Phân được sản xuất từ các loại quặng chứa phôtpho (chủ yếu là phôtphorit và apatit), xương động vật và cả những cặn bã công nghiệp luyện kim giàu hợp chất
của phôtpho.
Thành phần của P trong phân lân được biểu thị bằng %P2O5 so với khối lượng
chung. Dựa vào tính tan trong các dung môi khác nhau, có thể chia phân lân thành 3 loại chính:
+ Loại thứ nhất: gồm những phân lân dễ tan trong nước như supephôtphat, amôni phôtphat …
+ Loại thứ hai: tan trong axit yếu như phân lân kết tủa (prexipitat), lân nung chảy, lân khử flo …
+ Loại thứ ba: phân lân khó tan như bột phôtphorit, phân xương …
Nếu dựa vào nguồn gốc và phương pháp chế biến, có thể chia phân lân thành 2 loại chính: phân lân tự nhiên và phân lân chế biến.
1. Phân lân tự nhiên: là phân lân khai thác từ mỏ lên, không qua chế biến
bằng phương pháp hoá học. Phân lân tự nhiên có 2 loại: apatit ([Ca3(PO4)2]3CaR2
với R là F, Cl hoặc OH-) và phôtphorit hay phôtphat nộiđịa.
* Tính chất:
- Apatit và phôtphorit đều khó tan. Phôtphorit dễ tan hơn apatit.
- Apatit có màu xanh và bột phôtphorit thường có màu nâu như đất. Tỉ lệ P2O5
trong apatit khá cao.
- Trong môi trường chua, apatit dần dần phân giải:
2[Ca3(PO4)2]3CaF2 + 8H2CO3 12CaHPO4 + 8CaCO3 + 4HF 2CaHPO4 + H2CO3 Ca(H2PO4)2 + CaCO3
Phôtphorit cũng có quá trình phân giải tương tự: Ca3(PO4)2 + H2CO3 2CaHPO4 + CaCO3 2CaHPO4 + H2CO3 Ca(H2PO4)2 + CaCO3
* Sử dụng:
- Do phân lân tự nhiên khó tan nên chỉ dùng để bón lót và bón lót sớm.
- Để phát huy tác dụng của phân lân tự nhiên, trước khi bón nên ủ chung với
phân chuồng khoảng 30 – 50 ngày, phân chuồng sẽ tiết ra một số axit hữu cơ có tác dụng làm cho apatit trở nên dễ tan hơn.
- Phân lân tự nhiên tác dụng rõ ở đất chua. Đất có độ chua thuỷ phân nhỏ hơn 2,5mđl/100g đất, tác dụng của phân lân tự nhiên không rõ, nhưng khi độ chua thuỷ
phân lớn hơn 2,5mđl/100g đất thì tác dụng của phôtphorit nhiều khi gần bằng
supephôtphat.
- Có thể trộn chung phôtphorit và apatit với các loại phân amôni clorua, amôni sunfat và những loại phân chua khác, để phát huy tác dụng của chúng. Cũng có thể
trộn chúng với supephôtphat để đảm bảo có lân dễ tiêu trong khi cây còn nhỏ chưa sử dụng được lân khó tiêu.
2. Supephôtphat (phân lân bông lúa)
* Thành phần và tính chất:
Supephôtphat dễ tan trong nước và ít hút nước, được điều chế bằng cách cho H2SO4 tác dụng với phôtphorit hay apatit:
Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 + 5H2O Ca(H2PO4)2.H2O + 2(CaSO4.2H2O) 3Ca3(PO4)2.CaF2 + 7H2SO4 + 17H2O 3(Ca(H2PO4)2.H2O) + 7(CaSO4.2H2O) + 2HF (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Thành phần chủ yếu của supephôtphat là Ca(H2PO4)2 và CaSO4 (thạch cao). Trong khi tác dụng với axit, một phần của phân lân tự nhiên không được axit tác dụng một cách triệt để nên chỉ biến thành CaHPO4, một phần khác bị CaSO4 bao lại
nên vẫn còn nằm dưới dạng của Ca3(PO4)2. Ngoài ra, trong supephôtphat thường có các tạp chất khác như sắt, nhôm, silic …
Supephôtphat công nghiệp có tính axit là do trong thành phần còn có H2SO4, thành phần thay đổi tuỳ theo quặng dùng để sản xuất.
