Фосфорные удобрения, содержащие фосфорные соединения, нерастворимые в воде, но растворимые в слабых кислотах

Преципитат (дикальций фосфат) СаНРО₄∙2Н₂Осодержит 25-35% Р₂О₅ в зависимости от исходного фосфатного сырья. Это белый или светло-серый порошок, обладающий хорошими физическими свойствами (не слеживается и хорошо рассеивается). Фосфорная кислота преципитата растворяется в лимоннокислом аммонии и доступна растениям.

Это фосфорное удобрение получается осаждением фосфорной кислоты известковым «молоком» или мелом (количество известкового «молока» при осаждении строго регулируется, так как при его избытке может получиться трикальцийфосфат, менее доступный для растений):

Н₃Р0₄ + Са(ОН)₂ = СаНР0₄-2Н₂0.

Затем преципитат отделяют от жидкости и осторожно сушат при температуре не более 100°, так как может быть потеряна кристаллизационная вода, что понизит растворимость преципитата и доступность его растениям.

Томасшлак содержит фосфор в основном в виде тетракальций-фосфата (4СаО∙Р₂О₅ или Са₄Р₂О₉) или силикокарнатита (Са₄Р₂О₉∙CaSiО₃). По стандарту в нем должно быть не менее 14% лимонно-растворимой Р₂О₅. Это щелочное удобрение, получаемое размолом побочного продукта (шлака) переработки богатых фосфором чугунов по щелочному методу на сталь и железо. Примесь фосфора снижает качество последних. Для освобождения металла от фосфора при плавке чугуна добавляют СаО, который связывает образующийся Р₂0₅. Фосфор окисляется при температуре 1800-2000° до Р₂0₅. Связывание Р₂0₅ приводит к образованию известковых солей фосфорной кислоты. Эти соединения вместе с кремнекислым кальцием и другими примесями всплывают на поверхность металла в виде шлака. Его сливают, а после остывания дробят и размалывают и в таком виде применяют в качестве фосфорного удобрения. При большом количестве SiО₂ в основном образуется двойная соль тетракальциевого фосфата и кремнекислого кальция - силикокарнатита, а при недостатке SiО₂ преобладает тетракальцийфосфат. Обе соли растворимы в лимоннокислом аммиаке и 2%-й лимонной кислоте. Лимонно-растворимой Р₂О₅ в томасшлаке содержится 75-90% от общего содержания. В его состав входят также соединения железа, алюминия, магния, марганца, молибдена, ванадия и других элементов.

Термофосфатысодержат 18-34% P₂O₅, производятся путем сплавления или спекания природных фосфатов (фосфоритов или апатитов) со щелочными солями (содой, поташем и др.), с природными щелочными силикатами, металлургическими шлаками, известью, кварцем и другими соединениями. В этом случае труднодоступная фосфорная кислота переходит в растворимую в лимонной кислоте. Температура плавления термофосфатов 1000-1200°С. При высокотемпературной обработке разрушается кристаллическая решетка фосфата, выделяется фтор; фосфор природных фосфатов переходит в усвояемый растениями трикальцийфосфат 3СаО∙Р₂О₅ и другие соединения. Аморфная форма трикальцийфосфата получается и поддерживается стабильно при температуре 1180°С. С понижением температуры эта форма переходит в кристаллическую, плохо усвояемую растениями. Для уменьшения такого перехода реакционную массу быстро охлаждают.

По составу и свойствам термофосфаты близки к соединениям, содержащимся в томасшлаке. Термофосфаты, полученные сплавлением со щелочными солями, хорошо растворяются в лимонной кислоте и растворе лимоннокислого аммиака и обладают даже лучшей доступностью для растений, чем томасшлак. Преимущество этого способа приготовления фосфорного удобрения заключается в том, что для этого могут быть использованы низкопроцентные фосфориты и апатиты, непригодные для производства суперфосфатов.

Обесфторенные фосфаты Са₃(РО₄)₂ содержат 28-32% лимонно-растворимой Р₂О₅. Производят из апатита путем обработки водяным паром его смеси с небольшим количеством песка (2-3% кремнезема) при температуре 1400-1450°С. При такой обработке происходят разрушение кристаллической решетки фторапатита, удаление значительного количества фтора (до 90%) и переход фосфора в усвояемые для растений формы в виде лимонно-растворимого трикальцийфосфата и др. Удобрение, обладает хорошими физическими свойствами. По содержанию P₂O₅ удобрение относится к концентрированным фосфорным тукам. При основном внесении это удобрение на дерново-подзолистых и черноземных почвах не уступает суперфосфату. Обесфторенные фосфаты могут быть добыты из фосфоритов Каратау. В этом случае получаются удобрения, содержащие 20-22% лимонно-растворимой Р₂О₅. Обесфторенный фосфат применяется и для минеральной подкормки животных.

Костяная мука - побочный продукт переработки костей. Жир извлекается бензином, а обезжиренные кости обрабатываются паром под давлением 1,5-2 атм. с последующей промывкой водой для извлечения клея. Получается обезжиренная и обесклеенная костяная масса, которую подвергают обработке соляной кислотой. При этом способе минеральные вещества Са₃(РО₄)₂, Mg₃(PО₄)₂ и другие растворяются, остается мягкий остов, состоящий из оссеина. При нагревании с водой оссеин дает высококачественный клей (желатин). Фосфорная кислота из солянокислого раствора осаждается «известковым молоком» в виде преципитата по уравнению: Н₃РО₄ + Са(ОН)₂ = СаНРО₄∙2Н₂0.

Обезжиренная и обесклеенная костяная мука содержит 30-35% Р₂О₅ и до 1 % азота. Соединения фосфорной кислоты в костяной муке находятся в форме, нерастворимой в воде, однако более доступной для растений, чем фосфор фосфоритной муки. На эффективность костяной муки оказывает влияние кислотность почвы. На почвах даже со слабой кислотностью костяная мука оказывает хорошее действие на урожай различных культур.

Плавленый фосфат магния содержит 20% Р₂О₅ в лимонно-растворимой форме и около 12% MgO. Получают его сплавлением фосфорита с силикатным оливинитом или серпентинитом, которые содержат магний. Применять это удобрение лучше на супесчаных почвах, на которых культуры хорошо отзываются на магний.

Красный фосфор (229% Р₂О₅) представляет интерес как перспективное удобрение. Он может стать самым высококонцентрированным фосфорным удобрением. Для окисления его в почве необходимо применять одновременно катализатор (например, медь, около 1% от веса фосфора). На дерново-подзолистой почве, спустя уже три недели после заделки, 20% красного фосфора переходят в соединения, доступные злакам. По эффективности он не уступает суперфосфату, а в последействии превосходит его.