65. Химическое связывание (поглощение) фосфора в разных почвах, показать на примерах, его роль в питании растения фосфором.

а) фосфаты кальция типа гидроксил-фторапатита — малорастворимы в слабощелочной и нейтральной среде, но делаются подвижными по мере

ее подкисления;

б) фосфаты полуторных окислов,-преимущественно основного типа,— тем менее растворимы, чем больше в них отношение металлов к фосфору и чем ниже рН C—3,5); при повышении рН эти соединения начинают переходить в раствор;

в) фосфаты щелочей, моно- и дикальциевые (магниевые) фосфаты —

г) фосфаты тяжелых металлов сравнительно легко подвергаются гидролизу.

66. Ассортимент фосфорных удобрений, группы фосфорных удобрений по растворимости в воде и других растворителях.

Фосфорные удобрения в зависимости от растворимости и до­ступности для растений делят на три группы:

1. Содержащие фосфор в водорастворимой форме —

А) Простой суперфосфат;

Б) Двойной суперфосфат.

(фосфор этих удобрений хорошо доступен растениям);

2. Содержащие фосфор, нерастворимый в воде, но растворимый в слабых кислотах (в 2%-ной лимонной кислоте) —

А) Преципитат,

Б) Томасшлак,

В) Мартеновский фосфатшлак,

Г) Обесфторенный фосфат (фосфор этих удобрений доступен растениям);

Содержат 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).

67. Суперфосфат простои (порошковидный, гранулированный), его состав, производство, взаимодействие с почвой .

Фосфорное удобрение, содержащее фосфор главным образом в виде водорастворимого монокальиийфосфата, 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 сельскохозяйственной опытной станции.

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

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), ;i фтористый водород улетучи­вается и улавливается:

[Са₃(Р0₄)₂]₃ · CaF₂ + 7H₂S0₄ + ЗН₂0 = 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 + 10H₂S0₄ = 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 двузамешенный фосфат кальция (преципитат):

[Са₃(Р0₄)₂]₃ · CaF₂ + 4H,S0₄ + 12Н₂0 = 6СаНР0₄ 2Н₂0 + 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 Р.0₅ малопригодны для переработки в суперфосфат. Из апатитового концентрата производят суперфосфат с содержанием не менее 19% нитраторастворимого фосфора. В высшем сорте его содер­жится 19.5 %.

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

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

Свободная фосфорная кислота в суперфосфате препятствует образованию гипса (CaS0₄ · 2Н₂О). Поэтому сульфат кальция ос­тается безводным или присоединясь! лишь одну молекулу воды на две молекулы CaS0₄.

Конечным продуктом производства является порошковидный су­перфосфат. Это вещество светло-серого цвета, с характерным за­пахом фосфорной кислоты. Обладаем 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 Р,0, 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 %.

Грануляцию суперфосфата осуществляют в длинных (7,5 м) вращающихся барабанах, в которых порошковидный суперфосфат увлажняется (до 16% влаги) и при вращении барабана окатывает­ся, приобретая форму круглых мелких плотных комочков — гра­нул разного размера. После высушивания при умеренной темпе­ратуре гранулят сортируют для удаления мелких частиц диаметром меньше 1 мм, а также частиц более 4 мм. Получается гранулиро­ванное удобрение с размером частиц от 1 до 4 мм в диаметре. Бо­лее крупные гранулы размельчают и вместе с мелкими («ретур») направляют на повторное гранулирование с новой партией порошковидного суперфосфата. Ретур выполняет роль центров об­разования новых гранул.

В процессе грануляции свободную фосфорную кислоту в зна­чительной мере нейтрализуют, добавляя аммиак, известь или фос­форит. При использовании аммиака получают аммонизирован­ный суперфосфат с содержанием азота 1,5—3 %. Если для нейтра­лизации используют фосфоритную муку, то содержание фосфора в удобрении повышается до 20—22 %. Одновременно происходит и небольшое уменьшение относительного содержания в удобре­нии водорастворимого фосфора.