從生產工藝探討復合肥料的選用問題

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【摘要】化肥在農業生產中具有重要作用，復合肥料是化肥的重要類別，使用普遍，市場上產品眾多，施用復合肥料時的科學選擇尤為重要。本文從生產工藝角度，探討了氨化和氨酸、圓盤和轉鼓造粒、高塔造粒和擠壓造粒等工藝產品的特點，為廣大用戶科學合理選用復合肥料提供參考。

【關鍵詞】化肥；復合肥料；生產化肥

作為主要農資品種在農業生產中占非常重要的地位。化肥不僅能為作物提供高濃度營養物質，還能增強土壤肥力，上世紀60年代至80年代，發展中國家通過施肥提高糧食作物單產55%～57%，中國糧食產量的一半來自化肥[1]。同時，化肥是影響糧食單產的重要因素，對保障我國糧食產量穩定增長發揮了不可替代的作用[2]。隨著化肥施用量方面的政策調控，許多學者的研究專項化肥減量替代。杜春燕的研究表明，生產上有機無機合理配施效果更好[3]。唐宇等研究指出，用生物有機肥代替化肥的施肥方式可以降低化肥的施用量，有利于番茄果實的生長，品質提高，降低番茄臍腐病發病率[4]。應曉成等研究表明有機肥替代化肥處理，能有效增加水稻有效分蘗數，能夠提高產量并改善加工品質[5]。姜玲玲等研究也表明有機無機配施能顯著提高番茄產量，改善番茄品質，改良土壤品質[6]。上述研究中的化肥減量僅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。復合肥料作為化肥中的一個重要類別，在農業生產中使用最普遍，行業門檻低、生產供應者眾多、生產工藝多樣，因此，合理選用尤為重要。本文旨在從生產工藝角度對復合肥料的選用問題進行探討。

1復合肥料生產工藝

現行國家標準GB/T15063-2009定義了復合肥料：氮、磷、鉀三種養分中，至少有兩種養分表明量的僅由化學方法制成的肥料是復合肥料[7]。該標準2009年開始實施，2017年由強制性標準轉化為推薦性標準[8]。化肥是實行生產許可管理的產品，2016年以前的生產許可證實施細則中在復合肥料上產工藝方面也強調和關注有明顯無化學反應。現行的化肥產品生產許可證實施細則2016年頒布實施的，對復合肥料產品單元適用的生產工藝要求做出了擴充性調整。圓盤造粒工藝、轉鼓造粒工藝、擠壓造粒工藝、高塔造粒工藝、擠壓造粒工藝均能生產的肥料均可以叫做“復合肥料”[8]。

2氨化和氨酸生產工藝

氨化復合肥生產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器反應，生成復肥料漿直接噴入轉鼓造粒機中生成硫酸鉀型復合肥料，經烘干、篩分獲得產品，氯化鉀脫氯過程中產生的HCl氣體經水吸收制成副產品鹽酸。該工藝產能一般較大，單條生產線產能一般20萬噸/年以上，原料用中的濃硫酸、氨氣和副產的鹽酸屬于危化品，對生產企業安全管理水平要求較高。該工藝最直接的優勢在于直接利用氯化鉀為原料生產硫酸鉀復合肥料，產品廣泛適用于各種經濟作物、忌氯作物，但對于煙草等氯敏感程度非常高的作物要慎重選用。該工藝生產的產品氮、磷、鉀養分比較均勻，產品質量穩定性好，顆粒均勻、色澤光亮、硬度高、不宜結快，顆粒表面一般有不規則凹凸、不太光滑，這也是判斷氨化工藝產品的明顯特征。氨酸工藝是傳統轉鼓造粒工藝的改進型，用稀磷銨溶液、濃硫酸、氨氣在管式反應器中反應，生成的料漿噴入轉鼓造粒機中，與其他原料一起經轉鼓造粒生產硫基或氯基復合肥料，主要功能在于管式反應器中氨酸反應料將提高造粒效率、顆粒硬度，同時氨酸反應的余熱還有減少后期烘干能耗的作用。對于一般不涉及危化品的企業，該工藝產品優勢不明顯，與普通轉鼓造粒工藝產品差別不大，該工藝早期主要利用工藝中有化學反應取得復合肥料生產許可證，至今在有合成氨的廠家仍有應用。

