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        飼料級磷酸氫鈣Ⅲ型在畜禽配合飼料中的應(yīng)用

        2011-05-03 10:15:42
        飼料博覽 2011年2期
        關(guān)鍵詞:磷酸氫鈣磷酸鹽效價(jià)

        徐 剛

        (1.中國磷營養(yǎng)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(huán)??偩峙c國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫局聯(lián)合發(fā)布了《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18596-2001),對畜禽養(yǎng)殖業(yè)水污染物中總磷濃度進(jìn)行了限定。磷作為動物不可缺少的必需營養(yǎng)元素之一,在所有礦物元素中其生物學(xué)功能最多,面臨資源短缺,國家環(huán)保要求雙重壓力,開發(fā)優(yōu)質(zhì)、高效、環(huán)保的磷酸鹽成為保障飼料業(yè)持續(xù)、健康、快速發(fā)展的基礎(chǔ)。

        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(jié)合物,其中磷酸二氫鈣是水溶性磷酸鹽,在磷酸氫鈣Ⅲ型產(chǎn)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(chǎn)品指標(biāo)、生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品特點(diǎn)以及在畜禽配合飼料中的使用方式等進(jìn)行闡述。

        1 產(chǎn)品指標(biāo)

        為鼓勵和規(guī)范飼料級磷酸氫鈣Ⅲ型產(chǎn)品的生產(chǎn),我國分別于2005年7月10日和2008年11月21日發(fā)布了《飼料級磷酸一二鈣》產(chǎn)品的化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(HG/T3776-2005)和《飼料級磷酸氫鈣》的國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T22549-2008),在2008年發(fā)布的《飼料級磷酸氫鈣》標(biāo)準(zhǔn)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(bǔ)充畜禽磷鈣需要的傳統(tǒng)礦物質(zhì)磷酸鹽是磷酸氫鈣(按照新的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)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(chǎn)品理化指標(biāo)的不同點(diǎn)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(chǎn)工藝

        含磷礦物質(zhì)飼料的生產(chǎn)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(chǎn)流程簡單,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,但是由于生產(chǎn)1 t含磷礦物質(zhì)飼料大約需要消耗10.08 GJ電能,由于能源的緊張及生產(chǎn)成本影響,已被濕法生產(chǎn)工藝取代。濕法磷酸法是先用酸性較強(qiáng)的無機(jī)酸或酸式鹽分解磷礦,再進(jìn)行脫氟,除雜,并用石灰或碳酸鈣、液氨中和反應(yīng)加工的含磷礦物質(zhì)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(chǎn)中常用硫酸法,其次為鹽酸法,本文以硫酸法生產(chǎn)磷酸氫鈣Ⅲ型做一簡單介紹[3]。

        第一步:濕法磷酸的生產(chǎn)。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(zhì)。因此,硫酸分解磷礦時(shí),在反應(yīng)槽中同時(shí)發(fā)生許多副反應(yīng)。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(shí)需要消耗較多的硫酸,產(chǎn)生CO2,由于CO2的逸出,反應(yīng)槽中會產(chǎn)生較多泡沫,對生產(chǎn)造成不利影響,其中,鈣作為硫酸鈣沉淀進(jìn)入磷石膏,而鎂卻全部進(jìn)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(jié)晶體的生產(chǎn)不利,從而使生產(chǎn)能力降低。分解磷礦時(shí),磷礦中的R2O3(倍半氧化物,F(xiàn)e2O3和Al2O3的合稱)有50%~80%進(jìn)入磷酸中,會導(dǎo)致反應(yīng)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(chǎn)強(qiáng)度,更重要的是影響脫氟生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)成本。

        第二步:含磷礦物質(zhì)飼料的生產(chǎn)。用制得的濕法磷酸生產(chǎn)含磷礦物質(zhì)飼料,最核心的工藝技術(shù)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(xué)物質(zhì)(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(yīng)生成的磷酸氫鈣在足量高濃度磷酸存在情況下,繼續(xù)與磷酸發(fā)生反應(yīng),生成磷酸二氫鈣,當(dāng)所加入磷酸的量不足,不能保證將磷酸氫鈣完全轉(zhuǎn)化為磷酸二氫鈣時(shí),就會有部分磷酸氫鈣的剩余,此時(shí)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(yīng)用技術(shù)

        中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所和四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動物營養(yǎng)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(xué)效價(jià)、校正磷和替代比例進(jìn)行了深入的研究,證實(shí)磷酸二氫鈣是現(xiàn)有飼料級磷酸鹽中使用效果最好的,而傳統(tǒng)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(tài)的磷具有互補(bǔ)增效的作用。不同磷酸鹽在不同動物上的生物學(xué)效價(jià)和替代比例見附表[4-9]。

        在實(shí)際應(yīng)用時(shí),可根據(jù)當(dāng)時(shí)磷酸鹽的校正磷價(jià)格決定選用哪種磷酸鹽產(chǎn)品,以保證飼料質(zhì)量,維持畜禽健康,滿足動物對磷的需求[10]。兩種生物學(xué)效價(jià)不同的磷酸鹽相互取代時(shí),可參照公式(1)計(jì)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(shù)量(kg·t-1)、總磷含量(%)和相對生物學(xué)效價(jià)(%);PS2、C2、BV2分別為待用磷酸鹽的添加數(shù)量(kg·t-1)、總磷含量(%)和相對生物學(xué)效價(jià)(%)。

        附表 不同磷酸鹽在不同動物上的應(yīng)用

        4 磷酸氫鈣Ⅲ型產(chǎn)品特點(diǎn)

        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(dǎo)致3種磷酸鈣鹽對同種動物具有不同的相對生物學(xué)效價(jià)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(shí)呈現(xiàn)出以下特點(diǎn):由于磷酸二氫鈣、磷酸氫鈣Ⅲ型含有相當(dāng)部分的水溶磷,產(chǎn)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(huán)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(shí),由于產(chǎn)品磷含量遠(yuǎn)高于磷酸氫鈣Ⅰ型,所以能夠節(jié)約磷酸鈣鹽的鐵路運(yùn)費(fèi)以及從火車站到飼料廠倉庫的短運(yùn)費(fèi),為飼料廠貢獻(xiàn)原料成本優(yōu)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(jìn)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(jìn)食物的消化,并且微酸性物質(zhì)能夠增強(qiáng)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(shí)較磷酸氫鈣Ⅰ型可以節(jié)約配方空間,更利于飼料配方的調(diào)整和飼料配方成本的控制[11]。

        5 展望

        隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,磷資源的日益匱乏以及環(huán)境保護(hù)的要求,傳統(tǒng)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(fā)展趨勢,被市場接受和認(rèn)可[12]。

        [1]張國.磷酸一二鈣(MDCP)應(yīng)是飼料磷酸鹽的發(fā)展趨勢[J].磷肥與復(fù)肥,2008,23(1):39-40.

        [2]馬金枝.不同來源飼料級磷酸氫鈣的質(zhì)量及安全研究[D].雅安:四川農(nóng)業(yè)大學(xué),2006.

        [3]霍啟光.動物磷營養(yǎng)與磷源[M].北京:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社,2002.

        [4]霍啟光.磷酸二氫鈣在動物飼料中的應(yīng)用技術(shù)[J].北方牧業(yè),2009(12):27.

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