Supephôtphat Lâm Thao có thành phần hoá học như sau:
P2O5 tổng số 20,69% Al2O3 0,71% P2O5 có hiệu lực 17,40% Fe2O3 0,95% H2SO4 tự do 4,90% SiO2 3,87%
Độẩm 13,10% MgO 1,21% F 0,80% Cl 0,08%
* Biến hoá của supephôtphat trong đất:
Sau khi bón vào đất, supephôtphat rất dễ bị thoái hoá và trở nên khó tan.
- Ở đất chua, nếu có nhiều Fe3+ và Al3+ thì supephôtphat dễ tan có khả năng biến thành phôtphat khó tan:
Al2(SO4)3 + Ca(H2PO4)2 2AlPO4 + CaSO4 + 2H2SO4 2AlCl3 + Ca(H2PO4)2 2AlPO4 + CaCl2 + 4HCl
Nhôm ở trạng thái hấp phụ cũng có thể làm cho supephôtphat trở nên khó tan: Ca2+
Al3+ H+
KĐ + Ca(H2PO4)2 KĐ H+ + 2AlPO4 Al3+ H+
H+
- Ở đất kiềm bão hoà canxi, supephôtphat cũng bị thoái hoá thành dạng
Ca3(PO4)2 không tan:
Ca(H2PO4)2 + 2CaCO3 Ca3(PO4)2 + 2H2CO3 Ca(H2PO4)2 + 2Ca(HCO3)2 Ca3(PO4)2 + 4H2CO3 Ca2+ Ca2+
Ca2+ H+ Ca2+ Ca2+
KĐ + 2CaHPO4 KĐ H+ + 2Ca3(PO4)2 Ca2+ H+
Như vậy, supephôtphat chỉ dễ tan trong dung dịch hơi chua hoặc trung tính. Nếu đất quá chua và quá kiềm thì supephôtphat sẽ bị kết tủa, thoái hoá.
* Sử dụng:
- Ở đất chua có sắt, nhôm di động nhiều làm cho phân lân dễ bị kết tủa, do vậy
cần phải bón vôi để trung hoà độ chua trước, hoặc có thể dùng các loại phân rẻ tiền
như phôtphorit, apatit … để bón hoặc dùng phôtphat khó tan bón lót trước, còn supephôtphat thì bón theo hàng, lúc gieo hạt.
- Ở đất phù sa ít chua nghèo lân, hiệu lực của supephôtphat cũng rất cao. - Ở đất phù sa trung tính, giàu lân, hiệu lực của supephôtphat thấp.
- Ở đất chua, nhiều mùn, không thoát nước (đất lúa) nên dùng phôtphat tự
nhiên hay dùng lân nung chảy để thay thế supephôtphat. Bởi vì trong môi trường
khử (thiếu oxi) của đất lúa nước, Fe3+ dễ chuyển thành Fe2+, phôtphat thường ở
dạng Fe3(PO4)2 dễ tan, do vậy mà nhu cầu về phân lân dễ tiêu không cấp thiết lắm. Ngoài ra, trong supephôtphat có nhiều ion SO42- cókhả năng bị khử thành H2S, làm năng suất lúa bị giảm xuống.
- Hiệu lực của phân lân tăng lên rõ rệt khi bón supephôtphat kết hợp với phân (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
đạm.
