從生產(chǎn)工藝角度探討復(fù)合肥料的選用問題

王政 崔海

【摘 ? 要】 化肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要作用，復(fù)合肥料是化肥的重要類別，使用普遍，市場(chǎng)上產(chǎn)品眾多，施用復(fù)合肥料時(shí)的科學(xué)選擇尤為重要。本文從生產(chǎn)工藝角度，探討了氨化和氨酸、圓盤和轉(zhuǎn)鼓造粒、高塔造粒和擠壓造粒等工藝產(chǎn)品的特點(diǎn)，為廣大用戶科學(xué)合理選用復(fù)合肥料提供參考。

【關(guān)鍵詞】 化肥;復(fù)合肥料;生產(chǎn)

中圖分類號(hào)：TQ440.2+1 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)識(shí)別碼：A ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-1073（2020）10-0039-40

[Abstract] Chemical fertilizer plays an important role in agricultural production. Compound fertilizer is an important category of chemical fertilizer， which is widely used and has many products on the market. Scientific choice when applying compound fertilizer is particularly important. From the Angle of production technology， the characteristics of ammoniated and amino acid， disc and drum granulation， high tower granulation and extrusion granulation were discussed in this paper， so as to provide a reference for the scientific and rational selection of composite fertilizers for the users.

[Key words] fertilizer; compound fertilizer; production

化肥作為主要農(nóng)資品種在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占非常重要的地位。化肥不僅能為作物提供高濃度營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，還能增強(qiáng)土壤肥力，上世紀(jì)60年代至80年代，發(fā)展中國(guó)家通過施肥提高糧食作物單產(chǎn)55%～57%，中國(guó)糧食產(chǎn)量的一半來自化肥[1]。同時(shí)，化肥是影響糧食單產(chǎn)的重要因素，對(duì)保障我國(guó)糧食產(chǎn)量穩(wěn)定增長(zhǎng)發(fā)揮了不可替代的作用[2]。隨著化肥施用量方面的政策調(diào)控，許多學(xué)者的研究專項(xiàng)化肥減量替代。杜春燕的研究表明，生產(chǎn)上有機(jī)無機(jī)合理配施效果更好[3]。唐宇等研究指出，用生物有機(jī)肥代替化肥的施肥方式可以降低化肥的施用量，有利于番茄果實(shí)的生長(zhǎng)，品質(zhì)提高，降低番茄臍腐病發(fā)病率[4]。應(yīng)曉成等研究表明有機(jī)肥替代化肥處理，能有效增加水稻有效分蘗數(shù)，能夠提高產(chǎn)量并改善加工品質(zhì)[5]。姜玲玲等研究也表明有機(jī)無機(jī)配施能顯著提高番茄產(chǎn)量，改善番茄品質(zhì)，改良土壤品質(zhì)[6]。上述研究中的化肥減量?jī)H是有限減量和部分替代，這也正從另一方面凸顯了化肥的重要作用。

復(fù)合肥料作為化肥中的一個(gè)重要類別，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用最普遍，行業(yè)門檻低、生產(chǎn)供應(yīng)者眾多、生產(chǎn)工藝多樣，因此，合理選用尤為重要。本文旨在從生產(chǎn)工藝角度對(duì)復(fù)合肥料的選用問題進(jìn)行探討。

1 ?復(fù)合肥料生產(chǎn)工藝

現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 15063-2009定義了復(fù)合肥料：氮、磷、鉀三種養(yǎng)分中，至少有兩種養(yǎng)分表明量的僅由化學(xué)方法制成的肥料是復(fù)合肥料[7]。該標(biāo)準(zhǔn)2009年開始實(shí)施，2017年由強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為推薦性標(biāo)準(zhǔn)[8]?；适菍?shí)行生產(chǎn)許可管理的產(chǎn)品，2016年以前的生產(chǎn)許可證實(shí)施細(xì)則中在復(fù)合肥料上產(chǎn)工藝方面也強(qiáng)調(diào)和關(guān)注有明顯無化學(xué)反應(yīng)?，F(xiàn)行的化肥產(chǎn)品生產(chǎn)許可證實(shí)施細(xì)則2016年頒布實(shí)施的，對(duì)復(fù)合肥料產(chǎn)品單元適用的生產(chǎn)工藝要求做出了擴(kuò)充性調(diào)整。圓盤造粒工藝、轉(zhuǎn)鼓造粒工藝、擠壓造粒工藝、高塔造粒工藝、擠壓造粒工藝均能生產(chǎn)的肥料均可以叫做“復(fù)合肥料”[8]。