3圓盤和轉鼓造粒工藝

圓盤和轉鼓造粒通常稱為團粒法生產工藝，兩者造粒的原理相同，區別在于使用的造粒設備不同，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過程中將物料團成球狀，再經過烘干、冷卻、篩分等工序得到產品。由于利用轉動離心力團粒，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、表面光滑，但硬度不及前者。該工藝造粒受限于原料的粘性，常加入膨潤土等輔料提高物料的粘性，多用于生產中低濃度（總養分質量分數＜40%）的復合肥料，生產的高濃度復合肥料時多生產低氮高磷低鉀產品，多用作大田基肥。該工藝多生產含氯產品，產品中還有同時使用氯化銨和氯化鉀的“雙氯”產品，氯離子含量達到高氯（氯離子的質量分數＞30%），限制了該類產品在經濟作物上的施用。

4高塔造粒工藝

利用加熱熔融設備將氮、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，從而獲得養分分布均勻、顆粒狀良好的復合肥料的生產工藝。根據主要氮源的不同可將產品分為尿基、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。對于尿基產品，前期生產過程中尿素常在塔底熔融在泵至塔頂，容易發生縮二脲超標，目前多在塔頂熔融，且注意利用混合物料降低熔點，正常生產不會產生縮二脲超標的問題。該工藝產品不用烘干和冷卻設備，夏季高溫高濕天氣時生產受到一定的限制，因此目前不少生產裝置都已加裝冷卻設備改善這種狀況。該工藝適宜生產高氮低磷高鉀類型的硫酸鉀型產品，廣泛適用于各類經濟作物和忌氯作物作物。產品顆粒大小不一，表面光滑，每個顆粒都有小孔，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合肥產品水溶性能達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行團聚的干法造粒過程，有的還配套烘干設備，工藝簡單，生產制造費用較低，擠壓造粒機單臺產能小，常多臺連用增加產能。該工藝多生產含氯產品，生產效率受原料粘性大小影響大，產品顆粒有片狀、條狀、扁球狀等多種形狀，顆粒表面不光滑，長途運輸或長期存放顆粒容易粉化。6結論與建議總體來說，氨化和高塔工藝生產裝置的產能較高，產品質量穩定性高，多生產尿硫基復合肥料，可用于基肥、追肥；硝基復合肥料多用高塔造粒工藝生產，用作追肥見效特別快；氨酸和轉鼓工藝產品類型和特點基本一致，生產裝置產能較小，多用于普通氯基肥料的生產，產品磷含量一般相對較高，多用作基肥，擠壓造粒工藝簡單，顆粒的強度方面差一些，產品類型和圓盤、轉鼓工藝類似。選用復合肥料時除了關注有效養分含量外，還應參照生產工藝特點，才能更加科學合理辨別優劣，做出最適宜的選擇。

參考文獻：

[1]張福鎖.科學認識化肥的作用及合理利用,農機科技推廣,2017,01:38-40.

[2]麻坤,刁剛.化肥對中國糧食產量變化貢獻率的研究,植物營養與肥料學報,2018,24(4):1113-1120.

[3]杜春燕.有機肥替代化肥對果實產量、品質及土壤肥力的影響[D].西北農林科技大學,2019.

[4]唐宇,包慧芳,詹發強,侯敏,王寧,楊蓉,林子敬,龍宣杞.化肥減施條件下配施生物有機肥對番茄生長及品質的影響,新疆農業科學,2019,56(05):841-854.

[5]應曉成,張言凡,董晶晶,沈新平.商品有機肥替代化肥對南粳46生長的影響,安徽農學通報,2019,25(08):86-88.

[6]姜玲玲,劉靜,趙同科,杜連鳳.有機無機配施對番茄產量和品質影響的Meta分析,植物營養與肥料學報,2019,25(04):601-610.

[7]GB/T15063-2009復混肥料（復合肥料）.

[8]國家質檢總局.關于《水泥包裝袋》等1077項強制性國家標準轉化為推薦性國家標準的公告,2017年第7號.

[9]國家質量監督檢驗檢疫總局.化肥產品生產許可證實施細則（一）（復肥產品部分）,2016年9月30日公布.

作者:王政 崔海 單位:莒縣劉官莊鎮人民政府