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[摘要]我国过磷酸钙行业面临诸多困难，但在磷肥产量和产品结构中，过磷酸钙地位依然显著，过磷酸钙对磷肥工业的发展仍起着重要的作用。本文综述了过磷酸钙的发展现状、长期存在的必要性以及发展前景。
[关键词]过磷酸钙现状前景
中图分类号：R-1 文献标识码：R 文章编号：1009―914X（2013）31―0291―01
1.低浓度过磷酸钙的现状及长存的必要性
过磷酸钙是用硫酸分解磷矿制得的以磷酸一钙Ca（H2PO4）•H2O为主体，含少量游离磷酸和其他磷酸盐（磷酸铁、铝等）的水溶性磷肥，可用其做基肥、追肥、种肥，是我国磷肥的主要品种。随着我国磷肥工业产品结构的调整，高浓度磷肥得到了突飞猛进的发展，而过磷酸钙等低浓度磷肥，其生产、销售等遇到了巨大的挑战，产能、产量呈现下降的趋势。过磷酸钙含磷量较低，属低浓度磷肥，但不是低效磷肥，其除含磷外，还含有硫、钙、镁、硅和微量元素等多种营养成分，可以由低品味的磷矿制得，生产成本低，有一定的市场需求，国内外仍有较大的市场空间。
过磷酸钙有自身的特点，使它长期存在具有必要性。第一，过磷酸钙使用低品位磷矿制得，生产成本低，销售价格低廉，与较高浓度磷肥相比，价格具有一定的优势，使得收入不太高的农民们能够承受。同时，过磷酸钙所需磷矿含磷基本上为30％以下，这些矿在高浓度磷复肥生产上不能使用，而中国的磷矿很多是贫矿，可以保证过磷酸钙生产的需要[1]，合理的利用了低品位磷矿资源；第二，过磷酸钙不仅可以直接施用，还可以作复混肥的原料[2]，引入氮肥和钾肥制备成复混肥料。中、低浓度过磷酸钙基复混肥料中磷元素主要来自过磷酸钙，因而过磷酸钙能制成满足各种的作物，适应不同土壤类型的专用肥料。第三，过磷酸钙不是低效磷肥，其除含磷外，还含有硫、钙、镁、硅和微量元素等多种营养成分，能够保证农产品的品质；第四，农民已经习惯使用过磷酸钙，过磷酸钙主要施用在北方碱性土壤；第五，磷矿是一种不可再生资源，我国磷矿资源储量虽大，但富矿较少，中低品位矿多。过磷酸钙不争抢富矿，在世界磷矿资源逐步贫化的今天尤为重；第六，生产设备制造较容易，不需要特殊的材料，设备投资较低，生产工艺较简单。
2.过磷酸钙产品的限制因素
过磷酸钙产品存在容易返潮、板结等缺点，制约了它的发展。在节能减排的政策下，由于过磷酸钙企业的生产技术还比较落后，存在污染严重、废弃物利用率低等问题，影响了过磷酸钙行业的发展[4]。努力提高过磷酸钙产品质量，是大力发展过磷酸钙的基础，可以通过浓硫酸矿粉法缩短熟化时间，改善产品质量，弥补稀酸矿粉法生产周期长缺点。过磷酸钙基复混肥料含有钙、镁、硫中量元素和铁部分微量元素，可以通过不同方法加工制成作物专用肥、药肥、腐植酸复混肥，巩固过磷酸钙的市场，减小过磷酸钙产品的限制。
3.过磷酸钙方法的优化
（1）分段加矿法：将磷矿粉分成两部分，一半较粗的或难分解的磷矿粉，另一半较细或易于分解的磷矿粉。先将较粗的矿粉与质量分数为60-65%的硫酸混合，由于硫酸过量，能将全部磷矿分解成磷酸，之后将另一半较细的或易分解的磷矿粉加入反应料浆中，后一半是在磷酸与硫酸的混酸中反应，不易生成致密性结晶膜，可以在较短的时间内使全部磷矿分解完全[5]。
（2）分段加酸法：该方法将硫酸分为两部分，先将硫酸与全部磷矿混合，这一阶段分解较快，经搅拌一定时间后，再加入另一半硫酸[6]。该方法优点是反应迅速并且所得物料物性较好，可以缩短熟化时间。
（3）提高磷矿粉细度法：多相反应的速度与反应物的比表面积成正比，磷矿与硫酸的反应属于多相反应，通过改变磷矿粉的细度，可以缩短熟化时间。
（4）混合酸处理法：在硫酸中加入少量盐酸、硝酸，可以生成一部分可溶性钙盐，改善了磷矿分解条件，获得较高的分解速率。
（5）增加硫酸用量：增加硫酸用量，可以提高反应体系中H+的浓度，若将硫酸用量提高到理论用量的125%左右，并加强搅拌，当天磷矿转化率可达92%，但产品中的游离酸含量过高，必须进行中和反应才能够使用[7]。
4．发展前景
