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国内生产磷肥工艺,硫酸分解磷矿生产磷铵占主导地位

http://www.consignmentlot.biz/feiliao/ 2019-4-28 8:59:20 阅读数:80

磷肥生产过程中,国内外科学家进行有效探索,在我国生产磷肥工艺中,硫酸分解磷矿生产磷铵的工艺占据主导地位。

国内生产磷肥工艺,硫酸分解磷矿生产磷铵占主导地位

近5年来,我国高浓度磷肥产品所占比例越来越高,从2013年的88.42%提升至2017年的93.58%,磷铵产品则是市场上常见的磷肥品种,占磷肥总量的80%左右。毫无疑问,由于磷铵工艺的成熟,我国磷肥产品不仅可以供应国内农业的需求还可以大量出口。但是在磷肥产业蓬勃发展的同时也给我们的环境埋下了隐患。

磷石膏,这是在磷铵生产过程中不可忽视的问题。根据磷复肥工业协会的数据,2018年我国磷石膏利用量为3100万吨,利用率为39.7%。据估计,加上往年存量,目前我国磷石膏存量在3亿吨以上。植物营养与肥料学会理事长白由路说:“目前,磷石膏是难处理的工业固废。尽管我国对磷石膏的利用有很多途径,但是利用量仍然有限。”

由于处理难度大、社会需求有限等原因,磷石膏大量累积并造成严重的污染问题。在环保高压下,磷肥行业开始重新审视其工艺路线,硝酸磷肥的生产工艺再次被重视。

据白由路介绍,硝酸磷肥的工艺以硝酸分解磷矿并获得硝酸磷肥和硝酸钙两种产品。他说:“这两种产品都可以作为肥料施用,可实现真正的‘无渣’生产。这种工艺与磷铵生产工艺相比还有一个优势,就是不需要依赖进口硫磺。我国的磷铵生产工艺中,一半的硫都是依赖进口的。这等于说,我们进口了大量的硫磺或者硫酸,在国内我们变成了硫酸钙这种废弃物(磷石膏的主要成分是硫酸钙)。基于这些方面,建议国家多生产硝酸磷肥,减少磷铵的生产。”

据了解,目前生产硝酸磷肥比较成熟的工艺有两种:一种是冷冻法,用硝酸分解磷矿,然后通过冷却剂冷却使酸解液中的硝酸钙结晶并从溶液中析出,这种工艺没有固废产生;另一种是混酸法,用硝酸分解磷矿后,通过加入硫酸使多余的钙离子以硫酸钙结晶沉淀析出,这种工艺仍然有硫酸钙这种固废产生。白由路分析认为,我国应该鼓励冷冻法工艺生产硝酸磷肥。

肥料形态多样化需要增加硝酸磷肥产能

全国农业技术推广中心首席专家高祥照从我国农业的实际需求解读了“鼓励硝酸磷肥法生产磷肥”的内涵。他说:“磷铵在磷肥中占比过高,幅员辽阔,地区差异很大,磷铵也不是放之四海而皆准的肥料。比如在北方地区,早春气温较低,磷养分受温度影响不能及时供应作物需求,为了让作物获得足够的磷养分,农民大量施用磷肥,导致北方磷肥用量过高。南方是另外一种情况,磷铵的水溶性比较高,而且南方的土壤容易固定磷,相对来说磷肥的用量也比较大。而硝酸磷肥是磷养分供应的又一种途径,在南方蔬菜区以及北方的早春低温地区,这种产品就更适宜一些。也就是说,不同的磷肥品种对我国农业来说有不同的适应性。”他表示,从播种面积来说,我国三分之一以上的耕地适宜使用硝酸磷肥。

据了解,硝酸磷肥不仅含有硝态氮、铵态氮、可溶性磷和枸溶性磷,同时还含有中微量元素,对作物生长十分有利。其副产品硝酸钙经过处理以后可以形成硝酸铵钙,这种产品全水溶,是一种含硝态氮和速效钙的复合肥料。尽管硝酸磷肥具有很多优势,但是我国在这种工艺上始终发展迟缓。

面对当前现状,高祥照分析说:“我国的作物品种比较丰富,土壤条件比较复杂,不同的肥料品种都有它存在的价值。我们不能片面强调肥料单一化。”他认为,未来肥料行业的发展方向一定会特别注重不同肥料形态的配合。农业需求的多样化就应该引领化肥产业的多样化。从占比来说,我国的硝酸磷肥还比较少。我们可以去一些磷铵、尿素的产能,增加一些硝基肥、硝酸磷肥以及硝铵的产能。

我国硝酸磷肥产业发展为何滞后?