3. Supephôtphat kép
Supephôtphat kép là loại phân lân dễ tiêu, không chứa thạch cao. Hàm lượng
P2O5 trong supephôtphat kép chiếm tỉ lệ 44 – 48%. Supephôtphat kép được điều chế qua 2 giai đoạn: + Điều chế H3PO4:
Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 + 6H2O 2H3PO4 + 3(CaSO4.2H2O)
[Ca3(PO4)2]3CaF2 + 10H2SO4 + 20H2O 6H3PO4 + 10(CaSO4.2H2O) + 2HF + Cho H3PO4 tác dụng lại với Ca3(PO4)2 hoặc [Ca3(PO4)2]3CaF2:
Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 + 3H2O 3(Ca(H2PO4)2.H2O)
[Ca3(PO4)2]3CaF2 + 14H3PO4 + 10H2O 10(Ca(H2PO4)2.H2O) + 2HF
Supephôtphat kép có tỉ lệ P2O5 cao hơn so với supephôtphat đơn nên tiện lợi
Đối với đất kiềm, tác dụng của supephôtphat kép không bằng supephôtphat
đơn vì thiếu CaSO4. Supephôtphat kép dùng tốt với các cây họ đậu, khoai tây.
4. Phân lân thuỷ tinh và phân lân nước ót
Phân lân thuỷ tinh còn được gọi là phân lân nhiệt luyện hoặc lân nung chảy, lân cao nhiệt canxi magie phôtphat, thường có màu xanh óng ánh như mảnh thuỷ
tinh.
- Điều chế phân lân thuỷ tinh bằng cách cho phôtphat thiên nhiên trộn với các loại đá kiềm như xecpentin (H2Mg2Si2O3) hoặc đôlômit (Ca,Mg(CO3)2) rồi nung hỗn hợp ở nhiệt độ cao (14000C). Sau đó để nguội rồi nghiền nhỏ.
- Phân lân thuỷ tinh ít hút ẩm, dễ bảo quản, có phản ứng kiềm, khó thoái hoá và tan trong axit yếu (phù hợp vớiđiều kiện đất và khí hậu nước ta).
- Hàm lượng P2O5 trong phân lân thuỷ tinh là 17 – 25%, tan được trong dung dịch 2% axit xitric. Trong phân lân thuỷ tinh còn có CaO, MgO, SiO2 … và các nguyên tố vi lượng cần thiết cho cây trồng như Cu, Mn, Co …
Ở những vùng gần biển không có đá xecpentin, đôlômit, người ta nung lân tự
nhiên với nước bã ruộng muối ở 600 – 7000C để có phân lân nước ót (so với phân lân thuỷ tinh thì chất lượng kém hơn). Nước bã ruộng muối (nước ót) ngoài NaCl còn có Na2SO4, MgSO4, KCl, KBr, KI. Thành phần trung bình của loại này như
sau:
P2O5 11,36% MgO 28,4% CaO 13,6% K2O 5,2%
5. Các loại phân lân khác
a) Phân lân kết tủa: còn gọi là prexipitat, có màu trắng, nhẹ, xốp, nhìn qua rất
dễ nhầm với vôi. Phân lân kết tủa ít tan trong nước nhưng dễ tan trong axit yếu, thường chứa 32 – 42%P2O5.
Phân lân kết tủa được sản xuất qua 2 giai đoạn: điều chế axit phôtphoric rồi
sau đó cho H3PO4 tác dụng với vôi để tạo ra CaHPO4 kết tủa.
P2O5 trong phân lân kết tủa ít bị thoái hoá, nên trên đất chua phân này có tác dụng trội hơn supephôtphat, tuy nhiên ở đất trung tính thì hiệu lực lại kém hơn supephôtphat. Lân kết tủa có ít tạp chất, tan được trong axit yếu nên hiệu lực của nó cao hơn lân tự nhiên.
b) Amôni phôtphat: là loại phân có cả 2 nguyên tố dinh dưỡng cần thiết: N và P. Loại phân này được điều chế bằng cách cho H3PO4 tác dụng với amôniăc, do vậy
; (NH4)2HPO4 P2O5 = 53,35% và N = 21,07%; NH4H2PO4 P2O5 = 60,0% và N = 12,0%.
(NH4)3PO4 không bền, dễ phân huỷ thành NH3.(NH4)2HPO4, nhưng đến nhiệt độ 700C thì cũng phân huỷ, chỉ có NH4H2PO4 là bền vững nhất nên thường được (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
dùng làm phân bón.
Amôni phôtphat ít hút ẩm và rất dễ tan, P2O5 chiếm tỉ lệ cao (85 – 90%) nhưng tỉ lệđạm ít nên thường phải bón kết hợp thêm phân đạm.