1990年世界湿法磷酸总产量为2739万吨Pps,以后逐年下降,至1993年时为2288 万吨P。O。。磷化工和磷复肥的生产,基本上是以湿法磷酸来衡量的。它多半为二水物工艺。随 着磷矿的大量开发利用,副产磷石膏也将与日俱增。（湿法生产磷酸,生产1吨PSOS副产5吨 磷石膏）。以往美国是将磷石膏排人大海,现受国际环保法限制,大都作回填矿坑或堆积处置;前 苏联磷石膏的利用率也仅在7％左右。我国副产的磷石膏,1995年的产量已超过1000万吨 ,而且逐渐发展以湿法磷酸为主的大型磷化工联合企业,则磷石膏的产量也将日渐增多。即使大量 投人环保费用,仍不容易解决,势必要影响到企业效益和社会效益。磷石膏的质量和组成与所用的 磷矿和工艺流程有关。它的主要组成是硫酸钙,还有一定的POg、F一、Fe’”、AI’”及 未分解的磷矿粉和酸不溶物等。二水物流程制得湿法磷酸所副产的硫酸钙（CaSO。·ZH。O ）,受上述杂质的限制而影响其利用途径。有些国家将其用于制墙粉、石膏板、水泥掺合剂;制硫 酸按;开发制硫酸和水泥联合流程等。其共同缺点是杂质太多:难以制得纯品,含水分约40％, 在脱水时要消耗大量能源”-呈HF或a形态随SO。逸出,将毒害催化剂和污染环境;PO广的 存在会严重影响水泥质量。我国虽已有数十年的研究开发历史,并从国外引进10万吨/年的大型 磷石膏制硫酸的生产装置,但今天仍没有大型生产厂的正常运行先例。针对我国磷石膏副产品日益 增多的情况,本文重点论述它在农业上的利用,以求消除其对环境的污染,并提高企业效益和社会 效益。l磷石膏的基本性状现对磷石膏与农业有关的性状加以探讨。1.1磷石膏中全属离子的影 响磷石膏水溶液中有害金属离子含量列于表1。磷石膏酸分解液中的有害金属离子含量列于表2。 表1磷石膏水溶淹中有官全同口子含且（mg/L）金属离子CdAsP卜CiSeTiAI磷石 膏水溶液0.0070.0130.0013.080D.0163.0830.449表2＄石 膏区分解菠中有害全屑离子台叩（mg几）加热至沸,冷却后过滤,测定滤液中离子含量金瞩离子 CdA吕p卜CrSeTiAI磷石膏酸分解液3.1653.03C3.09C1.40C0. 0197.05C372.8下面来探讨磷石膏作为添加剂加人尿素或碳铰中施人田间,或直接施 人田间,是否会给土壤带来污染的问题。根据表卫、表2所列数据,结注:①称取5克磷石膏样, 加人100ml10％的HCI,合有关资料列于表3表3国外和上海地区重全周污染数据（mg /L）土壤金属离于标准CdZnCuP卜Cr上海土壤背景平均日本土壤背景平均美国土埂背景 平均O.亚3q0.4000.33076.800132.0051.30023.50052 .00016:50021.3003互.90021.70064.60070.0005巳0 0O上海菜区土oA@＆o未污染
0.2893.000103.300＊＊o.口＊ 035.900填＊0.o口037.1001000.00C85.400500.000灌溉 水A@正常0.0050.0100.0500.5000.1001.000B、 Zn、Fe、Mo、Mn工u属植物的微量营养元有害金属离子。表4为磷石膏中营养元素离子含 素,但含量超过该土壤作物所需的极限,就变为量测定值。表4＄石育中植物营奔元索涮定值（m g/L）营养元素KNacaMgFeMnZnMOCO磷石膏水溶液51丑8.80580.8 094.350.010.270.320.300.07磷石膏酸分解液豆57.ZO互95. 7O5605.20240.70297.00了074.170.290.08从上述数据来看 ,磷石膏水溶液和酸分解液H。PO.‘-石O.’含量分别达450.omg几和910.中的 重金属污染值与美、日和上海地区的土壤背omg八,对改善植物营养有不小的作用。景值相比, 均属安全范围,故它直接施肥或以肥1.2磷石膏中有害物质的影响料添加剂形式施用于田间,应 该说是安全的。其中国农科院土肥所对山东副产的磷石膏进水溶液中的主要阴离子含量较高。其中 C188.行了分析,并以农用污染物控制标准进行对照SPPm,对作物还未达到危害。而其中 的（见表5）。表5＄石膏中有窗元亲与土坯标准彻g八）——CdHgP卜CrAsBCuZn NiF磷石膏中曼量玉.5且0.3634.5220.6818.6g2.412巳3329. 22痕635.7C土坟＆oPH<6.5土壤DH>6.5十＄品K＄＄igZgZ二二二＄x 二表6＄石膏对各小麦及厂玉朱产且的影响（kg/亩作物土壤倔心吕用置tk灯亩）WM500 IUUU2000冬小麦渤十91.7二＊0.口qRq.92774婢抉仆蝴十110.122 2.0351.4354.8夏玉米硼干42O.459R.0AIR.56习）6蟀抉仆渤干3 50.456人2570.9578.4。为照顾我国农业上的习惯用法,土地面积单位用“亩” 。下同。