以生产粒状磷酸一铵（控制氨与磷酸的摩尔比在预中和器内约为0.6，造粒机内为1.0）。

近年来此流程又有改进，用一种管式反应器代替预中和反应器。氨和磷酸的反应在一根管子内进行，反应物料直接喷洒入转鼓造粒机。这样，可使装置更加简单，投资更省，还可以使用浓度更高的磷酸，减少造粒系统的返料量和干燥机蒸发水的负荷。

60年代末，英国和美国开发了生产粉粒磷酸一铵的工艺。其特点是用高浓度磷酸（含48％～50％P2O5）在加压反应器或在喷射反应器内用氨中和，过热的磷酸铵料浆喷入空塔中进行自然干燥而直接得到产品。