Агрохимия

содержащие фосфор, нерастворимый в воде, плохо растворимый в слабых кислотах, полностью растворимый в сильных кислотах (серной, азотной) — фосфоритная мука, костная мука (фосфор этих удобрений труднодоступен для большинства растений).

5.2.6. УДОБРЕНИЯ, СОДЕРЖАЩИЕ ФОСФОР В ВОДОРАСТВОРИМОЙ ФОРМЕ

Суперфосфат простой. Это фосфорное удобрение, содержащее фосфор главным образом в виде водорастворимого монокальций-фосфата, частично в виде свободной фосфорной кислоты и цитраторастворимого двузамещенного фосфата кальция. Принцип получения суперфосфата предложен Ю. Либихом. Первый завод по его производству был построен в Англии в 1843 г. Лоозом, основателем Ротамстедской сельскохозяйственной опытной станции.

Вследствие простоты и относительной дешевизны производства суперфосфат стал основным фосфорным удобрением универсального типа во всем мире.

Получают это удобрение разложением природных фосфатов — апатитового концентрата или фосфоритной муки концентрированной (57 % и выше) серной кислотой. В результате образуются в основном однозамещенный водорастворимый фосфат кальция и безводный сульфат кальция (гипс), а фтористый водород улетучивается и улавливается: [Са₃(Р0₄)₂]₃ • CaF, + 7H₂S0₄ + 3H₂0 = ЗСа(Н₂Р0₄)₂ • Н₂0 + 7CaS0₄ + 2HF.

Образующийся гипс не отделяется, а остается в составе удобрения и занимает около 40 % его массы.

Наряду с основной реакцией между фторапатитом и серной кислотой происходят и другие. Так, в местах, где из-за несовершенства перемешивания накапливается некоторый избыток серной кислоты, фторапатит разлагается полностью с образованием фосфорной кислоты, сульфата кальция и фтористого водорода:

[Са₃(Р0₄)₂]₃ • CaF₂ + 10H₂SO₄ = 6Н₃Р0₄ + 10CaSO₄ + 2HF.

Вследствие этого в конечном продукте всегда присутствует 5,0—5,5 % свободной фосфорной кислоты. Она обусловливает повышенную кислотность суперфосфата и его высокую гигроскопичность.

В некоторых местах реагирующей массы из-за неполного перемешивания получается недостаток серной кислоты, и в результате образуется двузамещенный фосфат кальция (преципитат):

[Са₃(Р0₄)₂]₃ • CaF₂ + 4H₂S0₄ + 12Н,0 = 6СаНР0₄ • 2Н,0 + 4CaS0₄ + 2HF.

Для получения суперфосфата берут почти одинаковые количества фосфатного сырья и серной кислоты, поэтому концентрация фосфора в суперфосфате почти в 2 раза меньше, чем в исходном сырье. По этой причине фосфориты с низким содержанием Р₂0₅ малопригодны для переработки в суперфосфат. Из апатитового концентрата производят суперфосфат с содержанием не менее 19 % цитраторастворимого фосфора. В высшем сорте его содержится 19,5 %.

Большая часть фосфора (88—98 %) в суперфосфате находится в усвояемых растениями соединениях: водорастворимых — моно-кальцийфосфат и фосфорная кислота (на их долю приходится 75— 90 % усвояемого фосфора) и цитраторастворимых — дикальций-фосфат (на его долю приходится 10—25 % усвояемого фосфора).

Кроме указанных соединений в суперфосфате присутствуют небольшая часть неразложившегося трикалыдийфосфата и некоторое количество фосфатов железа и алюминия.

Свободная фосфорная кислота в суперфосфате препятствует образованию гипса (CaS0₄ • 2Н₂0). Поэтому сульфат кальция остается безводным или присоединяет лишь одну молекулу воды на две молекулы CaS0₄.

Конечным продуктом производства является порошковидный суперфосфат. Это вещество светло-серого цвета, с характерным запахом фосфорной кислоты. Обладает рядом неблагоприятных физических и химических свойств. Наличие в продукте свободной фосфорной кислоты обусловливает его высокие гигроскопичность и влажность (по стандарту содержание влаги в удобрении не должно превышать 12—15%). При хранении и транспортировке порошковидный суперфосфат слеживается, быстро теряет сыпучесть и рассеиваемость. Все это создает значительные трудности при его внесении в почву, в особенности комбинированными агрегатами — зернотуковыми сеялками. Кроме того, внесенный в почву порошковидный суперфосфат при взаимодействии с почвой быстро подвергается химическому поглощению, т. е. превращению его водорастворимых форм в нерастворимые в воде и менее доступные для растений.

Все эти недостатки в значительной мере устраняются при переработке порошковидного суперфосфата в гранулированный. Поэтому в настоящее время промышленность выпускает суперфосфат гранулированный.

Гранулированный суперфосфат в отличие от порошковидного не комкуется и не слеживается, обладает повышенным содержанием Р₂0₅ и пониженной влажностью; его можно вносить в почву с помощью зернотуковых сеялок. В результате медленного растворения гранул в почвенной влаге и значительного уменьшения площади контакта частиц удобрения и почвы существенно снижается химическое связывание водорастворимых соединений удобрения.

В процессе грануляции свободная фосфорная кислота нейтрализуется и суперфосфат высушивается, поэтому количество фосфорной кислоты в нем снижается до 1—2,5 %, а влаги — до 1—4 %.