磷矿粉ground rock phosphate

磨细至规定细度的含磷矿物粉末。难溶性磷肥的一种，肥效稳定而持久。
发展简况 1818年法国发现磷矿石矿床并在局部地区施用；19世纪下叶苏联开始开采利用磷灰土，并进行了田间肥效试验；随后阿尔及利亚、摩洛哥等国家也先后利用磷矿粉作肥料。在较长阶段里，磷矿粉约占世界磷肥总消费量的10%左右，施用量最多的国家是前苏联，20世纪70年代初已达108万吨(P₂O₅)，占该国当时磷肥用量的1/4强。其次为美国、德国、法国、巴西以及非洲一些盛产磷矿的国家。在中国，磷矿的开采利用较晚，1919年才首次发现江苏锦屏磷矿，1938年和1947年先后探明了云南昆阳和安徽凤台两个磷矿。自1949年以来，发现磷矿资源遍及26个省（自治区），但富矿集中在云南、贵州、四川、湖北和湖南等省。约占全国总储量的80%。磷矿粉在中国直接利用始于昆阳磷矿发现之前，因为它对荞麦的效果特别显著，当地农民称之为“荞土”。第一个磷矿粉的肥效试验是在1939年于重庆西坪山黄壤上进行的。大量的试验研究和示范推广则在1949年以后的40余年间。
理化性质 磷矿物按其成矿起源可分为火成岩、变质岩和沉积岩三类。前两者可选性好，通过浮选，可得高品位精矿，如俄罗斯科拉半岛磷矿，南非帕拉博瓦磷矿和中国锦屏磷矿，黄麦岭磷矿等。工业开采的约85%是海相沉积磷矿，其中有美国佛罗里达磷矿、摩洛哥磷矿，以及中国云南滇池磷矿，贵州开阳磷矿，湖北荆襄磷矿等规模较大的生产基地。多数的磷矿物是氟磷灰石，其纯矿物的组分是Ca₁₀(PO₄)₆Fe₂，但纯氟磷灰石较少见，一般矿物的组分具有不同程度的同晶置换现象，如镁、锶和钠取代钙，氢氧根和氯取代氟；碳酸根加氟可取代磷酸根，砷和钒可取代磷等。具有取代组分和结构的氟磷灰石称为细晶磷灰石或碳磷矿石，它的实验表达式为：

Ca₁₀-a-bNaαMgb(PO₄)₆-x(CO₃)xF₀.₄xF₂

式中 a、b和x分别为钠、镁和碳酸根的摩尔含量。因此，在磷矿粉中除氟磷灰石外，还存在羟磷灰石[Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂]、氯磷灰石[Ca₁₀(PO₄)₆·Cl₂]以及碳磷灰石[Ca₁₀(PO₄)₆CO₃或CaCO₃·3Ca₃(PO₄)₂·CaF₂]等含磷矿物，全磷含量变幅大，一般为15%～35%P2O5。天然磷矿中还含有多种伴生矿物，如石灰石、白云石、石英、蛋白石、长石或云母等硅矿物和碳酸盐矿物。某些沉积岩起源的磷矿粉中还含有粘土和有机质等杂质。由中国川西磷酸钙铁铝类矿床制备的磷矿粉中还含有锶、硫等物质。
磷矿粉呈灰色或灰褐色粉末，一般细度要求是90%的粉体通过100目筛孔，最大粒径为0.149毫米，每立方米肥料重为1.7～1.8吨，呈中性或微碱性反应，所含磷酸盐不溶于水，少量能溶于2%柠檬酸溶液中，枸溶率通常为10%～25%，枸溶率越高，直接施用的效果越好。
磷矿粉的利用 施肥效果与磷矿的结晶性状，土壤性质和作物吸收能力等因素密切相关。
结晶性状 磷矿的结晶性质是决定磷矿粉相对肥效高低的内在因子。通过电子显微镜观察中国的几种典型磷矿（见图）:原生的或沉积变质的磷矿，结晶完整，结构致密，单晶大小一般在3～10微米，枸溶率低；而次生沉积的磷块岩晶体结构疏松，晶形模糊，单晶<0.5毫米，枸溶率高，后者直接施用的相对肥效高于前者。在形成矿物晶格过程中，CO^2-₃对PO^3-₄的同晶置换程度影响着磷灰石的晶体结构及其物理和化学的稳定性。磷灰石晶格中的CO32-含量与磷矿粉的相对肥效呈正相关。磷灰石晶粒的比表面积，也是衡量有效度的一个重要指标。同晶置换作用增大，晶粒变小，比表面积增大，枸溶率增高，直接施用的效果提高。下表是中国几种重要类型的磷矿粉在酸性和强酸性土壤上相对效果。
土壤性质 磷矿粉施入土壤后，其难溶性磷酸盐，在化学、物理化学及生物因素的作用下，逐渐转化成有效磷。在磷供应不足的土壤上，影响磷矿粉肥效的主要的是酸碱度。根据氟磷灰石的溶度积、磷酸的解离常数和假设土壤溶液中钙和氟的可能活度，在理论上可推算出磷灰石施入土壤以后溶液中磷酸离子(H₂PO^-₄)浓度与土壤pH值，其关系为pH₂PO^-₄＝2pH-5.18。这表明，土壤溶液中的磷酸离子浓度与氢离子浓度呈对数直线关系，土壤pH值愈低，愈有利于磷灰石的溶解。因此，在缺磷酸性土壤上施用磷矿粉常能表现出明显的肥效。但是，当土壤pH值低于5.3～5.4时，铁铝离子的浓度迅速增加，会使已经溶解的磷酸离子重新形成磷酸铁、铝沉淀。土壤液相中的磷酸离子浓度降低，可见在强酸性土壤上仍要注意调节土壤pH值，才有利于提高磷矿粉的肥效。盐基饱和度低的土壤对钙的亲和力高，可促进磷矿粉的溶解，易于发挥其肥效。此外，土壤阳离子交换量(CEC)、粘土矿物类型及土壤熟化度等也在不同程度上影响着磷矿粉在土壤中的转化。一般而言，土壤CEC大的酸性粘土，含蒙脱石粘土矿物的土壤、熟化度低的新垦荒地，磷矿粉中磷的释放比在相同pH条件下交换量小的砂土，含高岭石粘土矿物为主的土壤以及熟化度高的土壤为快，肥效也明显。