表5可知,磷石膏中可能有害元素含量远低于《污染物质控制标准》规定的水平。其中氟 含量,各国尚无较为合理的标准。前苏联农用磷石膏标准规定含F为0.3％以下,表5中列出F 含量为0.064％,也远远低于前苏联标准。磷石膏的F含量远低于过磷酸钙中的F含量（2％ ）,后者施用于农田的历史有一百多年至今未见F的毒害。由此可见磷石膏更不会危及农作物。中 国农科院土肥所还进行了大量施用磷石膏的田间试验,以观察冬小麦和夏玉米的产量（表6）以及 小麦籽粒中的有害元素的积累（表7）。从表6可见,大量磷石膏施人田间,对小麦和玉米不仅无 害,而且还使产量骤增。表7＄石膏对小麦籽粒中氟、汞、砷含量的影响污染元素控制标推磷石官 用量（ho/亩）对照100020004000③砷汞<5.000<0.700<0.020 二.8990.0630,0042.0920.0630.0052.9030.0630。0 063.540为50.sing/kg,随着施用量的增加,小麦籽粒中氟也在增加,但仍能控 制在允许范围之内。如果施用量较小的条件下,还可起到保健作用。我们推广用量是100kg/ 亩～200kg/亩,故可认为长期连续使用而无污染危害,而且水溶性氟进人土壤后会与Ca‘ “等阳离子化合成沉淀而消除污染。磷矿制湿法磷酸过程中,放射性钒（V）、针（Th）进人磷 酸中,镭（226Ra）留在磷石膏中,而锅（Cd）是污染元素,因此Mays和Mortre dt等专家对它们在粮食中的积累进行了研究。结果证明,放射性物质和镐的吸收,对粮食中的积 累,都在允许范围之内。2磷石膏用于改良盐碱地盐碱地的形成主要是土壤积盐作用的结果,对农 作物的危害,表现在盐害与碱害。如将土壤中对作物危害较大的可溶性盐类转化为危害性小的盐类 ,则达到了改良土壤的目的。利用磷石膏中的Ca’”和土壤中游离的碳酸氢钠、碳酸钠作用,生 成碳酸氢钙、磷酸钙和硫酸钠以降低土壤碱性,消除碳酸盐对作物的毒害。同时,钙离子也可代换 上壤胶体上的钠离子,使钠一粘土变成钙一粘上,其化学反应为:Na。CO3+CaSO.rt CaCO+Na。SO.ZN。HCO3+C。SO4taCS（HCO3）2+N。zSO4（ 土壤胶体）ZNa++CaSO。ie（土壤胶体）Ca‘++Na。SO。由此可见,施用磷石 膏后,可以降低土壤中的碱害,改善物理性状,加强上壤生物的活性,促进养分转化,补充活性钙 ,增强土壤的抗碱能力。又由于磷石膏均含有一定的磷素,因此,在缺磷的盐碱地施用,兼有磷肥 的增产效果。原苏联早在70年代开始,用磷石膏代替纯石膏改良盐碱地,并作为基本建设的一项 重要措施。当nH为9的盐碱地,每亩施用磷石膏300kg～1600kg,平均三年回收成本 ,改土效果延续8年～10年。我国采用磷石膏改良盐碱地起步较晚,但也有些地区和单位作了许 多工作,如江苏的徐州、盐城,内蒙古的巴盟和山东德州地区等,都取得了良好的效果。我国有大 面积的盐碱荒地,利用磷石膏来改良内陆盐碱地和滨海盐渍土有广阔的前景。3磷石膏作为硫、钙 、硅肥的作用3.1硫肥作用有人认为,硫在土壤中是和N、P。O。、Kp并列的第4种植物营 养元素,土壤中氮硫比例卜1,磷硫比例3:1为宜。作物缺硫主要表现为茎叶浅黄、主茎矮小纤 细,生长缓慢,成熟期延迟等。硫是固氮酶系统的组成部分,为豆科植物固氮所必需,施用磷石膏 有助于豆科植物形成根瘤,增加固氮量和种子产量。经过研究,我国南方酸性土壤有效硫的临界值 为10ms/ks,也有提出N侣比值作为指标的,如豆科植物的N书值>17,则表示缺硫。磷 石膏含硫量可达13％左右,如果在缺硫土壤中作为氮肥添加剂施用,则除了对氮肥的增量效应和 供磷以外,尚可发挥其硫增产的作用。据统计,我国近年有5000万亩土壤缺硫,长期施用钙镁 磷肥和今后施用高浓度复合肥料将造成更多的缺硫土壤。据试验,每亩施用20一磷石膏,可保证 当年不缺硫。3.2钙肥作用钙是作物需要量仅次于硫的第5种营养元素。它可以增强作物对病虫 害的抵抗能力,使作物茎叶粗壮,颗粒饱满,还可以减轻大白菜的干心病、苹果的苦痘病,并提高 西红柿的质量。花生需钙量仅次于钾,7倍于小麦。若缺钙时坝u导致荚果空壳不实,大大减产, 增施钙肥则可显著提高产量和品质。我国每年种4800万亩花生,由于大多数土壤PH>7,不 能施石灰,若施用磷石膏是最佳增产手段。研究者还指出,施用钙肥还可活化土壤中锰的作用,而 磷石膏本身就含有钙和锰。茶树要求的土壤环境是强酸性小H值在4.质的效果。由此看来,施用磷石膏不仅能改良碱5左右,施用磷石膏对北方茶树的生长最适合,上、盐渍土,而且含有作物所需的磷、钙、硫、硅等茶叶要求采摘鲜嫩的新叶,它萌发新叶最重要的营养元素,可在农业中大显身手。物质之一就是钙,故磷石膏是最好的酸性钙源。4磷石膏对土壤渗水性能的改良3.3硅肥
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