虽然从工业废渣、农业实际需求方面讲,我国需要增加硝酸磷肥产能,但不能忽视硝酸磷肥的技术瓶颈。数十年来,我国能够达产达标的硝酸磷肥企业屈指可数。据介绍,目前我国生产硝酸磷肥的企业仅有3家,一是天脊煤化工集团有限公司的90万吨冷冻法生产线,二是贵州金正大诺泰尔公司的25万吨硝酸磷肥生产装置,三是贵州芭田生态工程有限公司的30万吨冷冻法生产装置。

为什么我国硝酸磷肥产业发展迟滞?白由路认为,这是由多种原因造成的。

首先,我国的硝酸磷肥工艺是在“一穷二白”的基础上从国外引进的,把国外的技术消化吸收的过程比较漫长。白由路说:“1983年,原山西化肥厂(天脊煤化工集团有限公司)引进一套硝酸磷肥装置,有两条生产线,每条生产线年产45万吨,在当时甚至现在,每条45万吨的生产线都是全世界较大的,但实际上成熟的海德鲁工艺是15万吨。扩大规模后的生产线在很长一段时间内都不能稳定生产。”据了解,天脊集团引进的这套装置来自8个国家,单个的技术都是成熟的,单个的设备都是一流的,但是把他们组装后就出现了衔接不畅等问题,再加上规模扩大、国内磷矿品位低等因素,使得这套装置走走停停,技术难题不断。白由路说:“这直接导致了一个后果,很多公司都不敢干了。”

另外,其他企业尝试失败的影响也很大。1990年,原济南化肥厂建成了15万吨的硝酸磷肥生产装置,但由于技术、材料、装备等一系列原因,造成停产。这次失败的尝试更加让业内望而却步。同时开封化肥厂也建设了16万吨采用混酸法生产硝酸磷肥的装置,但是也停止了生产。至2010年,我国只有天脊集团还在生产硝酸磷肥。

现如今,贵州芭田生态工程有限公司的顺利运行又让行业看到了希望。早在贵州芭田项目上马之前,芭田的负责人找到了当时还在天脊集团负责技术工作的冯军强。现任芭田股份副总裁的冯军强说:“当时,我就和芭田的负责人讲,这种工艺存在一些问题。天脊解决了一部分,但是由于条件限制,有一些问题还没解决。我担心这套装置建成后开不起来或者开起来后会有很多问题。芭田的负责人认为,既然知道问题所在,那就在新建装置时把问题规避掉。”

硝酸磷肥工艺瓶颈已被突破

2012年,芭田决定在天脊技术的基础上再创新,来实现硝酸磷肥工艺的国产化。2013年4月18日总投资102.78亿元的芭田磷化工循环经济生态产业项目正式启动。2015年5月,硝酸磷肥装置全流程打通并产出合格产品。2018年10月达产达标,并通过了相关组织的鉴定。芭田在天脊技术的基础上,从打通流程到达产达标仅用了3年多的时间,这标志着我国冷冻法硝酸磷肥工艺已经成熟,并具备了可复制性。

能取得这样的成果,和我国一套硝酸磷肥装置积累的经验密不可分。据了解,天脊集团的硝酸磷肥装置在达产达标之前,先后对设备实施800多项技术改造,真正掌握了这套装置的核心技术并对其中关键问题都有了成熟的解决方案。正是我国几代人的努力,才有了硝酸磷肥工艺技术的成熟。

植物营养与肥料学会于2018年分别对我国生产硝酸磷肥的三个厂家进行了实地调研,认为我国目前生产硝酸磷肥的技术瓶颈基本得到突破,天脊集团在生产过程中所遇到的一系列问题均得到了有效解决。随着技术的完善,我国硝酸磷肥行业已经具备大发展的前提条件。

硝酸磷肥替代磷铵的前景广阔

植物营养与肥料学会通过调研对我国的硝酸磷肥产业的发展前景进行了分析。目前我国有2.99亿亩蔬菜、1.67亿亩果树,我国南方地区有6.2亿亩粮食作物都需要补充钙营养,水溶性钙产品需求很大。每年以每亩平均20公斤计算,我国将需要2000万吨以上的硝酸铵钙容量。按硝酸磷肥工艺中硝酸磷肥和硝酸铵钙产量的比例3:2计算,我国将有3000万吨硝酸磷肥的容量,这样可以替代800万吨磷铵,从而每年可减少2000万吨磷石膏的排放、减少400万吨硫磺的消耗。但是目前我国的3个生产厂家的硝酸磷肥总产能仅145万吨,远远不能满足我国农业的需求。

而作为全国仅有的两家冷冻法生产硝酸磷肥的企业——天脊集团和贵州芭田,也具备技术输出的能力和意愿。天脊集团股份公司副总经理杨福旺表示,目前天脊集团已经完全掌握了硝酸磷肥的生产工艺,可以进行技术输出,帮助其他企业建设硝酸磷肥装置。

冯军强也表示:“现在芭田这套装置国产化以后,我们起码可以和天脊进行交流,共同探讨技术进步。他们好的经验可以让我们学习,我们的技术进步也可以让他们使用。如果再有几家上这个装置的话,技术的进步肯定会更大。因此,我们愿意帮助更多企业建设这套装置,避免走不必要的弯路。”

从1983年到今天,的硝酸磷肥事业已经走过了36年。在这36年中,经过几代天脊集团全体员工的艰辛努力,我国硝酸磷肥生产的技术瓶颈已经突破,并且在贵州芭田进行了成功的实践,实现了所有装置的国产化以及工艺流程的复制。在环保要求日益严格以及化肥需求多样化的今天,鼓励硝酸磷肥工艺生产磷肥已经成为时代的声音,而更为关键的是天脊集团与贵州芭田都有技术输出的意愿。

综上,硝酸磷肥产业发展以具备了天时地利人和的条件,将会迎来大发展大机遇。(新型肥料网)

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