从生产工艺探讨复合肥料的选用问题

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【摘要】化肥在农业生产中具有重要作用，复合肥料是化肥的重要类别，使用普遍，市场上产品众多，施用复合肥料时的科学选择尤为重要。本文从生产工艺角度，探讨了氨化和氨酸、圆盘和转鼓造粒、高塔造粒和挤压造粒等工艺产品的特点，为广大用户科学合理选用复合肥料提供参考。

【关键词】化肥；复合肥料；生产化肥

作为主要农资品种在农业生产中占非常重要的地位。化肥不仅能为作物提供高浓度营养物质，还能增强土壤肥力，上世纪60年代至80年代，发展中国家通过施肥提高粮食作物单产55%～57%，中国粮食产量的一半来自化肥[1]。同时，化肥是影响粮食单产的重要因素，对保障我国粮食产量稳定增长发挥了不可替代的作用[2]。随着化肥施用量方面的政策调控，许多学者的研究专项化肥减量替代。杜春燕的研究表明，生产上有机无机合理配施效果更好[3]。唐宇等研究指出，用生物有机肥代替化肥的施肥方式可以降低化肥的施用量，有利于番茄果实的生长，品质提高，降低番茄脐腐病发病率[4]。应晓成等研究表明有机肥替代化肥处理，能有效增加水稻有效分蘖数，能够提高产量并改善加工品质[5]。姜玲玲等研究也表明有机无机配施能显著提高番茄产量，改善番茄品质，改良土壤品质[6]。上述研究中的化肥减量仅是有限减量和部分替代，这也正从另一方面凸显了化肥的重要作用。复合肥料作为化肥中的一个重要类别，在农业生产中使用最普遍，行业门槛低、生产供应者众多、生产工艺多样，因此，合理选用尤为重要。本文旨在从生产工艺角度对复合肥料的选用问题进行探讨。

1复合肥料生产工艺

现行国家标准GB/T15063-2009定义了复合肥料：氮、磷、钾三种养分中，至少有两种养分表明量的仅由化学方法制成的肥料是复合肥料[7]。该标准2009年开始实施，2017年由强制性标准转化为推荐性标准[8]。化肥是实行生产许可管理的产品，2016年以前的生产许可证实施细则中在复合肥料上产工艺方面也强调和关注有明显无化学反应。现行的化肥产品生产许可证实施细则2016年颁布实施的，对复合肥料产品单元适用的生产工艺要求做出了扩充性调整。圆盘造粒工艺、转鼓造粒工艺、挤压造粒工艺、高塔造粒工艺、挤压造粒工艺均能生产的肥料均可以叫做“复合肥料”[8]。

2氨化和氨酸生产工艺

氨化复合肥生产工艺是采用浓硫酸将氯化钾低温脱氯，生成的硫酸氢钾与稀磷酸混合后形成混酸，然后与合成氨按比例在管式反应器反应，生成复肥料浆直接喷入转鼓造粒机中生成硫酸钾型复合肥料，经烘干、筛分获得产品，氯化钾脱氯过程中产生的HCl气体经水吸收制成副产品盐酸。该工艺产能一般较大，单条生产线产能一般20万吨/年以上，原料用中的浓硫酸、氨气和副产的盐酸属于危化品，对生产企业安全管理水平要求较高。该工艺最直接的优势在于直接利用氯化钾为原料生产硫酸钾复合肥料，产品广泛适用于各种经济作物、忌氯作物，但对于烟草等氯敏感程度非常高的作物要慎重选用。该工艺生产的产品氮、磷、钾养分比较均匀，产品质量稳定性好，颗粒均匀、色泽光亮、硬度高、不宜结快，颗粒表面一般有不规则凹凸、不太光滑，这也是判断氨化工艺产品的明显特征。氨酸工艺是传统转鼓造粒工艺的改进型，用稀磷铵溶液、浓硫酸、氨气在管式反应器中反应，生成的料浆喷入转鼓造粒机中，与其他原料一起经转鼓造粒生产硫基或氯基复合肥料，主要功能在于管式反应器中氨酸反应料将提高造粒效率、颗粒硬度，同时氨酸反应的余热还有减少后期烘干能耗的作用。对于一般不涉及危化品的企业，该工艺产品优势不明显，与普通转鼓造粒工艺产品差别不大，该工艺早期主要利用工艺中有化学反应取得复合肥料生产许可证，至今在有合成氨的厂家仍有应用。

