磷酸銨類肥料

磷酸銨類肥料指的磷酸（包括多磷酸）與氨經中和反應並加工製成的氮、磷複合肥料。這是一類產量最大和最受歡迎的化肥，幾乎適用於所有的土壤和作物，有效成分濃度高，不易吸濕結塊。

基本介紹

• 中文名：磷酸銨類肥料
• 製備：磷酸與氨
• 類型：複合材料
• 適用：土壤和作物

製備原料

磷酸銨類肥料生產的原料是氨和磷酸（主要是濕法磷酸）。由於無水液氨和濃度為52%～54%P2O5的濕法磷酸以及濃度為63%～76%P2O5的多磷酸都可以作為商品進行貿易和長途運輸，所以磷酸銨肥料工廠並不一定要與合成氨廠和磷酸廠鄰近和配套生產。

品種分類

磷酸銨類肥料品種可以分為三類（見表）。①正磷酸銨類，是產量最大的一類，主要品種是磷酸二銨、磷酸一銨和兩者的混合物。②多磷酸銨，是正磷酸銨和不同聚合度磷酸銨鹽的混合物，它們多數用於製造流體複合肥料。③磷酸銨與其他氮肥配製成的複合肥料。 磷酸銨類肥料

套用領域

磷酸銨還可用作織物和纖維的阻燃劑、發酵工業中的培養液、食品添加劑和飼料添加劑、印染業的酸化劑和消防用的乾粉滅火劑配料等。磷酸銨類肥料的生產過程，是磷肥生產過程和氮肥生產中氨加工過程的結合，經濟上合理。

工藝流程

美國全國肥料發展中心於50年代末開發成功的流程是生產磷酸二銨典型的流程（見圖）。它是以濃度為38%～42%P2O5的濕法磷酸（多數工廠用濃度為52%～54%和約30%的兩種酸，後者先用於洗滌系統中逸出的含氨和粉塵的尾氣，然後再與前者混合使用）在預中和反應器內與氨反應。控制反應物料中的氨與磷酸的摩爾比約1.4(處於磷酸銨溶解度最大點)，反應熱使物料升溫達到沸點(約115℃)，並蒸發一部分水。熱的磷酸銨料漿含水16%～20%，送入轉鼓造粒機，再通入一部分氨，使物料的氨與磷酸的摩爾比接近2.0,產生的熱量又蒸發一部分水（氨與磷酸的摩爾比從1.4提高到2.0時，磷酸銨的溶解度降低而析出結晶）。反應料漿與後續工序返回的乾粉粒料一起成粒。造粒機出來的濕顆粒進入迴轉乾燥機，用熱爐氣並流乾燥。乾顆粒物料進行篩分，合格顆粒經冷卻後包裝或入庫;篩下的粉粒返回造粒機;粗粒經破碎後返回篩子。從預中和反應器、造粒機和乾燥機逸出的氨和粉塵，用稀磷酸洗滌回收，然後送回預中和反應器。用此流程也可以生產粒狀磷酸一銨（控制氨與磷酸的摩爾比在預中和器內約為0.6，造粒機內為1.0）。

近年來此流程又有改進，用一種管式反應器代替預中和反應器。氨和磷酸的反應在一根管子內進行，反應物料直接噴灑入轉鼓造粒機。這樣，可使裝置更加簡單，投資更省，還可以使用濃度更高的磷酸，減少造粒系統的返料量和乾燥機蒸發水的負荷。

60年代末，英國和美國開發了生產粉粒磷酸一銨的工藝。其特點是用高濃度磷酸（含48%～50%P2O5）在加壓反應器或在噴射反應器內用氨中和，過熱的磷酸銨料漿噴入空塔中進行自然乾燥而直接得到產品。

生產方法

磷酸與氨反應可生成磷酸一銨、磷酸二銨和磷酸三銨，前兩種穩定，後一種不穩定。當氨與磷酸的摩爾比大於2.0時，會有部分磷酸三銨生成,但在室溫下即分解成磷酸二銨和氨。 H3PO4+NH3─→NH4H2PO4

H3PO4+2NH3─→(NH4)2HPO4

為強放熱反應，反應熱用來蒸發由磷酸帶入的水分。用濕法磷酸為原料時，帶入的雜質在氨中和過程中將產生一系列副反應。硫酸與氨反應生成硫酸銨： H2SO4+2NH3─→(NH4)2SO4

氟矽酸與氨反應生成氟化銨並沉澱出矽膠： H2SiF6+6NH3+(2+n)H2O─→6NH4F+SiO2·nH2O

鐵、鋁和鎂雜質在反應中生成相應的磷酸鹽： Fe3++H3PO4+3NH3─→FePO4+3NH嬃

Al3++H3PO4+3NH3─→AlPO4+3NH嬃

Mg2++H3PO4+2NH3─→MgPO4+2NH嬃

多磷酸銨是一些聚合磷酸銨鹽的混合物。有兩類生產方法：①多磷酸與氨中和加工製成；②濃度為52%～54%P2O5的磷酸與氨中和，利用中和反應熱使反應物料在接近熔融鹽狀態下脫水，使磷酸銨聚合。

含有其他氮肥的磷酸銨類肥料的生產方法也分為兩類：①磷酸加硫酸，或磷酸加硝酸的混合酸與氨中和加工製成；②在磷酸銨生產的造粒過程中加入硫酸銨、硝酸銨、氯化銨或尿素等的乾粉料、濃料漿或熔融料。

發展狀況

20世紀20年代磷酸銨開始工業生產，但是規模很小。60年代初期，濕法磷酸的生產技術趨於完善，磷酸銨有了比較便宜的原料，生產發展十分迅速，以美國發展得最快。1968年，美國磷酸銨類肥料的產量(以P2O5計)約為磷肥總產量的一半，1981年增加到74.1%。