背景及概述[1]
用磷酸与镁的化合物〔MgCl2·Mg(OH)2〕制成的含镁氮磷复合肥料。主成分为一水磷酸镁铵的复盐〔Mg(NH4)PO4·H2O〕,含镁(Mg)15%~16%,氮10%~11%,磷酸(P2O5)39%~40%。在水中的溶解度小,是一种缓释肥料。多制成颗粒状。施入土中后的溶解速率可通过粒径控制,能较长时间供应作物所需的氮、磷、镁。主要用于果园、草地、花卉和苗床等。一般只作基肥。
性质和用途[2]
磷酸镁铵属无色斜方晶系,性状:白色结晶细粒或粉末,密度1.71g/ml,微溶于冷水,溶于热水和稀酸,不溶于乙醇,遇碱溶液则分解。磷酸镁铵在氨气流中加热至100℃时,脱去5分子结晶水,成为一水物;在空气中加热到100℃时,脱水成无水物;继续加热至600℃,分解成焦磷酸镁;其水溶液加热至48~50℃,析出一水物。磷酸镁铵用作饲料添加剂、肥料添加剂,在医药上也有应用,也可用于涂料、氨基甲酸酯、软泡阻燃剂的制造。磷酸镁铵在国外已被列入肥料之列,用作长效无机氮肥,主要用于果树、草坪、花卉等。
制备[2]
1. 磷酸盐法
1)磷酸二氢铵(钠)法方法1:磷酸二氢铵与氢氧化镁按一定比例,在40~65℃下反应生成磷酸镁铵。其反应式如下:
上述反应在75~100℃下进行,生成NH4MgPO4·H2O,其反应式如下:
方法2:将氯化镁或硫酸镁溶液加入磷酸二氢铵(钠)溶液中,边搅拌边加入碳酸氢铵,溶液pH值控制在6.0~6.5,即得磷酸镁铵,其反应式如下:
2. 磷酸氢二铵(钠)法:将氯化镁或硫酸镁溶液加入磷酸氢二铵(钠)溶液中,边搅拌边加入氨水,控制pH值在6.0~6.5,可得磷酸镁铵,其反应式如下:
另外,磷酸镁和氢氧化铵反应也可制磷酸镁铵。2·2磷酸法由磷酸、氧化镁或氢氧化镁、氨水直接反应制得磷酸镁铵,其反应式如下:
实验室方法:用磷酸和氢氧化镁制取磷酸镁铵(NH4MgPO4·H2O)分2步进行。首先在50~65℃、pH=4~6下,氢氧化镁与磷酸反应生成三水磷酸氢镁;然后在75~100℃、pH=6~8下用浓氨水氨化生成磷酸镁铵,其反应式如下:
3. 硫铵过磷酸钙法:首先利用硫酸铵和过磷酸钙反应制得磷酸二氢铵,然后在镁离子存在下,用碳酸氢铵调节溶液的pH值在6.0~6.5,制得磷酸镁铵,其反应式如下:
4. 其它方法:(1)以苦卤为原料:将磷酸(盐)和氨(铵盐)与苦卤中的镁反应,制取磷酸镁铵,其工艺具有成本低、产出率高等优点。(2)以碱厂过滤母液为原料:利用碱厂分离重碱母液中的游离氨及结合氨与工业磷酸、氧化镁进行反应制取磷酸镁铵。(3)以含磷(氨)废水为原料:向含磷废水加入镁盐、氨(铵盐)制取磷酸镁铵。
磷酸镁铵在农业上的应用[2-3]
磷酸镁铵是一种含N、P、Mg的多元素复合肥,且所有成分全部有效,在水中溶解度极低,由于具有枸溶性,所以施用后,在土壤中可以贮存氮,并在微生物的作用下逐步发生硝化作用,缓慢分解,提供植物养分。粒径不同,硝化速率有所不同,可通过控制粒径大小满足作物对养分的需要。
1)作基肥、追肥磷酸镁铵可作基肥、追肥,宜与其它肥料一起配合施用,作基肥时,宜在酸性土壤上浅施,按镁计算,一般每667m2施用1~1.5kg。施用1次可满足作物整个生长期对营养的需求,而不需追肥。即使用量过大,也不易使作物发生烧苗、徒长、倒伏等现象,甚至几年的用量一次施入,也不会引起烧苗。用于蔬菜和禾谷类作物时,应掺混一些速效性化学氮肥。作追肥时宜早施。磷酸镁铵的缓释性、不易淋失的特点,特别适用于缺镁、易淋失养分的沙质土壤和缺镁、高温多雨的南方红壤土。、
2)作长效肥料的包膜材料(添加剂)若用磷酸镁铵为包膜材料,在缓释性能上优于包硫尿素,且整个包膜均为植物营养成分,施入土壤后不会造成任何残留物质,在防止二次污染上优于聚合物包膜肥料。在日本采用磷酸镁铵涂覆水溶性颗粒肥料表面,以延长贮存稳定性及提高肥料利用率。在国内为了减少碳酸氢铵肥料的挥发和提高其肥效,在含水3%~5%的碳铵中添加5%~9%的磷酸镁铵制成长效碳酸氢铵,使碳铵具有较好的稳定性,其有效成分明显提高。郑州乐喜施磷复肥技术研究推广中心,以磷酸镁铵为包裹层主体研制的乐喜施(LUXECOTE@)系列控制释放肥料在澳大利亚、美国、新加坡等国用于高尔夫球场、运动场、景观草坪取得了良好的效果;在国内,用于夏玉米一次性全量基肥与常规施肥相比,节肥1/3~1/2,经水稻一次性基施田间对比试验表明,可节肥1/3。
3)农用效果磷酸镁铵溶解性小,不伤根系,作物需多少就吸收多少,不易被水淋流失,促进作物生长,增强抗病能力,提高瓜果、蔬菜、花卉等的品质和产量,使作物的果实色泽更鲜艳,味道更醇美,营养更丰富,完全没有环境污染。法国使用这种复合肥料使马铃薯增产1倍,使小麦增产50%,使三叶菜和蔬菜作物增产40%。
主要参考资料
[1] 农业大词典
[2] 磷酸镁铵的性质、制备方法及应用
[3] 磷酸镁铵沉淀—沸石吸附法在海水养殖氨氮处理中的应用研究