农业是国民经济的基础，农业的发展来自化肥工业的支持。国内施用化肥量在1949年还不到肥料总投入量的0.1%，而至今已高达85%以上，说明化肥是我国农业及相关领域发展十分重要的条件和基础。随着科技的快速进步，已确定农作物生长所需的元素不仅是氮、磷、钾三大元素，还有硫、钙、镁等中量营养元素和锌、硼、钥、铜、铁、锰等微量营养元素。过磷酸钙除含磷外，还含有硫、钙、镁、硅和微量元素等多种营养成分，能够保证农产品的品质；为解决我国众多人口的粮食问题作出了非常巨大的贡献。因此，过磷酸钙将有很好的发展前景。为了改变过磷酸钙作为单一肥料的使用限制，可以将过磷酸钙提供给下游复混肥生产厂家，生产成复混肥。过磷酸钙与高浓度磷肥相比，产品有效养分的含量较低，但肥效并不低，因此，生产厂家可以通过不断降低过磷酸钙产品成本，提高产品质量，充分了解目标客户的土壤结构、种植物的种类及分布等情况，不断的巩固和扩大销售市场[4]。
5.结论
尽管高浓度磷复肥发展很快，低浓度磷肥企业的竞争力较弱，但低浓度磷肥过磷酸钙仍保持着低速增长[4]。过磷酸钙及以过磷酸钙为基础的复混肥料适合我国西北地区的气候状况、施肥习惯、土壤结构以及作物种类，由于过磷酸钙本身所具有的特性，因此具有一定的发展空间。
参考文献
[1] 詹同举.过磷酸钙的发展现状及前景[R].全国低浓度磷肥发展研讨会资料汇编.
[2] 匡国明. 我国低浓度磷肥的发展策略和过磷酸钙生产的技改方向[J]. 磷肥与复肥，2006，21（2）：26-27.
[3] 钟本和，方文茂，罗洪波，等. 过磷酸钙生产新技术的开发[J]. 磷肥与复肥，2004，19（2）：22-24.
[4] 陈玲，全炳新，李红日. 过磷酸钙的市场现状及未来发展探讨[J].基础科学，2011，7，92-93.
作者简介
张季（1991.11-），女，辽宁锦州人，郑州大学化工与能源学院2010级本科生，化学工程与工艺专业，研究方向：化学工程与工艺。
窦浩桢（１９９１．８－），男，河南平顶山，郑州大学化工与能源学院2010级本科生，化学工程与工艺专业。
位南南，女，河南周口人，化学工艺专业，生态化工方向。
（本文为（大学生创新立项国家基金支持项目）
[关键词]过磷酸钙现状前景
中图分类号：R-1 文献标识码：R 文章编号：1009―914X（2013）31―0291―01
1.低浓度过磷酸钙的现状及长存的必要性
过磷酸钙是用硫酸分解磷矿制得的以磷酸一钙Ca（H2PO4）•H2O为主体，含少量游离磷酸和其他磷酸盐（磷酸铁、铝等）的水溶性磷肥，可用其做基肥、追肥、种肥，是我国磷肥的主要品种。随着我国磷肥工业产品结构的调整，高浓度磷肥得到了突飞猛进的发展，而过磷酸钙等低浓度磷肥，其生产、销售等遇到了巨大的挑战，产能、产量呈现下降的趋势。过磷酸钙含磷量较低，属低浓度磷肥，但不是低效磷肥，其除含磷外，还含有硫、钙、镁、硅和微量元素等多种营养成分，可以由低品味的磷矿制得，生产成本低，有一定的市场需求，国内外仍有较大的市场空间。
过磷酸钙有自身的特点，使它长期存在具有必要性。第一，过磷酸钙使用低品位磷矿制得，生产成本低，销售价格低廉，与较高浓度磷肥相比，价格具有一定的优势，使得收入不太高的农民们能够承受。同时，过磷酸钙所需磷矿含磷基本上为30％以下，这些矿在高浓度磷复肥生产上不能使用，而中国的磷矿很多是贫矿，可以保证过磷酸钙生产的需要[1]，合理的利用了低品位磷矿资源；第二，过磷酸钙不仅可以直接施用，还可以作复混肥的原料[2]，引入氮肥和钾肥制备成复混肥料。中、低浓度过磷酸钙基复混肥料中磷元素主要来自过磷酸钙，因而过磷酸钙能制成满足各种的作物，适应不同土壤类型的专用肥料。第三，过磷酸钙不是低效磷肥，其除含磷外，还含有硫、钙、镁、硅和微量元素等多种营养成分，能够保证农产品的品质；第四，农民已经习惯使用过磷酸钙，过磷酸钙主要施用在北方碱性土壤；第五，磷矿是一种不可再生资源，我国磷矿资源储量虽大，但富矿较少，中低品位矿多。过磷酸钙不争抢富矿，在世界磷矿资源逐步贫化的今天尤为重；第六，生产设备制造较容易，不需要特殊的材料，设备投资较低，生产工艺较简单。
