聚磷酸銨：液體肥中的佼佼者

□上海化工研究院化肥所陳明良

聚磷酸銨：液體肥中的佼佼者

□上海化工研究院化肥所陳明良

聚磷酸銨是一種含N和P的聚磷酸鹽，簡稱APP。按其聚合度大小，可分為低聚、中聚和高聚3種。當聚合度在20以下，叫做低聚，是水溶性的，聚合度在50以上叫做高聚，可作為阻燃劑。在80年代，考慮到價格、成本等因素，低聚水溶性APP主要是在纖維素材料如紙張、木材等阻燃上用。高聚合度聚磷酸銨廣泛應用于膨脹型防火涂料、聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、環氧樹脂、橡膠制品、纖維板及干粉滅火劑等，是一種使用安全的高效氮磷系非鹵消煙阻燃劑。

環保高效的液體肥料

作為肥料用的聚磷酸銨聚合度通常為5-18，短鏈全水溶，包含磷酸銨、焦磷酸銨、三聚磷酸銨和四聚磷酸銨等多種聚磷酸銨，聚合度更高、鏈更長的聚磷酸銨只有少量存在。聚磷酸銨肥料具有以下優點：一是氮、磷養分含量高，pH值近中性，作物使用安全系數高；二是溶解度大，可配置磷含量較高的液體肥料，結晶溫度較低，生產使用方便；三是對金屬離子有螯合作用，可防止溶液中磷與金屬雜質形成沉淀，在液體肥料中添加微量元素，有利于制成高濃度高品質的液體肥料，磷素不易被土壤中的鐵、鈣等金屬離子固定，可以絡合水中的微量鈣和鎂，在北方水鈣較高的硬水區域使用，不會出現以工業磷酸一銨為原料時的堵滴管噴頭現象；四是在土壤中雖然不被植物直接吸收，但可以在土壤中緩慢水解成正磷酸鹽，然后被植物利用，磷利用率相對比較高，是一種長效肥料。

在生產工藝上，低聚聚磷酸銨常用的生產方法有：一是過磷酸-氨中和法，過磷酸（105%-115%H3PO4)來源是關鍵。可以采用熱法過磷酸，得到產品質量好、品級高。也可以使用濕法磷酸濃縮得到的濕法過磷酸，然后再與氨中和，濕法過磷酸生產與磷礦雜質有關，美國是濕法磷酸直接濃縮得到，成本相對較低。我國磷礦雜質含量高、難于濃縮，須濕法磷酸凈化后再濃縮得到，成本和能耗均較高；二是磷酸與尿素縮合法，主要有3個方法。其一是用磷酸與尿素直接反應，即一定摩爾配比的磷酸和尿素(1∶1-1.4)加入到反應釜中混合熔解，然后進入沸騰床沸騰聚合，控制沸騰床內氨壓和反應溫度（160℃-180℃），物料聚合固化、保溫最后冷卻出料得到松脆的白色產物，經粉碎至需要的粒度后得到產品。在反應中尿素既是氨源又起到縮聚劑的作用，所得產品是粉狀固體。溫度、時間、配比很關鍵。其二，磷酸脲縮合法，溫度控制在140℃-160℃，先制備磷酸脲，再磷酸脲熱解。磷酸與尿素在一定條件下反應生成復鹽磷酸脲，磷酸脲在一定工藝條件下熱解槽中熱解，粘稠物料冷卻得到大塊狀白色產物，所得產品為尿素多磷酸銨，但固化時間長，固體產品很粘，不方便使用。熱解的粘稠物料也可以流入水槽中溶解，直接生產13-30-0的氮磷液體肥料，pH值呈中性，水溶液清澈透明，可在常溫下長期放置，低溫時會析出白色沉淀物，加熱攪拌可溶解。其三是磷酸脲-尿素縮合法，即以一定配比的磷酸脲和尿素（尿素是縮合劑和氨化劑）為原料在一定溫度下縮合，得到的粉狀產品，物性較好，產品的氮磷含量也較高。

上海化工研究院1985年開始進行磷酸脲及其衍生物—尿素多磷酸銨的研究，從磷酸脲的相圖、以濕法磷酸和熱法磷酸為原料制造磷酸脲和磷酸脲熱解實驗室試驗和小型中試、500噸/年尿素-多磷酸銨生產裝置一直到產品作為高端水溶性肥料、葉面肥和纖維類材料阻燃劑應用試驗和產品推廣。當時其主要應用市場是水溶性阻燃劑。

提質增產效果佳

磷酸脲是磷酸與尿素在一定條件下反應生成的磷酸復鹽，其溶解度隨溫度變化比較大，可用冷凍，也可用真空。生產過程簡單。

磷酸脲是具有多種用途的磷酸鹽：首先是品質良好的酸性肥料，所含尿素不會被尿酶迅速分解，提高了N利用率；磷素由于尿素的絡合作用，不易被土壤所固定，磷的利用率較高。其次是反芻類動物理想的飼料添加劑，對動物的致毒量為尿素的1.5-2倍，牛羊喂磷酸脲后泌乳量可增加11%，體重增加15%-30%，抗病力增強，死亡率降低。再次，磷酸脲經熱處理可得其衍生物尿素―多磷酸銨，50%以上的P2O5為多磷酸鹽，是一種很好的高濃度氮磷液體肥料和性能良好的磷氮系阻燃劑。最后可作為凈化磷酸的一種方法，磷酸脲用硝酸、草酸處理，便可得凈化磷酸和硝酸脲或草酸脲，該凈化磷酸再進一步處理可得食品級磷酸。

水溶性聚磷酸銨也曾作為液體肥料進行過應用試驗。如新疆烏魯木齊郊區的堿性土壤用聚磷酸銨液肥對黃麻皮哈密瓜進行根施的肥效，高于等養分含量的固體磷酸二銨，其增產效果高出3.0%-8.4%，每畝多產228-254公斤甜瓜，并可提高作物的品質，使含糖量提高約3.2%。通過試驗發現，液體肥比固體肥容易摻和，易施用，施用后均勻度高于固體肥，聚磷酸銨的酸性（pH為5.92）有利于肥效的提高，肥效高于等營養元素含量的固體肥料磷酸二銨，增產明顯，肥料利用率也相應提高。

據了解，在上海郊縣的中性或微堿性土壤上，聚磷酸銨對大麥、油菜、番茄、草莓等作物進行葉面噴施與噴水(空白)相比，一般增產幅度為10%-30%，肥效顯著，其中大麥增產18%，油菜增產19%，番茄平均增產21.7%，草莓平均增產18%，而且大大地改善了作物的品質和抵抗病蟲害的能力，可謂豐產豐收。以液肥對花卉作葉面噴施結果表明，草本科植物效果更明顯，將其稀釋成0.5%-1.0%稀溶液，對各種花卉都可澆施和噴施，既經濟又方便。

本版編輯:賈然然 電話:010-63744189 nzzk2001@163.com