过磷酸钙calcium superphosphate

用硫酸处理磷矿粉制成的磷肥。又称普通过磷酸钙[Ca(H₂PO₄)₂]，简称普钙。是世界上最早工业生产的一种水溶性磷肥，既可直接使用，也可用作制造混合肥料的配料。
发展简况 1842年英国人J. B.劳斯(Lawes)取得了用硫酸酸化磷块岩工艺流程的专利。次年，他在英国建造了第一个普钙厂。此后，美国(1852年)，苏联(1868年)等国家相继建厂生产普钙，使其产量逐年增加，成为世界上最主要的磷肥品种。到20世纪40年代以后，由于重过磷酸钙、磷酸铵等高浓度磷肥的研制与发展，普钙的年产量增长速度减缓，在磷肥总产量中的比重开始呈下降趋势。1955年，普钙的产量约500万吨(按有效成分P₂O₅计，下同)，占磷肥总产量的60%以上；1972年产量为787万吨，约占磷肥总产量的35%；到1978年产量下降至740万吨。中国从20世纪50年代开始生产普钙。1983年，磷肥年产量达266.6万吨，其中，普钙约占总产量的2/3。
制造方法 硫酸分解磷矿石制造过磷酸钙的主要反应为：
2Ca₅F(PO₄)₃+7H₂SO₄+3H₂O→3Ca(H₂PO₄)₂·H₂O+7CaSO₄+2HF
实际反应分两步进行：先是硫酸与约70%的磷矿粉反应生成磷酸和硫酸钙。这一步反应可在几分钟内完成；生成的磷酸与剩余的30%磷矿粉反应生成磷酸二氢钙。这一步反应受液相扩散控制，速度很慢，要持续几天或几个星期。在生产过程中还会生成硫酸钙，酸式磷酸铁、铝、氟化氢和二氧化碳等。
反应速率和产品质量受磷矿石细度、硫酸浓度、温度和磷矿与硫酸的用量配比的影响。一般磷矿粉磨细到约90%通过100目，或60%～70%通过200目，硫酸浓度为65%～70%，温度为70℃。硫酸与磷矿的用量配比，以100份磷矿粉使用H₂SO₄的份数表示(%)。可根据磷矿粉的化学组分分析结果，按上述化学反应式进行摩尔计算，必要时也可通过实验决定。其生产流程分为以下几步：❶磷矿粉和硫酸在混合器内反应形成浆料。
❷浆料流入化成室进行固化。
❸固化后的物料移至熟化仓库，继续反应几天或几个星期，熟化后的物料打碎后即可出厂。
❹从混合反应器逸出的含氟气体，可回收、加工成氟硅酸盐或其它氟化物。
理化性质 普钙的主要成分是水溶性磷酸一钙(占总量的30%～50%)和水不溶性硫酸钙(占总量的40%～50%)。其中，有效磷含量主要取决于磷矿粉原料中P₂O₅的含量，一般为12%～20%。中国的国家规定普钙质量标准见表。

过磷酸钙质量指标

成分(%)	级 别
	特级	一级	二级	三级	四级
P2O5含量 游离酸 H2O	>20 <3.5 <8	>18 <4.0 <10	>16 >4.5 <10	>14 >5.0 <14	>12 >5.0 <14