2 ?氨化和氨酸生產(chǎn)工藝

氨化復(fù)合肥生產(chǎn)工藝是采用濃硫酸將氯化鉀低溫脫氯，生成的硫酸氫鉀與稀磷酸混合后形成混酸，然后與合成氨按比例在管式反應(yīng)器反應(yīng)，生成復(fù)肥料漿直接噴入轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)中生成硫酸鉀型復(fù)合肥料，經(jīng)烘干、篩分獲得產(chǎn)品，氯化鉀脫氯過程中產(chǎn)生的HCl氣體經(jīng)水吸收制成副產(chǎn)品鹽酸。該工藝產(chǎn)能一般較大，單條生產(chǎn)線產(chǎn)能一般20萬噸/年以上，原料用中的濃硫酸、氨氣和副產(chǎn)的鹽酸屬于?；?，對(duì)生產(chǎn)企業(yè)安全管理水平要求較高。該工藝最直接的優(yōu)勢(shì)在于直接利用氯化鉀為原料生產(chǎn)硫酸鉀復(fù)合肥料，產(chǎn)品廣泛適用于各種經(jīng)濟(jì)作物、忌氯作物，但對(duì)于煙草等氯敏感程度非常高的作物要慎重選用。該工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品氮、磷、鉀養(yǎng)分比較均勻，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性好，顆粒均勻、色澤光亮、硬度高、不宜結(jié)快，顆粒表面一般有不規(guī)則凹凸、不太光滑，這也是判斷氨化工藝產(chǎn)品的明顯特征。

氨酸工藝是傳統(tǒng)轉(zhuǎn)鼓造粒工藝的改進(jìn)型，用稀磷銨溶液、濃硫酸、氨氣在管式反應(yīng)器中反應(yīng)，生成的料漿噴入轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)中，與其他原料一起經(jīng)轉(zhuǎn)鼓造粒生產(chǎn)硫基或氯基復(fù)合肥料，主要功能在于管式反應(yīng)器中氨酸反應(yīng)料將提高造粒效率、顆粒硬度，同時(shí)氨酸反應(yīng)的余熱還有減少后期烘干能耗的作用。對(duì)于一般不涉及?；返钠髽I(yè)，該工藝產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)不明顯，與普通轉(zhuǎn)鼓造粒工藝產(chǎn)品差別不大，該工藝早期主要利用工藝中有化學(xué)反應(yīng)取得復(fù)合肥料生產(chǎn)許可證，至今在有合成氨的廠家仍有應(yīng)用。

3 ?圓盤和轉(zhuǎn)鼓造粒工藝

圓盤和轉(zhuǎn)鼓造粒通常稱為團(tuán)粒法生產(chǎn)工藝，兩者造粒的原理相同，區(qū)別在于使用的造粒設(shè)備不同，前者使用圓盤造粒，后者使用滾筒造粒。該工藝主要是利用蒸汽打濕物料，然后在圓盤或滾筒的旋轉(zhuǎn)過程中將物料團(tuán)成球狀，再經(jīng)過烘干、冷卻、篩分等工序得到產(chǎn)品。由于利用轉(zhuǎn)動(dòng)離心力團(tuán)粒，加之烘干冷卻過程中顆粒之間的研磨作用，與氨化工藝相比顆粒圓潤(rùn)、表面光滑，但硬度不及前者。該工藝造粒受限于原料的粘性，常加入膨潤(rùn)土等輔料提高物料的粘性，多用于生產(chǎn)中低濃度（總養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)<40%）的復(fù)合肥料，生產(chǎn)的高濃度復(fù)合肥料時(shí)多生產(chǎn)低氮高磷低鉀產(chǎn)品，多用作大田基肥。該工藝多生產(chǎn)含氯產(chǎn)品，產(chǎn)品中還有同時(shí)使用氯化銨和氯化鉀的“雙氯”產(chǎn)品，氯離子含量達(dá)到高氯（氯離子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)>30%），限制了該類產(chǎn)品在經(jīng)濟(jì)作物上的施用。

