飼料級磷酸氫鈣Ⅲ型在畜禽配合飼料中的應用

徐 剛

（1.中國磷營養研究中心，四川 雅安 625014；2.四川川恒化工股份有限公司，四川 什邡 618400）

飼料級磷酸鹽的磷主要來源于硫酸對磷礦石的萃取，2001年國土資源部稱到2010年磷礦成為不能保證需要的礦石之一。2001年12月28日，國家環保總局與國家質量監督檢驗檢疫局聯合發布了《畜禽養殖業污染物排放標準》（GB18596－2001），對畜禽養殖業水污染物中總磷濃度進行了限定。磷作為動物不可缺少的必需營養元素之一，在所有礦物元素中其生物學功能最多，面臨資源短缺，國家環保要求雙重壓力，開發優質、高效、環保的磷酸鹽成為保障飼料業持續、健康、快速發展的基礎。

飼料級磷酸氫鈣Ⅲ型（MDCP）是磷酸二氫鈣（MCP）與磷酸氫鈣（DCP）的共晶結合物，其中磷酸二氫鈣是水溶性磷酸鹽，在磷酸氫鈣Ⅲ型產品中約占60%。研究表明，采用磷酸氫鈣Ⅲ型作添加劑的飼料，動物對其有效成分的吸收率比磷酸二鈣（DCP）高，其糞便中殘留的磷較少[1]。本文將從飼料級磷酸氫鈣Ⅲ型的產品指標、生產工藝、產品特點以及在畜禽配合飼料中的使用方式等進行闡述。

1 產品指標

為鼓勵和規范飼料級磷酸氫鈣Ⅲ型產品的生產，我國分別于2005年7月10日和2008年11月21日發布了《飼料級磷酸一二鈣》產品的化工行業標準（HG/T3776－2005）和《飼料級磷酸氫鈣》的國家標準（GB/T22549－2008），在2008年發布的《飼料級磷酸氫鈣》標準中，正式將磷酸一二鈣歸為飼料級磷酸氫鈣Ⅲ型。

在配合飼料中用于補充畜禽磷鈣需要的傳統礦物質磷酸鹽是磷酸氫鈣（按照新的國家標準規定的名稱即磷酸氫鈣Ⅰ型），飼料級磷酸氫鈣Ⅰ型與飼料級磷酸氫鈣Ⅲ型產品理化指標的不同點在于總磷（P）含量磷酸氫鈣Ⅰ型≥16.5%，而磷酸氫鈣Ⅲ型≥21.0%，枸溶磷（P）含量磷酸氫鈣Ⅰ型≥14.0，而磷酸氫鈣Ⅲ型≥18.0，鈣（Ca）含量磷酸氫鈣Ⅰ型≥20.0，而磷酸氫鈣Ⅲ型≥14.0。

2 生產工藝

含磷礦物質飼料的生產按其從磷礦中分離磷的方法分為熱法磷酸法和濕法磷酸法。熱法磷酸法相對于濕法生產流程簡單，產品質量穩定，但是由于生產1 t含磷礦物質飼料大約需要消耗10.08 GJ電能，由于能源的緊張及生產成本影響，已被濕法生產工藝取代。濕法磷酸法是先用酸性較強的無機酸或酸式鹽分解磷礦，再進行脫氟，除雜，并用石灰或碳酸鈣、液氨中和反應加工的含磷礦物質飼料。此法又分為硫酸法、鹽酸法、硝酸法或氟硅酸及硫酸氫銨法等[2]。生產中常用硫酸法，其次為鹽酸法，本文以硫酸法生產磷酸氫鈣Ⅲ型做一簡單介紹[3]。

第一步：濕法磷酸的生產。用硫酸分解磷礦石得到磷酸和石膏，磷礦中除了磷灰石外，還含有許多雜質。因此，硫酸分解磷礦時，在反應槽中同時發生許多副反應。碳酸鹽在磷礦石中是以白云石形式的碳酸鈣和碳酸鎂存在，酸解時需要消耗較多的硫酸，產生CO2，由于CO2的逸出，反應槽中會產生較多泡沫，對生產造成不利影響，其中，鈣作為硫酸鈣沉淀進入磷石膏，而鎂卻全部進入磷酸溶液，造成分解料漿磷酸黏度及比重增加，對磷石膏結晶體的生產不利，從而使生產能力降低。分解磷礦時，磷礦中的R2O3（倍半氧化物，Fe2O3和Al2O3的合稱）有50%～80%進入磷酸中，會導致反應料漿溶液相對濃度升高，不利于磷石膏晶體的生長且加大過濾生產強度，更重要的是影響脫氟生產工藝及產品的質量和生產成本。

