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化肥工业已有140多年历史。17世纪初期,科学家们开始研究植物生长与土壤之间的关系。19世纪初,德国人J.李比希研究植物生长与某些化学元素间的关系。他在1840年阐述了农作物生长所需的营养物质是从土壤里获取的,他确定了氮、钙、镁、磷和钾等元素对农作物生长的意义,并预言农作物需要的营养物质将会在工厂里生产出来。不久,他的预言就被证实。
化肥工业的萌芽期从19世纪40年代起到第一次世界大战是化肥工业的萌芽时期。那时,人类企图用人工方法生产肥料,以补充或代替天然肥料。磷肥和钾肥的生产开始得比氮肥早,原因是农业耕作长期施行绿肥作物和粮食作物轮作制以及大量使用有机肥料,所以对氮肥要求不很迫切。
1840年,李比希用稀硫酸处理骨粉,得到浆状物,其肥效比骨粉好。不久,英国人J.B.劳斯用硫酸分解磷矿制得一种固体产品,称为过磷酸钙。1842年他在英国建了工厂,这是第一个化肥厂。1872年,在德国首先生产了湿法磷酸,用它分解磷矿生产重过磷酸钙,用于制糖工业中的净化剂。1861年,在德国施塔斯富特地方首次开采光卤石钾矿。在这之前不久,李比希宣布过它可作为钾肥使用,两年内有14个地方开采钾矿。19世纪末期,开始从煤气中回收氨制成硫酸铵或氨水作为氮肥施用。1903年,挪威建厂用电弧法固定空气中的氮加工成硝酸,再用石灰中和制成硝酸钙氮肥,两年后进行了工业生产。1905年,用石灰和焦炭为原料在电炉内制成碳化钙(电石),再与氮气反应制成氮肥──氰氨化钙(石灰氮)。
发展阶段从20世纪初到50年代,化肥工业处于发展阶段。在这段时期里,化肥生产技术不断进步,品种增多,产量增大,并逐步成为一个工业部门。但其规模与现代的化肥工业相比则小得多。
①磷肥主要还是生产过磷酸钙,此外,在欧洲的酸性土壤上广泛施用钢渣磷肥(见热法磷肥)。在40~50年代,高浓度磷肥的生产技术有了突破,主要是湿法磷酸的生产工艺由原来的间歇操作改为连续操作,设备材料的腐蚀问题得到了基本解决。
②钾肥继德国之后,一些国家先后发现了钾矿,其中法国于1910年、西班牙于1925年、苏联于1930年、美国于1931年先后进行了开采。钾矿富集和精制工艺的开发成功,为提高钾肥的品位奠定了基础。
③氮肥1913年,用氢气和氮气合成氨的哈伯法在德国第一次建厂(见合成氨工业发展史)。它为氮肥工业的发展开拓了道路。但是,在50年代以前,它的生产技术还不够完善,价格比较贵,多数用在工业方面,少量用来制造氮肥。第二次世界大战期间,为了制造炸药,硝酸铵得到了发展。1922年,用氨和二氧化碳为原料合成尿素的第一个工厂在德国投入了生产。
④复合肥料1920年,美国氰氨公司的一个磷酸铵小生产装置投入运转,1933年,在加拿大联合采矿和冶炼公司也建成了一个生产磷酸铵的工厂。20世纪30年代初,用硝酸分解磷矿并用氨中和加工制造硝酸磷肥的奥达法首先在德国建厂。