在普钙中还含有少量游离磷酸和硫酸，非水溶性磷酸盐(如磷酸二钙、磷酸二镁、磷酸铁、磷酸铝)、硫酸盐(如硫酸铁、硫酸铝)以及硅酸、硅酸铁和氟化硅等化合物。
普钙呈粉末状，经造粒后可制成粒径为2～4毫米的颗粒磷肥，便于机械化施肥。肥料色泽因磷矿种类而异，一般为灰白、深灰或淡黄色。粉状普钙每立方米的重量约为1.2吨；颗粒状的每立方米重量为1.1吨。由于普钙中存在磷酸和硫酸等游离酸，以及磷酸一钙在进行异成分溶解时所形成的磷酸，使其普钙水溶液呈酸性反应。
普钙施入土壤后，会发生一系列化学的和物理的变化，影响肥料中有效磷的利用。一般作物当季利用率为10%～25%。中国在红壤发育的水稻土或南方冲积母质发育的水稻土上种植水稻，其利用率为7%～14%；在苏北、皖北黄潮土上小麦对过磷酸钙的利用率为8%～14%；红壤发育的水稻土上紫云英对过磷酸钙的利用率是14%～23%。
化学沉淀 主要发生在肥料颗粒周围，磷浓度高，pH值低的区域内，当普钙施入土壤后，随着磷酸一钙的异成分溶解，在施肥点周围形成高的磷酸浓度(10～20毫克/千克)和低的pH值(1.0～1.5)，促使土壤组分中所含铁、铝、钙、镁等物质的溶解，并与之发生沉淀反应，生成不同溶解度的磷酸盐。在盐基饱和度大及富含碳酸钙、镁盐的土壤中，磷酸根离子能与溶液中或吸附在胶粒上的钙、镁离子，或游离的碳酸钙结合，主要转变成二水磷酸二钙、无水磷酸二钙、磷酸八钙和羟基磷灰石。前三者中的磷对植物仍有一定的有效性，而羟基磷灰石中的磷须经较长期的风化才能为作物吸收。在酸性土壤中，磷酸与三氧化物(R₂O₃)结合，最初形成磷酸铁和磷酸铝，大多呈无定形胶态，对植物有一定肥效。但经水解、老化后，转化为晶态粉红磷铁矿(Fe-PO₄·2H₂O)和磷铝石(AlPO₄·2H₂O)，有效性降低。在土壤干湿交替的条件下，又会形成闭蓄态磷酸盐，有效性更低。
土壤吸附 土壤对磷酸根离子的吸附，是借库仑力的作用，或化学力作用引起配位基团的交换作用吸附在粘土矿物上，前者称为阴离子交换吸附(或物理吸附，（属非专性吸附），作用力较弱，所吸附的磷较易解吸，能保持磷的有效性；后者称为化学吸附(又名配位体吸附，属专性吸附)，作用力较强，所吸附的磷难解吸，不易被植物吸收，有效性差，却是土壤吸附磷的主要形式。土壤理化性状、pH值、有机质及碳酸钙含量等，均影响土壤对磷的吸附和固定。尤以无定形铁铝氧化物含量和pH值的影响最大，在土壤pH值呈微酸性至中性范围内(pH6.5～7.0)，土壤对磷的吸附和固定能力最弱，则磷的有效性最高。因土壤有机质可以掩蔽部分土壤铁铝氧化物对磷的吸附，故有机质丰富的土壤对磷的固定吸附较少。
施用技术 普钙适用于各类土壤和各种作物，可作基肥、种肥和追肥（包括根外追肥）施用。
经试验表明，当普钙施用后，绝大部分磷均集中在施肥点周围0.3～0.5厘米范围内。因此，在施用时，必须针对磷易被土壤吸附和固定、移动性小的特点，尽量减少磷肥与土壤的接触面积，并增加与根系接触机会，以提高磷的利用率。具体措施有：❶集中施用。普钙无论用作基肥、种肥或追肥，都可采用集中施用的方法。将肥料集中施于根系密集的土层中，可以提高局部土壤的供磷强度，增强磷的扩散能力，有利于根系对磷的吸收。在生产上常用的方法有沟施、穴施、蘸秧根和拌种等。若作基肥施用量较大时，还可采用分层施肥的办法，即把肥料分次在耕地时深施和在播种前结合整地浅施（或作种肥施下）。
❷与有机肥混合施用。混施后，有机肥料中腐殖质能以胶膜形态被复于硅酸盐和R₂O₃·nH₂O表面，可阻隔与H₂PO₄^-的接触，防止土壤对其吸附固定。而且，有机肥料在分解过程中产生的柠檬酸、草酸、苹果酸、酒石酸、糖醛酸等能与土壤中铁、铝、钙等离子发生螯合作用，形成具有一定稳定性的螯合物，减少了上述离子对磷的固定。
❸制成颗粒肥料施用。颗粒状普钙的表面积小，施用后，与土壤的接触面亦小，在红壤、黄壤与生草灰化土等固磷能力强的土壤上，可有效地减少对磷的固定。
❹作根外追肥。常采取叶面喷施，能防止土壤对磷的固定，对作物直接提供养分。喷施溶液浓度因作物种类、生育期、气候等条件而异，一般(如水稻、小麦等单子叶植物以及果树)为1%～3%，双子叶植物如棉花、油菜、番茄、黄瓜等为0.5%～1.0%。
❺与氮、钾肥、石灰等配合施用。为了平衡供应养分，在施用普钙的同时，需因土、因作物增施氮肥、钾肥及微肥，在酸性土壤上，配合施用石灰调整酸度，均能提高普钙的肥效。
普钙的施用量，视土壤肥力、产量指标、前作和农业技术等因素而定。在施用氮肥或氮、钾肥的基础上，每公顷施用P₂O₅ 45～135千克较经济有效，以基肥为主，配合种肥或追肥。种肥用量不宜过多，以免影响种子发芽和幼苗生长，一般每公顷P₂O₅ 15～30千克即可。作追肥时宜早施，且须根据作物生长情况确定施肥深度，以利肥效充分发挥。
储存和运输 普钙须储放在通风干燥的肥料仓库内，或有防雨、防潮的场所。普钙含游离酸，具有吸湿性，在潮湿条件下易导致水溶性磷酸一钙与其制造过程中产生的硫酸铁和硫酸铝反应，形成难溶性的磷酸铁和磷酸铝，使磷的有效性降低。此外，受潮吸湿的肥料还易结块，使物理性状变坏，给施用带来不便。普钙因有游离酸的存在，具有腐蚀性，因此，在储存、运输过程中，还须选用耐腐蚀材料作容器或包装袋。人力装卸时，须戴口罩和手套。