4 ?高塔造粒工藝

利用加熱熔融設(shè)備將氮、磷、鉀原料及輔料制成熔融狀料漿，通過專用噴頭噴入自塔頂噴入中空的造粒塔后在空氣中自然冷卻固化成顆粒，從而獲得養(yǎng)分分布均勻、顆粒狀良好的復(fù)合肥料的生產(chǎn)工藝。根據(jù)主要氮源的不同可將產(chǎn)品分為尿基、硝基兩類，前者使用尿素為主要氮源，后者使用硝銨磷為主要氮源。對(duì)于尿基產(chǎn)品，前期生產(chǎn)過程中尿素常在塔底熔融在泵至塔頂，容易發(fā)生縮二脲超標(biāo)，目前多在塔頂熔融，且注意利用混合物料降低熔點(diǎn)，正常生產(chǎn)不會(huì)產(chǎn)生縮二脲超標(biāo)的問題。該工藝產(chǎn)品不用烘干和冷卻設(shè)備，夏季高溫高濕天氣時(shí)生產(chǎn)受到一定的限制，因此目前不少生產(chǎn)裝置都已加裝冷卻設(shè)備改善這種狀況。該工藝適宜生產(chǎn)高氮低磷高鉀類型的硫酸鉀型產(chǎn)品，廣泛適用于各類經(jīng)濟(jì)作物和忌氯作物作物。產(chǎn)品顆粒大小不一，表面光滑，每個(gè)顆粒都有小孔，比表面積大，溶化速度快，一般用作追肥，通過原料的控制高塔復(fù)合肥產(chǎn)品水溶性能達(dá)到大量元素水溶肥的水平，可用于微滴灌。

5 ?擠壓造粒工藝

擠壓造粒工藝是利用壓力使原料進(jìn)行團(tuán)聚的干法造粒過程，有的還配套烘干設(shè)備，工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)制造費(fèi)用較低，擠壓造粒機(jī)單臺(tái)產(chǎn)能小，常多臺(tái)連用增加產(chǎn)能。該工藝多生產(chǎn)含氯產(chǎn)品，生產(chǎn)效率受原料粘性大小影響大，產(chǎn)品顆粒有片狀、條狀、扁球狀等多種形狀，顆粒表面不光滑，長(zhǎng)途運(yùn)輸或長(zhǎng)期存放顆粒容易粉化。

6 ?結(jié)論與建議

總體來說，氨化和高塔工藝生產(chǎn)裝置的產(chǎn)能較高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性高，多生產(chǎn)尿硫基復(fù)合肥料，可用于基肥、追肥;硝基復(fù)合肥料多用高塔造粒工藝生產(chǎn)，用作追肥見效特別快;氨酸和轉(zhuǎn)鼓工藝產(chǎn)品類型和特點(diǎn)基本一致，生產(chǎn)裝置產(chǎn)能較小，多用于普通氯基肥料的生產(chǎn)，產(chǎn)品磷含量一般相對(duì)較高，多用作基肥，擠壓造粒工藝簡(jiǎn)單，顆粒的強(qiáng)度方面差一些，產(chǎn)品類型和圓盤、轉(zhuǎn)鼓工藝類似。選用復(fù)合肥料時(shí)除了關(guān)注有效養(yǎng)分含量外，還應(yīng)參照生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，才能更加科學(xué)合理辨別優(yōu)劣，做出最適宜的選擇。

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[6] 姜玲玲，劉 靜，趙同科，杜連鳳.有機(jī)無機(jī)配施對(duì)番茄產(chǎn)量和品 ? ? ? 質(zhì)影響的Meta分析，植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2019，25（04）：601- ? ? ? ? 610.

[7] GB/T 15063-2009 復(fù)混肥料（復(fù)合肥料）.

[8] 國(guó)家質(zhì)檢總局.關(guān)于《水泥包裝袋》等1077項(xiàng)強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) ? ? ?轉(zhuǎn)化為推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的公告，2017年第7號(hào).

[9] 國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.化肥產(chǎn)品生產(chǎn)許可證實(shí)施細(xì)則 ? ? ? （一）（復(fù)肥產(chǎn)品部分），2016年9月30日公布.

（編輯：李丹）