張泉貞
(柳州化工股份有限公司,廣西 柳州 545002)
復合肥是復混肥料的一種。復混肥料是指氮、磷、鉀三養分中,至少有兩種養分標明量的由化學方法和(或)摻混方法制成的肥料,這樣復混肥產品就包括了復合肥、摻混肥和有機-無機復混肥料。復肥的產品規格按其含氮(N)、磷(P2O5)、鉀(K2O)有效養分的多少,可分為高濃度復肥、中濃度和低濃度復肥。同時,按生產過程中所添加的不同鉀鹽(氯化鉀或硫酸鉀),又可分為氯基NPK復肥和硫基NPK復肥;添加不同氮源(硝酸銨或尿素、氯化銨),又可有硝基NPK復肥和尿基NPK復肥。復合肥料具有養分含量高、副成分少且物理性狀好等優點,對于平衡施肥,提高肥料利用率,促進作物的高產穩產有著十分重要的作用。早在“八五”期間,全國化肥試驗網在全國布置的5000多個田間試驗結果計算:合理的氮磷鉀化肥配合,可使水稻增產40.8%,玉米增產46.1%,小麥增產56.6%,棉花增產48.6%,油菜籽增產64.4%,大豆增產17.9%[1]。這表明,合理施用氮磷鉀配比肥料,對于大幅提高作物產量,改善作物品質,具有明顯的效果。
硝基復合肥主要適用于煙草、玉米、瓜果、蔬菜、果樹等經濟作物、油料作物、旱地作物的基肥和追肥及偏堿性土壤、喀斯特地貌地區施肥。由于以硝態氮的形式存在,可被作物直接吸收,在生產、儲存、運輸和使用過程中“氮”的損失量較小,因此成為近年來我國正在迅速發展的化肥新品種。由于硝基復合肥“氮”利用率高,肥料快增產顯著、施用對自然環境的污染較小的特點,因此,我國對硝基復合肥的需求量也將呈快速上升的趨勢。
隨著我國經濟作物種植面積的增加及農民施肥的認知水平的增加,高品質的各種專用復合肥需求將迅速增加。工信部發布的《化肥工業“十二五”發展規劃》中提到,鼓勵發展按配方施肥要求的復混肥和專用肥,重視發展中、微量元素肥料、緩控釋肥料?!笆晃濉逼谖矗覈市袠I的復合化率約為30%左右,復合化率水平仍然偏低。為此,氮肥行業今后將加大產品結構調整力度,大力提高緩控釋肥、專用肥和硝硫基復合肥比重,提高“十二五”氮肥復合率,以適應農民用肥的變化和農業結構調整的要求[2]。中石化協會2009年底發布的《石油和化工結構調整指導意見》中指出,化肥重點發展高效復合肥、緩控釋肥等高端產品,提高鉀肥供應能力和高濃度化肥的比例。爭取到2015年,高濃度化肥比例提高到85%,施肥復合率達到40%以上。由此可見,開發高品質復合肥是的主要趨勢之一。
我國復合肥工業起步較晚,二十世紀80年代初期才逐步得到開發和發展。但近年來其發展突飛猛進。截止到2010年底,我國取得生產許可證的復混肥生產企業有4400多家,平均規模不足5 萬噸,存在復混肥企業點多面廣,產品質量難以保障的問題[3]。目前復合肥的設計產能約1.08億噸,實際產能約6600萬噸,年產量約5300萬噸。“十二五”詳細情況見表1:

表1 我國復合肥供需情況表 (萬噸)
據氮肥行業資料統計,目前國內硝基復合肥產量約 600萬噸,2013~2014年間,硝基復合肥產能增加約1000萬噸,到2015年,硝基復合肥產量達1500萬噸左右,產能及產量增加均較大。
目前我國的復合肥生產企業大都集中在山東、江蘇、湖北、四川等省份,主要消費市場也大都集中在北方市場。
復合肥的生產關鍵是造粒工藝,造粒工藝不同形成不同的生產技術。復合肥的生產技術工藝選擇應根據原料來源和產品的配方,合適的選擇工藝路線。固體復肥生產工藝主要有:固體團粒法、摻混法、擠壓法、熔體塔式噴淋造粒和轉筒造粒法幾種。大型復合肥裝置基本采用熔體塔式噴淋造粒和轉筒造粒機造粒兩種方法。以下簡要介紹顆粒狀復合肥的生產方法。
該法為我國一些中小型規模的復合肥廠大多采用此種方法。傳統的固體團粒法將含氮、磷、鉀養分的基礎固體肥料及輔助料,經粉碎至一定細度后,送入轉鼓造粒機或園盤造粒機內,借助于噴灑水或水蒸汽或單質肥料漿液或粘合劑,提供熱量和水分,并配入微量元素或農藥、激素等成份,在造粒機內?;俳浉稍?、篩分、冷卻、涂油、撥粉而制成。此法既可生產高、中、低濃度復混肥料,又可生產含微量元素的專用型復混肥、生產靈活性大,但投資較大,成本也高。