过磷酸钙superphosphate

又称普通过磷酸钙或过磷酸石灰，简称普钙或过石。用硫酸分解磷矿粉而制成的磷肥。含有水溶性磷酸一钙和水不溶性硫酸钙。有效磷含量为12%～20%(P₂O₅)，还有少量游离磷酸、硫酸和磷酸铁、磷酸铝、氧化硅等盐类，粉状或制成粒状，为灰白、深灰或淡黄色，酸性反应。易吸湿结块，有腐蚀性。施入土壤后，随着磷酸一钙的异成分溶解，在施肥点周围形成高的磷酸浓度(10～20 mg/kg)和低的pH值(1.0～1.5)，促使土壤组分中所含铁、铝、钙、镁等物质溶解，并与之发生化学沉淀反应，生成不同溶解度的磷酸盐，肥料中磷的有效性降低。土壤对磷酸根离子具有吸持作用。一般作物当季利用率仅为10%～25%。适用于各类土壤和植物，可作基肥、种肥和追肥施用。宜采用集中施肥和分层施肥方法，适当深施，可制成颗粒或与有机肥料混合施用，也可作根外追肥用(1%～2%的过磷酸钙溶液)。以此减少土壤固定，增加与根系接触，提高肥效。

过磷酸钙

指普通过磷酸钙和富过磷酸钙。最常用的水溶性磷肥。灰白色至深灰色的粉末。主要成分为磷酸二氢钙和硫酸钙，含五氧化二磷14%—20%。可作基肥、追肥或种肥。常用硫酸分解磷矿石的粉末，并经机械加工而得。

过磷酸钙

calcium superphosphate

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过磷酸钙

calcium superphosphate

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过磷酸钙

superphosphate;calcium superphosphate