Конденсированные Ф. к. получают дегидратацией ортофосфорных кислот, гидратацией фосфорного ангидрида соответствующим количеством воды, а также путем ионного обмена из соответствующих конденсированных фосфатов. Применяют в основном для производства высококонцентрированных фосфорных удобрений, в качестве катализаторов при получении нефтепродуктов и в органическом синтезе, для производства различных полифосфатов.
Лит.: Краткая химическая энциклопедия, т. 5, М., 1967, Везер Ван Дж., Фосфор и его соединения, пер. с англ., т. 1, М., 1962, Постников Н. Н., Термическая фосфорная кислота, М., 1970, Копылов Б. А., Технология экстракционной фосфорной кислоты, Л., 1972.
Л. В. Кубасова.
Фосфорные удобрения
Фо'сфорные удобре'ния, минеральные и органические вещества, содержащие фосфор и используемые для улучшения фосфорного питания растений. Являются единственным источником пополнения запасов фосфора в почве. Производятся в основном промышленным путем из горнорудного сырья — фосфоритов и апатитов . В качестве Ф. у. применяют также органические вещества, например костную муку, навоз, богатые фосфором отходы промышленности — фосфатшлак, томасшлак и др. Ф. у. — первые из минеральных удобрений , полученные промышленным путем. Их (суперфосфат) впервые стали вырабатывать в Великобритании в 1842 (до этого в 1-й половине 19 в. в качестве Ф. у. использовали в основном костную муку), в России – с 1868. Разработка фосфоритов для производства удобрений была начата в 1855 во Франции. В России первая попытка их непосредственного использования в земледелии принадлежит А. Н. Энгельгардту, проводившему с 1866 опыты с фосфоритной мукой (измельченным фосфоритом) в своём имении Батищево Смоленской губернии. В 1867–69 Д. И. Менделеев изучал действие Ф. у. на урожайность с.-х. растений в Смоленской, Петербургской, Московской и Симбирской губерниях. В своих работах учёный пропагандировал необходимость применения размолотых фосфоритов и суперфосфата в земледелии. Промышленная разработка апатитов впервые осуществлена в СССР в 1935 (Хибинское месторождение, крупнейшее в мире).
Мировое производство Ф. у. к 1900 составило около 1 млн. т (в пересчёте на P2 O5 ), в России около 20 тыс. т. В 20 в. (особенно с его середины) применение Ф. у. значительно увеличилось (табл. 1). Однако относительный рост потребления их в сельском хозяйстве меньше, чем азотных и калийных удобрений, что объясняется недостаточными запасами фосфатного сырья.
Табл. 1. – Мировое потребление в сельском хозяйстве фосфорных минеральных удобрений, тыс. т P2 O5
Страны 1950 1960 1970 1974 Все страны в том числе: США СССР Франция КНР Австралия ФРГ Польша Япония Бразилия Индия Испания Канада Великобритания Италия 5918 1869 532 370
– 331 336 55 232 25 8 126 113 413 247 9600 2427 1088 783
– 536 707 180 440 62 66 275 133 436 389 18802 4145 3184 1684 730 862 857 595 702 237 420 389 284 460 486 24255 4600 4496 2152 1390 1171 917 848 793 725 634 481 480 478 472
Обеспечение Ф. у. 1 га пашни в 1974 составляло (в кг P2 O5 ): 16,5 в мировом земледелии, 198,4 в Бельгии, 74 в Чехословакии, 66,8 в Великобритании, 56 в Польше, 53,6 в ГДР, 24,1 в США, 18,7 в СССР. Расширился ассортимент Ф. У.
Ф. у. по растворимости разделяют на 3 группы. В водорастворимых удобрениях (простой, двойной и аммонизированный суперфосфаты) фосфор содержится в виде одноосновного фосфата кальция Ca (P2 O4 )2 ×H2 O. Их производят преимущественно гранулированными и используют для основного и припосевного (в рядки) внесения. В цитратнорастворимых (растворимы в щелочном растворе цитрата аммония – реактиве Петермана) и лимоннорастворимых (в лимонной кислоте) удобрениях (преципитат, томасшлак, фосфатшлак, обесфторенный фосфат, плавленный фосфат магния) фосфор находится в виде двухосновного фосфата кальция CaHPO4 ×H2 O или тетракальциевого фосфата Ca4 P2 O5 . Эти удобрения применяют для основного внесения под вспашку или культивацию. В труднорастворимых Ф. у. (фосфоритная мука, костная мука) фосфор содержится в виде трикальцийфосфата Ca3 (PO4 )2 . Вносят их как основное удобрение в повышенных дозах на кислых почвах, в которых труднорастворимые фосфаты переходят в доступную для растений форму. Все Ф. у. негигроскопичны, не слёживаются, хорошо рассеваются туковыми сеялками.
