硝酸磷肥的生產工藝和產品性能

申潞軍

我國是當今世界上生產和使用化肥數量最多的國家，化肥在我國農業生產中發揮著無可替代的巨大作用，其中硝酸磷肥作為一種重要的氮磷二元復合肥料和復混肥料二次加工的重要基礎原料，其在工業生產和農業應用領域有著明顯優勢。

一、硝酸磷肥的生產工藝

在硝酸磷肥的整個生產工藝過程中，顯著的特點是利用硝酸分解磷礦，而硝酸根又作為氮素營養保留在產品中。從磷礦的硝酸分解液中除去鈣離子則是至關重要的技術問題，其中采用間接冷凍法制備硝酸磷肥的工藝最為先進。

間接冷凍法制備硝酸磷肥生產工藝如圖1所示：

1. 綜合加壓法制備硝酸

采用法國 GP 公司的綜合加壓專利技術和裝置制備硝酸。

2. 酸解反應

在酸解槽中，進行酸解。硝酸分解磷礦的同時，將磷礦中含有鈣、鎂、鋅、錳、硼等中微量營養元素及稀土元素活化，保留到肥料產品中。

3. 酸不溶物的分離

磷礦在形成和開采過程中總是伴生或夾帶一些雜質礦物如方解石、白云石、硅酸鹽等。因此，在生產中需要對酸不溶物進行沉降分離。

4. 硝酸鈣的結晶與分離

將硝酸分解磷礦得到的酸解液冷凍至-2～-5℃，使溶液中的硝酸鈣以四水結晶Ca（NO3）2·4H2O的形式析出，將結晶和母液分離，得到適宜的濾液。

5. 母液中氨的中和

酸解液經過硝酸鈣的結晶和分離，經過氨中和之后將得到含有磷酸鹽和硝酸鹽的料漿。

6. 中和料漿的濃縮

母液中氨中和后，將帶有一定水分的熱料漿進行濃縮。

7. 造粒與干燥

經過濃縮后的料漿在雙軸造粒機中進行造粒，造粒后的物料經過兩層篩網的過濾成為合格產品；當生產含鉀的產品時，一般在料漿造粒時加入鉀鹽（氯化鉀或硫酸鉀）。

1987年建成投產的山西化肥廠（天脊集團前身）90萬噸/年硝酸磷肥裝置（配套45萬噸/年合成氨和108萬噸/年硝酸裝置）亦是采用上述工藝（圖1至圖3）。經過30多年的生產實踐，為我國農業生產累計輸送硝酸磷型復合肥料2 000余萬噸，產品備受廣大用戶青睞。

總之，硝酸磷肥是復合肥料的重要品類，硝酸磷肥的生產是氮肥生產和磷肥生產的完美結合。不同硝酸磷肥工藝技術與生產過程的規律性和特點可概括為：共同的過程有磷礦酸解，除去多余的鈣，N-P溶液的中和，中和料漿的濃縮造粒；不同的過程是分離（或固定、沉淀）鈣的具體方法有差異。

二、硝酸磷肥的產品性能

1. 理化性質

硝酸磷肥是一種完全化學合成的氮磷二元復合肥料，其組分較復雜，主要成分是硝酸銨、硝酸鈣、磷酸一銨、磷酸二銨、磷酸一鈣、磷酸二鈣，一般為灰白色顆粒，生理中性，有一定吸濕性，水溶性好，抗壓強度較大。硝酸磷肥中含氮成分主要是硝酸銨和硝酸鈣，都可溶于水；含磷成分主要是磷酸銨和磷酸二鈣，前者可溶于水，后者可被土壤中微生物分泌酸溶解；代表產品配方有N-P2O5-K2O：26.5-11.5-0、25-15-0、25-10-0等。

2. 性能特點

①肥料利用率高。根據“國際硝酸磷肥學術討論會論文集”資料，由原農業部牽頭，在我國北方9省43縣380萬畝土壤上，經過3年大田肥效試驗，綜合結果表明硝酸磷肥中的硝態氮能促進土壤中磷的移動，提高了磷的空間有效性，增加了土壤速效磷的含量；在我國北方地區正常降雨和合理灌溉條件下，硝酸磷肥中的硝態氮及硝化作用產生的硝態氮，水平擴散距離為10～30厘米，垂直向下滲透的距離不超過60厘米，不會造成氮的滲漏流失；硝酸磷肥與等養分的氮磷復混肥和傳統的尿素加磷酸二銨相比，多增產15%左右，其肥料利用率較高。

②養分供應穩定。硝酸磷肥中的枸溶性磷酸二鈣，在肥料顆粒中起網狀框架結構作用，每種有效成分在顆粒中均勻分布一致，使顆粒肥料向土壤釋放養分的速度與作物從土壤中吸收養分的速度成正相關。硝酸磷肥中的硝態氮（占總氮的45%），流動性大，作用快，聚向根系密集部位，屬于速效性氮；銨態氮（占總氮的55%）可與土壤膠體交換結合，肥效相對持久穩定，屬于緩效性氮。水溶性磷（占總磷70%）被作物直接吸收利用，屬速效性磷；枸溶性磷（占總磷30%）在作物生長中后期，隨著土溫的升高和根系的成熟，可被微生物分泌的酸和作物根部呼出的酸溶解后被作物吸收，屬緩效性磷，氮和磷均為一急一緩，緩急相濟，符合長效化。硝酸磷肥的長效性突破了含磷肥料只做基肥的傳統方法，適宜的氮磷比例，符合大多數作物全生育期吸收氮磷比例的要求，在現代農業的田間肥水管理上應用前景更為廣闊。

③氮磷配比科學。科學試驗證明，適宜生長在酸性土壤上的嫌鈣植物，以利用銨鹽占優勢；適宜生長在石灰性pH值高的土壤上的嗜鈣植物，則以利用硝酸鹽占優勢。絕大部分作物（除豆科作物）在全生育過程中吸收的氮、磷的比例都是高氮低磷，在作物不同吸肥高峰期施用硝酸磷肥都可及時發揮肥效，為作物在生長過程中提供了均勻一致、比例適中的氮磷營養環境和選擇性，為農業生產的低投入和高產出創造了條件。

④中微量元素全。硝酸磷肥由天然磷礦加工而成，磷礦中的鈣、鎂、鋅、錳、硼等中微量元素在生產過程中得到活化，生成可被作物吸收的相對應的硝酸鹽。施用硝酸磷肥使土壤中微量營養元素得到一定的補充，可避免或減輕作物缺素癥的發生，有效增強作物抗病、抗旱等抗逆性，進一步提高農產品品質。

⑤含硝酸稀土。大量的研究資料表明，硝酸稀土在提高作物產量和品質方面有著不可替代的作用。例如，天脊集團生產的硝酸磷肥由于采用富含稀土元素的河北礬山磷礦做配礦，使用硝酸分解磷礦的方法生產，所以產品中含有硝酸稀土。硝酸稀土可以提高植物的葉綠素含量，增強光合作用，促進種子萌發和根系發育，增加根系對養分的吸收。

綜上所述，硝酸磷型復合肥是一種全營養復合肥，肥料利用率高，肥效快且穩定；既能當基肥用，也可當追肥用，做基肥后勁足，做追肥來得快；省時省工，使用方便；含有中微量元素和硝酸稀土，對農作物的增產和優產提供保障，符合現代農業對肥料的要求。

（作者聯系地址：天脊集團銷售公司市場部 郵編：047507）