3圆盘和转鼓造粒工艺

圆盘和转鼓造粒通常称为团粒法生产工艺，两者造粒的原理相同，区别在于使用的造粒设备不同，前者使用圆盘造粒，后者使用滚筒造粒。该工艺主要是利用蒸汽打湿物料，然后在圆盘或滚筒的旋转过程中将物料团成球状，再经过烘干、冷却、筛分等工序得到产品。由于利用转动离心力团粒，加之烘干冷却过程中颗粒之间的研磨作用，与氨化工艺相比颗粒圆润、表面光滑，但硬度不及前者。该工艺造粒受限于原料的粘性，常加入膨润土等辅料提高物料的粘性，多用于生产中低浓度（总养分质量分数＜40%）的复合肥料，生产的高浓度复合肥料时多生产低氮高磷低钾产品，多用作大田基肥。该工艺多生产含氯产品，产品中还有同时使用氯化铵和氯化钾的“双氯”产品，氯离子含量达到高氯（氯离子的质量分数＞30%），限制了该类产品在经济作物上的施用。

4高塔造粒工艺

利用加热熔融设备将氮、磷、钾原料及辅料制成熔融状料浆，通过专用喷头喷入自塔顶喷入中空的造粒塔后在空气中自然冷却固化成颗粒，从而获得养分分布均匀、颗粒状良好的复合肥料的生产工艺。根据主要氮源的不同可将产品分为尿基、硝基两类，前者使用尿素为主要氮源，后者使用硝铵磷为主要氮源。对于尿基产品，前期生产过程中尿素常在塔底熔融在泵至塔顶，容易发生缩二脲超标，目前多在塔顶熔融，且注意利用混合物料降低熔点，正常生产不会产生缩二脲超标的问题。该工艺产品不用烘干和冷却设备，夏季高温高湿天气时生产受到一定的限制，因此目前不少生产装置都已加装冷却设备改善这种状况。该工艺适宜生产高氮低磷高钾类型的硫酸钾型产品，广泛适用于各类经济作物和忌氯作物作物。产品颗粒大小不一，表面光滑，每个颗粒都有小孔，比表面积大，溶化速度快，一般用作追肥，通过原料的控制高塔复合肥产品水溶性能达到大量元素水溶肥的水平，可用于微滴灌。

5挤压造粒工艺

挤压造粒工艺是利用压力使原料进行团聚的干法造粒过程，有的还配套烘干设备，工艺简单，生产制造费用较低，挤压造粒机单台产能小，常多台连用增加产能。该工艺多生产含氯产品，生产效率受原料粘性大小影响大，产品颗粒有片状、条状、扁球状等多种形状，颗粒表面不光滑，长途运输或长期存放颗粒容易粉化。6结论与建议总体来说，氨化和高塔工艺生产装置的产能较高，产品质量稳定性高，多生产尿硫基复合肥料，可用于基肥、追肥；硝基复合肥料多用高塔造粒工艺生产，用作追肥见效特别快；氨酸和转鼓工艺产品类型和特点基本一致，生产装置产能较小，多用于普通氯基肥料的生产，产品磷含量一般相对较高，多用作基肥，挤压造粒工艺简单，颗粒的强度方面差一些，产品类型和圆盘、转鼓工艺类似。选用复合肥料时除了关注有效养分含量外，还应参照生产工艺特点，才能更加科学合理辨别优劣，做出最适宜的选择。

参考文献：

[1]张福锁.科学认识化肥的作用及合理利用,农机科技推广,2017,01:38-40.

[2]麻坤,刁刚.化肥对中国粮食产量变化贡献率的研究,植物营养与肥料学报,2018,24(4):1113-1120.

[3]杜春燕.有机肥替代化肥对果实产量、品质及土壤肥力的影响[D].西北农林科技大学,2019.

[4]唐宇,包慧芳,詹发强,侯敏,王宁,杨蓉,林子敬,龙宣杞.化肥减施条件下配施生物有机肥对番茄生长及品质的影响,新疆农业科学,2019,56(05):841-854.

[5]应晓成,张言凡,董晶晶,沈新平.商品有机肥替代化肥对南粳46生长的影响,安徽农学通报,2019,25(08):86-88.

[6]姜玲玲,刘静,赵同科,杜连凤.有机无机配施对番茄产量和品质影响的Meta分析,植物营养与肥料学报,2019,25(04):601-610.

[7]GB/T15063-2009复混肥料（复合肥料）.

[8]国家质检总局.关于《水泥包装袋》等1077项强制性国家标准转化为推荐性国家标准的公告,2017年第7号.

[9]国家质量监督检验检疫总局.化肥产品生产许可证实施细则（一）（复肥产品部分）,2016年9月30日公布.

作者:王政 崔海 单位:莒县刘官庄镇人民政府