单过磷酸钙：生产和应用

单过磷酸钙 (SSP) 是第一种商业矿物肥料。正是由于它，现代植物营养产业的发展才开始。直到最近，过磷酸钙还是最常用的肥料。

然而，目前生产的其他磷肥（例如重过磷酸钙）由于其磷含量相对较低而逐渐取代单过磷酸钙。成品过磷酸钙是一种松散的粉末或灰色颗粒。其主要成分为磷酸二氢钙（Ca(H 2 PO 4 ) 2 ·H 2 O）和硫酸钙（CaSO 4 ·0,5H 2 O）。当然，单过磷酸钙还包括各种混合物，例如磷酸铁和磷酸铝、二氧化硅或磷酸。所有类型的过磷酸钙都含有相同的成分，只是比例不同。

过磷酸钙是最简单、最常用的磷肥。它们易溶于水，有利于植物对磷的吸收。这类肥料可用于所有类型的土壤和所有类型的作物，以及草地和牧场，因此被称为通用肥料。它们应该在播种前施用，最好与钾盐结合使用，在钾盐存在下它们是最有效的。磷是植物最重要的营养元素之一，缺磷表现为植物僵硬、易折断、缺乏光泽，叶子也可能出现红变。应该记住，磷肥主要影响作物的质量，而不是其丰度。

生产过磷酸钙所需原料
生产过磷酸钙主要使用磷矿和磷灰石。磷矿是化学或有机来源的沉积岩，主要由磷酸盐组成（它们含有 12% 至 40% 的 P 2 O 5）。反过来，磷灰石是主要源自火山的矿物。磷矿是由于海水中磷酸钙沉淀而形成的。这些岩石最大的矿床位于北美、乌克兰、俄罗斯、阿尔及利亚、突尼斯和埃及。在波兰，巴兹基山脉和圣十字山脉的郊区发现了磷矿。不幸的是，这些矿藏的开采在 20 世纪 70 年代停止了。生产过磷酸钙所需的另一种非常重要的原材料是硫酸。因此，硫酸厂和过磷酸钙厂的位置最好尽可能靠近。这允许消除极其困难且昂贵的H 2 SO 4传输过程。现代生产磷肥的工厂通常建在生产硫酸的设施附近。

单过磷酸钙的生产
硫酸与氟磷灰石作用制备过磷酸钙是一个复杂的多相过程。反应主要发生在扩散区。第一阶段是磷酸盐原料的制备，包括将其颗粒破碎至小于 0.16 毫米的尺寸。与该过程并行，可以进行硫酸的稀释（高达约68%）和冷却。H 2 SO 4的温度根据所用原料的类型而变化。通常，磷矿的温度约为 30-40°C，磷灰石的温度约为 60-70°C。切碎的磷原料被输送到秤上并吸入连续混合器中。

随后引入硫酸。获得单过磷酸钙的下一阶段是机械混合所有成分。此时，初始磷矿分布已经开始。混合后，混合器中的内容物被转移到连续反应室中，在那里发生凝固和硬化过程。在后期，过磷酸钙被研磨，然后储存在约 35-40°C 的温度下。准备好的物质“成熟”约 2-3 周，届时磷酸盐分解反应完成。在成熟周期中，SSP中游离磷酸含量下降，P 2 O 5量减少（被植物很好地吸收）增加。在仓库中混合过磷酸钙进一步加速了这一过程。

最后阶段是过磷酸钙造粒。这是一个极其重要的过程，因为它会影响最终产品的物理性能。整个造粒阶段在旋转造粒鼓中进行。粉末状的过磷酸钙被喷洒以使其湿润，滚筒的旋转导致形成各种尺寸的颗粒。制备好的产品经最终干燥后，分离成不同粒度的部分，并装入纸袋中。单过磷酸钙中的磷含量通常为16-20%，以P 2 0 5表示。

过磷酸钙生产过程中建筑材料的选择
为了正确地进行过磷酸钙的生产过程，选择正确的设备构造材料非常重要。由于最终产品中使用硫酸且存在氟化氢，因此该过程中使用的仪器必须耐酸。单过磷酸钙的生产是在衬有铅、硬 PVC 或聚四氟乙烯的罐中进行的。此过程中使用的所有线圈均由耐酸钢或铅制成（但是，现代装置中不再使用铅）。此外，由于过程中会排放氟化氢，因此使用防腐保护（例如橡胶或福莱特）非常重要。