第二步：含磷礦物質飼料的生產。用制得的濕法磷酸生產含磷礦物質飼料，最核心的工藝技術在于脫除其中的氟化物。在濕法磷酸中加入與氟化物能生成難溶化合物沉淀的化學物質（沉淀劑），使其從磷酸中沉淀出來，得到脫氟磷酸或脫氟的磷酸鹽溶液。如用Ca（OH）2脫氧，反應生成的磷酸氫鈣在足量高濃度磷酸存在情況下，繼續與磷酸發生反應，生成磷酸二氫鈣，當所加入磷酸的量不足，不能保證將磷酸氫鈣完全轉化為磷酸二氫鈣時，就會有部分磷酸氫鈣的剩余，此時形成的磷酸鹽就是磷酸氫鈣Ⅲ型，即磷酸一二鈣。

3 磷酸鹽在動物飼料中的應用技術

中國農業科學院飼料研究所和四川農業大學動物營養研究所對飼料級磷酸鹽（磷酸二氫鈣、磷酸氫鈣Ⅲ型和磷酸氫鈣Ⅰ型）在不同動物上的生物學效價、校正磷和替代比例進行了深入的研究，證實磷酸二氫鈣是現有飼料級磷酸鹽中使用效果最好的，而傳統的磷酸氫鈣Ⅰ型是3種飼料級磷酸鈣鹽中使用效果最差的，磷酸氫鈣Ⅲ型由于其組成分為磷酸二氫鈣和磷酸氫鈣Ⅰ型，使得不同形態的磷具有互補增效的作用。不同磷酸鹽在不同動物上的生物學效價和替代比例見附表[4－9]。

在實際應用時，可根據當時磷酸鹽的校正磷價格決定選用哪種磷酸鹽產品，以保證飼料質量，維持畜禽健康，滿足動物對磷的需求[10]。兩種生物學效價不同的磷酸鹽相互取代時，可參照公式（1）計算每噸飼料的磷酸鹽添加量。

式中：PS1、C1、BV1分別為配方中擬被取代磷酸鹽的添加數量（kg·t－1）、總磷含量（%）和相對生物學效價（%）；PS2、C2、BV2分別為待用磷酸鹽的添加數量（kg·t－1）、總磷含量（%）和相對生物學效價（%）。

附表 不同磷酸鹽在不同動物上的應用

4 磷酸氫鈣Ⅲ型產品特點

由于磷酸二氫鈣、磷酸氫鈣Ⅲ型以及磷酸氫鈣Ⅰ型具有不同的總磷含量，枸溶磷含量以及水溶磷含量，導致3種磷酸鈣鹽對同種動物具有不同的相對生物學效價以及不同的消化利用率，從而在配合飼料中使用磷酸二氫鈣以及磷酸氫鈣Ⅲ型替代磷酸氫鈣Ⅰ型時呈現出以下特點：由于磷酸二氫鈣、磷酸氫鈣Ⅲ型含有相當部分的水溶磷，產品在動物體中消化利用率比磷酸氫鈣高，動物糞便中排放的磷含量降低，有利于環保；飼料廠在使用磷酸二氫鈣或磷酸氫鈣Ⅲ型替代磷酸氫鈣Ⅰ型時，由于產品磷含量遠高于磷酸氫鈣Ⅰ型，所以能夠節約磷酸鈣鹽的鐵路運費以及從火車站到飼料廠倉庫的短運費，為飼料廠貢獻原料成本優勢；磷酸二氫鈣、磷酸氫鈣Ⅲ型與磷酸氫鈣Ⅰ型的pH分別為3.5、4.0和7.0，磷酸二氫鈣和磷酸氫鈣Ⅲ型呈微酸性，動物采食進入胃后，酸性的磷酸二氫鈣與磷酸氫鈣Ⅲ型能夠激活胃蛋白酶原的活性，促進食物的消化，并且微酸性物質能夠增強仔豬等動物的食欲，提高動物采食量；使用高磷含量的磷酸二氫鈣和磷酸氫鈣Ⅲ型制作飼料配方時較磷酸氫鈣Ⅰ型可以節約配方空間，更利于飼料配方的調整和飼料配方成本的控制[11]。

5 展望

隨著社會經濟的發展，磷資源的日益匱乏以及環境保護的要求，傳統的飼料級磷酸鹽DCP將逐漸被淘汰，磷酸二氫鈣和磷酸氫鈣Ⅲ型將成為未來飼料磷酸鹽市場的發展趨勢，被市場接受和認可[12]。

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