近兩年來國內開發出一種利用氨酸反應時產生的大量反熱來加熱物料。與傳統復合肥蒸汽受熱方式相比,由于受熱面以及受熱方式的不同,氨酸造??梢约訜嵛锪现?80~100℃,而傳統工藝只有60℃左右,這就進一步提高了化學鹽類的溶解度,在相同的液相比例下造粒物料水分可以降低2%~3%,同時成球率明顯提高,提高了裝置的生產能力。與傳統的方法相比,該工藝具有低成本,低能耗,高產量等特點。
將顆粒度相近的兩種或兩種以上的基礎肥料配料后均勻混合后即成。該法工藝過程簡單,缺乏混合的均勻性、施肥過程容易造成養分局部過施或不足,目前多被淘汰。
是將兩種或兩種以上的基礎肥、添加劑、填充劑在一定的液相量中,通過機械擠壓成圓柱形或片狀。由于其對總液相量的要求苛刻、操作調節范圍小、原輔料的選擇受到限制,給予配料增加困難,且因擠壓造粒機械易出故障,因此,限制了該法發展。但因該生產工藝流程簡單,能耗少、投資小、適合于小規模就地生產。
熔體造粒制高濃度復合肥生產技術是利用熔融的尿素或硝銨溶液,配以磷銨、鉀肥,通過造粒塔的造粒噴頭噴淋造粒。目前該方法已在多家大型復合肥裝置上得到應用。該法不需要傳統復合肥生產裝置中投資及能耗最大的干燥系統,特別適合高氮比的三元(N、P、K)和二元(N、K或 N、P)高濃度復合肥的生產。
該方法主要為物理過程,利用了尿素和硝銨在高溫下能形成高濃度溶液的特性(≥95%),以尿液或硝銨濃溶液直接噴入造粒機床層中,利用尿液或硝銨溶液提供的液相與其它固體基礎肥料和返科一起進行涂布造粒,這樣可以減少水或蒸汽的加入量,減少造粒物料的水含量,同樣也達到減少造粒水含量、干燥負荷和減少能耗的目的。造粒物料經干燥、篩分、冷卻即得到(尿基或硝基)復合肥料產品。由于轉筒造粒機可以將較小顆?;虼箢w粒作為返料晶種,轉筒造粒機的造粒產品粒度比塔式噴淋造粒產品粒徑稍大,均勻度也較好。該法可靈活生產多種配方的復合肥產品,為我國大型復合肥裝置較多采用的方法。
未來復合肥的生產將更加注重專用肥、配方肥的生產,根據作物的生產特性和對施肥養分需求的特點,開發適合于特定作物的專用肥、配方肥,提高肥料的利用率,改善作物品質,為農民創收。
由于我國經濟的發展,目前大部分農村青壯年勞動力到城市務工,剩下老人和小孩留守,農村勞動力的減少。而農業施肥目前還是重體力活,因此以后少施肥但能保證作物營養需求量越來越受農戶歡迎。在同等重量的情況下,高濃度復合肥的養分基本上高出低濃度復合肥養分的一倍,施肥量僅占低濃度復合肥量的一半,因此,高濃度復合肥比例將不斷增大。
硝基復合肥的優越性將被越來越多的人認識到,隨著農民科學施肥的意識增加,硝基復合肥的需求量將會不斷上升。
開發緩釋復合肥、控釋復合肥、水溶性肥等復合肥高端品種。
由于緩釋、控釋肥養分釋放緩慢,釋放期較長,一次施肥能滿足作物的整個生長期生長所需的肥料,在今后勞動力比較緊缺的情況下,這個肥料的優點是非常顯著,特別是一些種植大戶,在人工成本比較高的情況下,選擇緩控釋肥將是比較好的選擇。
水溶性肥料也是一種很有市場發展前景的高端復合肥料。水溶性肥是指在測土配方的基礎上,按作物營養需求的特點,進行科學配比并添加微量元素,可滿足作物生長所需要的全部營養元素的復合肥料。水溶性肥主要配以噴滴罐技術進行施肥,灌溉與施肥溶為一體的新農業技術稱為“水肥一體化”,“水肥一體化”具有肥料利用率高,節省人工,節約水資源的優點,特別是在缺水的地方,“水就是肥,肥就是水”,是一種值得推廣并有廣闊發展前景的農業新技術,也是我國“十二五”期間大力推進的農業新技術。但目前水溶性肥料生產成本較高,銷售價格昂貴,而且水溶性肥的施用對農化服務要求很高,這阻礙了水溶性肥的進一步市場開發和發展,因此企業及研發部門需加大技術及研發投入,降低水溶肥的成本,提高農化服務水平,使水溶肥料最終能大幅推向大田作物。
復合肥企業需有較高的農化服務團隊,科學指導施肥、配肥、售后等工作。比如,復合肥的施肥非常講究科學性,不適當的施肥方式會造成肥料的浪費甚至對作物會造成燒苗等傷害。因此未來復合肥生產企業需加大施肥指導,做好農化服務工作。
[1]林葆,李家康;我國化肥的肥效及其提高的途徑——全國化肥試驗網的主要結果[J].土壤學報,1989,26(03):273-279.
[2]中國農業科學院土壤肥料研究所化肥網組.我國氮磷鉀化肥的肥效演變和提高增產效益的主要途徑[J].土壤肥料,1986,(1~2).