2.过磷酸钙产品的限制因素
过磷酸钙产品存在容易返潮、板结等缺点，制约了它的发展。在节能减排的政策下，由于过磷酸钙企业的生产技术还比较落后，存在污染严重、废弃物利用率低等问题，影响了过磷酸钙行业的发展[4]。努力提高过磷酸钙产品质量，是大力发展过磷酸钙的基础，可以通过浓硫酸矿粉法缩短熟化时间，改善产品质量，弥补稀酸矿粉法生产周期长缺点。过磷酸钙基复混肥料含有钙、镁、硫中量元素和铁部分微量元素，可以通过不同方法加工制成作物专用肥、药肥、腐植酸复混肥，巩固过磷酸钙的市场，减小过磷酸钙产品的限制。
3.过磷酸钙方法的优化
（1）分段加矿法：将磷矿粉分成两部分，一半较粗的或难分解的磷矿粉，另一半较细或易于分解的磷矿粉。先将较粗的矿粉与质量分数为60-65%的硫酸混合，由于硫酸过量，能将全部磷矿分解成磷酸，之后将另一半较细的或易分解的磷矿粉加入反应料浆中，后一半是在磷酸与硫酸的混酸中反应，不易生成致密性结晶膜，可以在较短的时间内使全部磷矿分解完全[5]。
（2）分段加酸法：该方法将硫酸分为两部分，先将硫酸与全部磷矿混合，这一阶段分解较快，经搅拌一定时间后，再加入另一半硫酸[6]。该方法优点是反应迅速并且所得物料物性较好，可以缩短熟化时间。
（3）提高磷矿粉细度法：多相反应的速度与反应物的比表面积成正比，磷矿与硫酸的反应属于多相反应，通过改变磷矿粉的细度，可以缩短熟化时间。
（4）混合酸处理法：在硫酸中加入少量盐酸、硝酸，可以生成一部分可溶性钙盐，改善了磷矿分解条件，获得较高的分解速率。
（5）增加硫酸用量：增加硫酸用量，可以提高反应体系中H+的浓度，若将硫酸用量提高到理论用量的125%左右，并加强搅拌，当天磷矿转化率可达92%，但产品中的游离酸含量过高，必须进行中和反应才能够使用[7]。
4．发展前景
农业是国民经济的基础，农业的发展来自化肥工业的支持。国内施用化肥量在1949年还不到肥料总投入量的0.1%，而至今已高达85%以上，说明化肥是我国农业及相关领域发展十分重要的条件和基础。随着科技的快速进步，已确定农作物生长所需的元素不仅是氮、磷、钾三大元素，还有硫、钙、镁等中量营养元素和锌、硼、钥、铜、铁、锰等微量营养元素。过磷酸钙除含磷外，还含有硫、钙、镁、硅和微量元素等多种营养成分，能够保证农产品的品质；为解决我国众多人口的粮食问题作出了非常巨大的贡献。因此，过磷酸钙将有很好的发展前景。为了改变过磷酸钙作为单一肥料的使用限制，可以将过磷酸钙提供给下游复混肥生产厂家，生产成复混肥。过磷酸钙与高浓度磷肥相比，产品有效养分的含量较低，但肥效并不低，因此，生产厂家可以通过不断降低过磷酸钙产品成本，提高产品质量，充分了解目标客户的土壤结构、种植物的种类及分布等情况，不断的巩固和扩大销售市场[4]。
5.结论
尽管高浓度磷复肥发展很快，低浓度磷肥企业的竞争力较弱，但低浓度磷肥过磷酸钙仍保持着低速增长[4]。过磷酸钙及以过磷酸钙为基础的复混肥料适合我国西北地区的气候状况、施肥习惯、土壤结构以及作物种类，由于过磷酸钙本身所具有的特性，因此具有一定的发展空间。
参考文献
[1] 詹同举.过磷酸钙的发展现状及前景[R].全国低浓度磷肥发展研讨会资料汇编.
[2] 匡国明. 我国低浓度磷肥的发展策略和过磷酸钙生产的技改方向[J]. 磷肥与复肥，2006，21（2）：26-27.
[3] 钟本和，方文茂，罗洪波，等. 过磷酸钙生产新技术的开发[J]. 磷肥与复肥，2004，19（2）：22-24.
[4] 陈玲，全炳新，李红日. 过磷酸钙的市场现状及未来发展探讨[J].基础科学，2011，7，92-93.
作者简介
张季（1991.11-），女，辽宁锦州人，郑州大学化工与能源学院2010级本科生，化学工程与工艺专业，研究方向：化学工程与工艺。
窦浩桢（１９９１．８－），男，河南平顶山，郑州大学化工与能源学院2010级本科生，化学工程与工艺专业。
位南南，女，河南周口人，化学工艺专业，生态化工方向。
（本文为（大学生创新立项国家基金支持项目）