几种典型磷矿的电子显微镜照片

不同磷矿粉对不同作物的当季相对肥效
(以过磷酸钙为100)

代表作物	溶⌢ 洞可 型给 磷性 矿极 强 ⌣	凤⌢ 台可 型给 磷性 矿强 ⌣	昆⌢ 阳可 型给 磷性 矿中 等 ⌣	湖⌢ 北可 型给 磷性 矿弱 ⌣	锦⌢ 屏可 型给 磷性 矿极 弱 ⌣
油菜、萝卜、荞麦 黄豆、豌豆、花生 玉米 小麦、谷子 水稻	100～115 100± 100± 50～90 50～90	90～100 75～95 60～80 40～80 40～70	70～90 55～75 40～60 20～45 25～50	50～75 未定 20～30 10± 10～20	10～40 10～20 <10 <10 <10

作物的吸收能力 不同作物对磷矿粉具有不同的吸收能力。植物含钙量和根系表面对钙离子结合键能，根系阳离子交换量，根分泌物的酸度或根系细胞质的酸度以及根部有否菌根均与植物对磷矿粉分解和吸收磷的能力有关。中国科学院南京土壤研究所采用以施用过磷酸钙或钙镁磷肥的产量为100，中等供磷强度的磷矿粉的产量为基准，平均相对增产百分数的方法，将植物对磷矿粉的吸收能力划分成三种类型：❶吸收能力强的植物，萝卜、油菜、荞麦、苕子、豌豆和蝴蝶豆等热带绿肥，磷矿粉第一年的相对肥效在70%～80%;
❷吸收能力中等的植物，大豆、饭豆、紫云英、花生、猪屎豆、田菁、玉米、马铃薯、芝麻和胡枝子等，相对肥效在40%～70%;
❸吸收能力弱的植物，谷子、小麦、黑麦、燕麦和水稻等，相对肥效在15%～30%。
在中国南方，多年生经济林木、果树如橡胶、油茶、茶树、柑橘等，对磷矿粉的利用能力亦较强。因此，凡对磷矿粉中磷吸收能力强的植物，施用磷矿粉将获得良好肥效。
施用技术 磷矿粉宜作基肥，不宜作种肥和追肥。作基肥时，一般撒施后结合耕翻深施入土中。施于果树或经济林木上，可采用环形施肥法。用量主要取决于全磷量及其可给性，一般用量为每公顷750～1500千克。
磷矿粉宜与过磷酸钙、硫酸铵、氯化钾等酸性肥料或生理酸性肥料混合施用，借助酸性来促进难溶性磷酸盐的溶解，以提高肥效。与过磷酸钙配合施用时，不仅有利于磷矿粉有效化还可使养分迟速兼备，改善作物苗期的土壤供磷状况。在强酸性土壤上施用磷矿粉应配施适量石灰、草木灰等碱性肥料。以减少溶解出来的磷酸离子重新被土壤中铁、铝所沉淀。
磷矿粉具有较长的后效，例如橡胶上施用磷矿粉，在开始3年，它的增产效益为过磷酸钙的1/2～2/3，后5年间，前者超过后者1倍以上。磷不易流失，若连续几年施用磷矿粉，土壤中磷就会富集，因此，连续施用几年后，可停用一个时期(一般2～3年)。
贮存和运输 磷矿粉不吸湿，不潮解，无腐蚀性，性质稳定，大多用散装形式进行贮存和运输，库房不足时，也可露地堆放，但需用芦席、塑料薄膜等覆盖防风、防雨。磷矿粉散落性好，但易起粉尘，人力装卸和施用时，须戴口罩。

磷矿粉apatite powder

由磷灰石经机械加工磨细而成的磷肥。磷矿粉中的含磷化合物以氟磷灰石[Ca₁₀(PO₄)₂·F]为主，属难溶性磷肥。全磷含量(P₂O₅)决定于磷灰石的品位，一般为10%～15%。枸溶性磷含量(P₂O₅)为1%～5%。如果生成磷灰石矿，属晶质磷矿石，结构致密，结晶完整，溶解度低，磨细后直接施用效果差，宜作加工其他磷肥的原料。另一种磷矿石，含CaCO₃量高的磷灰土为次生磷酸盐矿，是非晶质的，结构疏松，其中所含的磷有效性较高，磨成粉后宜直接用作肥料，要求细度为80%通过0.152 mm筛孔，应施于酸性土壤和对难溶性磷酸盐吸收能力强的植物，如荞麦、豆科作物和果树、林木等。用作基肥，可与有机肥料混合堆腐后施用，以增加肥效，有较长的后效。