硝酸磷肥的生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品性能

申潞軍

我國是當(dāng)今世界上生產(chǎn)和使用化肥數(shù)量最多的國家，化肥在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著無可替代的巨大作用，其中硝酸磷肥作為一種重要的氮磷二元復(fù)合肥料和復(fù)混肥料二次加工的重要基礎(chǔ)原料，其在工業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域有著明顯優(yōu)勢。

一、硝酸磷肥的生產(chǎn)工藝

在硝酸磷肥的整個生產(chǎn)工藝過程中，顯著的特點是利用硝酸分解磷礦，而硝酸根又作為氮素營養(yǎng)保留在產(chǎn)品中。從磷礦的硝酸分解液中除去鈣離子則是至關(guān)重要的技術(shù)問題，其中采用間接冷凍法制備硝酸磷肥的工藝最為先進(jìn)。

間接冷凍法制備硝酸磷肥生產(chǎn)工藝如圖1所示：

1. 綜合加壓法制備硝酸

采用法國 GP 公司的綜合加壓專利技術(shù)和裝置制備硝酸。

2. 酸解反應(yīng)

在酸解槽中，進(jìn)行酸解。硝酸分解磷礦的同時，將磷礦中含有鈣、鎂、鋅、錳、硼等中微量營養(yǎng)元素及稀土元素活化，保留到肥料產(chǎn)品中。

3. 酸不溶物的分離

磷礦在形成和開采過程中總是伴生或夾帶一些雜質(zhì)礦物如方解石、白云石、硅酸鹽等。因此，在生產(chǎn)中需要對酸不溶物進(jìn)行沉降分離。

4. 硝酸鈣的結(jié)晶與分離

將硝酸分解磷礦得到的酸解液冷凍至-2～-5℃，使溶液中的硝酸鈣以四水結(jié)晶Ca（NO3）2·4H2O的形式析出，將結(jié)晶和母液分離，得到適宜的濾液。

5. 母液中氨的中和

酸解液經(jīng)過硝酸鈣的結(jié)晶和分離，經(jīng)過氨中和之后將得到含有磷酸鹽和硝酸鹽的料漿。

6. 中和料漿的濃縮

母液中氨中和后，將帶有一定水分的熱料漿進(jìn)行濃縮。

7. 造粒與干燥

經(jīng)過濃縮后的料漿在雙軸造粒機(jī)中進(jìn)行造粒，造粒后的物料經(jīng)過兩層篩網(wǎng)的過濾成為合格產(chǎn)品；當(dāng)生產(chǎn)含鉀的產(chǎn)品時，一般在料漿造粒時加入鉀鹽（氯化鉀或硫酸鉀）。

1987年建成投產(chǎn)的山西化肥廠（天脊集團(tuán)前身）90萬噸/年硝酸磷肥裝置（配套45萬噸/年合成氨和108萬噸/年硝酸裝置）亦是采用上述工藝（圖1至圖3）。經(jīng)過30多年的生產(chǎn)實踐，為我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)累計輸送硝酸磷型復(fù)合肥料2 000余萬噸，產(chǎn)品備受廣大用戶青睞。

總之，硝酸磷肥是復(fù)合肥料的重要品類，硝酸磷肥的生產(chǎn)是氮肥生產(chǎn)和磷肥生產(chǎn)的完美結(jié)合。不同硝酸磷肥工藝技術(shù)與生產(chǎn)過程的規(guī)律性和特點可概括為：共同的過程有磷礦酸解，除去多余的鈣，N-P溶液的中和，中和料漿的濃縮造粒；不同的過程是分離（或固定、沉淀）鈣的具體方法有差異。

二、硝酸磷肥的產(chǎn)品性能

1. 理化性質(zhì)

硝酸磷肥是一種完全化學(xué)合成的氮磷二元復(fù)合肥料，其組分較復(fù)雜，主要成分是硝酸銨、硝酸鈣、磷酸一銨、磷酸二銨、磷酸一鈣、磷酸二鈣，一般為灰白色顆粒，生理中性，有一定吸濕性，水溶性好，抗壓強(qiáng)度較大。硝酸磷肥中含氮成分主要是硝酸銨和硝酸鈣，都可溶于水；含磷成分主要是磷酸銨和磷酸二鈣，前者可溶于水，后者可被土壤中微生物分泌酸溶解；代表產(chǎn)品配方有N-P2O5-K2O：26.5-11.5-0、25-15-0、25-10-0等。