Перспективны новые высококонцентрированные Ф. у. (полифосфаты аммония, метафосфаты калия), содержащие от 50 до 80% P2 O5 . По эффективности они равноценны, а в ряде случаев превосходят стандартные формы Ф. у. В США и некоторых странах Западной Европы получают применение жидкие удобрения, изготовляемые на основе полифосфорных кислот. Использование этих удобрений позволяет полностью механизировать их внесение, до минимума сократить потери, равномерно заделывать в почву, одновременно вносить микроэлементы и пестициды. Характеристика основных минеральных Ф. у. приведена в табл. 2.
Табл. 2. – Характеристика основных минеральных удобрений
Удобрения Химическая формула Содержание P2 О5 , % Суперфосфат простой и гранулированный Са (Н2 РО4 )2 Н2 О + 2CaSO4 14–19,5 Суперфосфат двойной гранулированный Са (Н2 РО4 )2 ×Н2 О 45 Фосфоритная мука СаF (РО4 )3 + СаОН (РO4 )3 + СаСО3 19–30 Преципитат СаНРO4 ×2Н2 O 27–35 Фосфатшлак 4СаО×Р2 O5 ×СaSiO3 16–19 Томасшлак 4СаО×Р2 О5 + 4СаО×P2 O5 ×CaSiO3 14
Ф. у. увеличивают урожай и улучшают его качество, ускоряют созревание растений, повышают их устойчивость к полеганию и засухе. Последнее имеет особое значение для СССР, где основные земледельческие районы расположены в зоне недостаточного увлажнения. Установлена высокая эффективность Ф. у. во всех почвенно-климатических зонах страны, при внесении под все с.-х. культуры. Положительное действие их особенно проявляется на фоне обеспечения растений азотом и калием, при глубокой заделке Ф. у. в почву. Внесение 60 кг P2 O5 (основное удобрение) под озимую пшеницу даёт дополнительно 2–5 ц с 1 га зерна. В зонах возделывания яровой пшеницы внесение 60–80 кг P2 O5 повышает урожай на 1,5–2,5 ц с 1 га. В связи с малой подвижностью Ф. у. оказывают последействие в течение нескольких лет: в засушливых районах 6–8 лет, в зоне достаточного увлажнения 2–3 года.
Дозы Ф. у. зависят от почвенных условий, особенности культуры, обеспеченности растений элементами питания. В СССР вносят в качестве основного удобрения (под вспашку или культивацию) 60–120 кг/га P2 O5 и припосевного – 10–40 кг/га P2 O5 . Подкормка фосфором, как правило, малоэффективна, за исключением орошаемых земель.
На орошаемых землях республик Средней Азии и Азербайджана применение 100–120 кг/га P2 O5 под хлопчатник повышает сбор хлопка-сырца на 3–5 ц с 1 га. В зонах свеклосеяния 60–120 кг/га P2 O5 увеличивают урожай сахарной свёклы на 25–50 ц с 1 га и повышают сахаристость корнеплодов на 0,1–0,3%. Внесение в качестве основного удобрения 60 кг/га P2 O5 под подсолнечник на чернозёмах Украины, Молдавии, лесостепи РСФСР и степной зоны Сев. Кавказа повышает урожайность семян на 1–4,5 ц с 1 га; использование 20 кг/га P2 O5 или вместе с 10 кг/га N в рядки при посеве даёт прибавку 1,0–3,4 ц с 1 га. При достаточном фосфорном питании в подсолнечнике увеличивается также содержание жира. При удобрении фосфором в дозе 90 кг/га урожайность картофеля на дерново-подзолистых и чернозёмных почвах повышается па 25–30 ц с 1 га ; при этом содержание крахмала в клубнях возрастает на 0,6–1,2%. Ф. у. эффективны также при внесении под др. с.-х. культуры – кормовые, овощные, плодовые.
Лит.: Прянишников Д. Н., Избр. соч., т. 1, 3, М., 1963; Справочная книга по химизации сельского хозяйства, под ред. В. М. Борисова, М., 1969; Географические закономерности действия удобрений, М., 1975.
О. В. Сдобникова.
Фосфорный ангидрид
Фо'сфорный ангидри'д, пяти окись фосфора, оксид фосфора (V) P4 O10 (P2 O5 ), ангидрид фосфорных кислот. См. Фосфора окислы .