2. 性能特點

①肥料利用率高。根據(jù)“國際硝酸磷肥學(xué)術(shù)討論會論文集”資料，由原農(nóng)業(yè)部牽頭，在我國北方9省43縣380萬畝土壤上，經(jīng)過3年大田肥效試驗，綜合結(jié)果表明硝酸磷肥中的硝態(tài)氮能促進(jìn)土壤中磷的移動，提高了磷的空間有效性，增加了土壤速效磷的含量；在我國北方地區(qū)正常降雨和合理灌溉條件下，硝酸磷肥中的硝態(tài)氮及硝化作用產(chǎn)生的硝態(tài)氮，水平擴(kuò)散距離為10～30厘米，垂直向下滲透的距離不超過60厘米，不會造成氮的滲漏流失；硝酸磷肥與等養(yǎng)分的氮磷復(fù)混肥和傳統(tǒng)的尿素加磷酸二銨相比，多增產(chǎn)15%左右，其肥料利用率較高。

②養(yǎng)分供應(yīng)穩(wěn)定。硝酸磷肥中的枸溶性磷酸二鈣，在肥料顆粒中起網(wǎng)狀框架結(jié)構(gòu)作用，每種有效成分在顆粒中均勻分布一致，使顆粒肥料向土壤釋放養(yǎng)分的速度與作物從土壤中吸收養(yǎng)分的速度成正相關(guān)。硝酸磷肥中的硝態(tài)氮（占總氮的45%），流動性大，作用快，聚向根系密集部位，屬于速效性氮；銨態(tài)氮（占總氮的55%）可與土壤膠體交換結(jié)合，肥效相對持久穩(wěn)定，屬于緩效性氮。水溶性磷（占總磷70%）被作物直接吸收利用，屬速效性磷；枸溶性磷（占總磷30%）在作物生長中后期，隨著土溫的升高和根系的成熟，可被微生物分泌的酸和作物根部呼出的酸溶解后被作物吸收，屬緩效性磷，氮和磷均為一急一緩，緩急相濟(jì)，符合長效化。硝酸磷肥的長效性突破了含磷肥料只做基肥的傳統(tǒng)方法，適宜的氮磷比例，符合大多數(shù)作物全生育期吸收氮磷比例的要求，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的田間肥水管理上應(yīng)用前景更為廣闊。

③氮磷配比科學(xué)?？茖W(xué)試驗證明，適宜生長在酸性土壤上的嫌鈣植物，以利用銨鹽占優(yōu)勢；適宜生長在石灰性pH值高的土壤上的嗜鈣植物，則以利用硝酸鹽占優(yōu)勢。絕大部分作物（除豆科作物）在全生育過程中吸收的氮、磷的比例都是高氮低磷，在作物不同吸肥高峰期施用硝酸磷肥都可及時發(fā)揮肥效，為作物在生長過程中提供了均勻一致、比例適中的氮磷營養(yǎng)環(huán)境和選擇性，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的低投入和高產(chǎn)出創(chuàng)造了條件。

④中微量元素全。硝酸磷肥由天然磷礦加工而成，磷礦中的鈣、鎂、鋅、錳、硼等中微量元素在生產(chǎn)過程中得到活化，生成可被作物吸收的相對應(yīng)的硝酸鹽。施用硝酸磷肥使土壤中微量營養(yǎng)元素得到一定的補(bǔ)充，可避免或減輕作物缺素癥的發(fā)生，有效增強(qiáng)作物抗病、抗旱等抗逆性，進(jìn)一步提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。

⑤含硝酸稀土。大量的研究資料表明，硝酸稀土在提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)方面有著不可替代的作用。例如，天脊集團(tuán)生產(chǎn)的硝酸磷肥由于采用富含稀土元素的河北礬山磷礦做配礦，使用硝酸分解磷礦的方法生產(chǎn)，所以產(chǎn)品中含有硝酸稀土。硝酸稀土可以提高植物的葉綠素含量，增強(qiáng)光合作用，促進(jìn)種子萌發(fā)和根系發(fā)育，增加根系對養(yǎng)分的吸收。

綜上所述，硝酸磷型復(fù)合肥是一種全營養(yǎng)復(fù)合肥，肥料利用率高，肥效快且穩(wěn)定；既能當(dāng)基肥用，也可當(dāng)追肥用，做基肥后勁足，做追肥來得快；省時省工，使用方便；含有中微量元素和硝酸稀土，對農(nóng)作物的增產(chǎn)和優(yōu)產(chǎn)提供保障，符合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對肥料的要求。

（作者聯(lián)系地址：天脊集團(tuán)銷售公司市場部 郵編：047507）