硝酸磷肥未來發(fā)展?jié)摿善?/h1>
2019-01-31 23:50:52中國農(nóng)資崔海濤
中國農(nóng)資 2019年20期
《中國農(nóng)資》記者 崔海濤
近期，國家發(fā)展改革委發(fā)布了《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2019年本，征求意見稿）》公開征求意見的公告。該公告由鼓勵類、限制類、淘汰類三個類別組成。在鼓勵類中，“硝酸磷肥法生產(chǎn)磷肥”尤為引人矚目。為此，《中國農(nóng)資》記者采寫了《硝酸磷肥：小肥種將迎來大發(fā)展》的專題報(bào)道。文章刊發(fā)后，引發(fā)業(yè)內(nèi)關(guān)注。部分從業(yè)人員就“硝酸磷肥法生產(chǎn)磷肥”提出一些疑問，這些問題主要集中在硝酸磷肥的磷含量較低是否能滿足農(nóng)作物對磷的需求；尾礦、酸不溶物是否會對環(huán)境造成污染；鼓勵“硝酸磷肥法生產(chǎn)磷肥”是否有經(jīng)濟(jì)價值等多個方面。為了解答這些困惑，記者采訪了行業(yè)專家和企業(yè)負(fù)責(zé)人。
未來磷肥結(jié)構(gòu)或調(diào)整為50%磷銨、30%硝酸磷肥、20%其他低濃度磷肥，而現(xiàn)在硝酸磷肥占比還不到1%。
采訪嘉賓
上海化工研究院教授級高級工程師 陳明良
（嘉賓簡介：陳明良一直從事硝酸磷肥研究，是上?；ぱ芯吭合跛崃追蕦ｎ}組的最后一任組長。）
四川大學(xué)杰出教授 鐘本和
（嘉賓簡介：鐘本和發(fā)明的“料漿法”磷銨工藝及成套裝備，結(jié)束了我國中低品位磷礦不能生產(chǎn)高濃度磷肥的歷史。）
芭田股份副總裁 馮軍強(qiáng)
（嘉賓簡介：貴州芭田硝酸磷肥工藝的核心技術(shù)人員之一。）
問題一 與磷銨產(chǎn)品相比，硝酸磷肥的磷含量較低。在實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，硝酸磷肥是否能滿足農(nóng)作物對磷的需求？
陳明良：硝酸磷肥生產(chǎn)是以氮帶磷，工藝特征決定產(chǎn)品中氮含量等于或高于磷含量，國內(nèi)冷凍法硝酸磷肥產(chǎn)品一般N/P2O5比大于2，直接使用基本可以滿足大部分農(nóng)作物對磷的需求。
由于我國磷資源集中于中南和西南的五省，尤其是云貴占到了我國磷資源和磷肥產(chǎn)量的50%以上?；A(chǔ)肥料集中于資源地生產(chǎn)是肥料發(fā)展趨勢，有利于降低運(yùn)輸成本的高濃度磷銨和尿素成為了我國主要的肥料品種。在化肥使用地，按照作物的需求，通過基礎(chǔ)肥料的混配調(diào)整產(chǎn)品的氮磷鉀配比也有利于作物生長和提高肥料利用率。
馮軍強(qiáng)：芭田硝酸磷肥產(chǎn)品的磷含量可以達(dá)到17%。對于更高含量的磷產(chǎn)品，我們在實(shí)驗(yàn)室是可以完成的，但是工業(yè)化還需要進(jìn)一步的研究提升。農(nóng)作物不一定全都需要高磷產(chǎn)品，對磷要求特別高的作物可以直接施用磷銨，我們的硝酸磷肥不是要全部替代磷銨，是部分替代。實(shí)際上我國在引進(jìn)硝酸磷肥和磷銨工藝時，這兩種工藝是同步進(jìn)行的。多年來，由于硝酸磷肥工藝還存在一些問題，沒有在國內(nèi)推廣起來。而現(xiàn)在，隨著技術(shù)的進(jìn)步，硝酸磷肥工藝具備了進(jìn)一步推廣的技術(shù)條件。
記者點(diǎn)評
《硝酸磷肥：小肥種將迎來大發(fā)展》刊發(fā)后，有讀者擔(dān)心，硝酸磷肥的磷含量低，無法滿足農(nóng)業(yè)對磷養(yǎng)分的需求。從嘉賓的分析來看，不必過分擔(dān)心這一情況，國家鼓勵硝酸磷肥工藝發(fā)展并不等同于全部替代磷銨生產(chǎn)。中國植物營養(yǎng)與肥料學(xué)會關(guān)于磷肥結(jié)構(gòu)調(diào)整的建議是50%磷銨、30%硝酸磷肥、20%其他低濃度磷肥，認(rèn)為這種結(jié)構(gòu)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求、保證環(huán)境安全和資源安全是較為合理的。
問題二 硝酸磷肥工藝中，尾礦、酸不溶物該如何處理，是否會對環(huán)境造成污染？
陳明良：硝酸磷肥尤其是冷凍法硝酸磷肥工藝對磷礦質(zhì)量要求較高，我國的磷礦原礦質(zhì)量達(dá)不到冷凍法硝酸磷肥工藝要求，不可能直接使用原礦。并且隨著磷礦品位的降低，濕法磷酸工藝所用礦也會使用精選礦。尾礦可能是礦物加工的共性問題，不僅僅是磷肥工業(yè)。
我國磷礦酸不溶物普遍偏高，濕法磷酸工藝的酸不溶物大部分隨磷石膏帶出，冷凍法硝酸磷肥一般設(shè)置酸不溶物除去裝置，主要成分是二氧化硅。是否會對環(huán)境造成污染就看酸不溶物細(xì)度和工藝設(shè)置情況，完善的設(shè)計(jì)應(yīng)該不會對環(huán)境造成污染。
馮軍強(qiáng)：芭田股份針對磷礦反浮選工藝存在尾礦堆積問題，結(jié)合目前硝酸磷肥裝置對磷精礦原料的需求，開發(fā)出了磷礦弱酸性（硝酸）浸取，制取碳酸鈣鎂、硝酸銨鈣鎂、低鎂磷精礦的工藝技術(shù)，與冷凍法硝酸磷肥工藝結(jié)合，使磷礦中磷、鈣、鎂等所有元素得以充分利用，并且無尾礦和磷石膏排放。目前，年產(chǎn)10萬噸精礦的磷礦資源化綜合利用示范裝置已經(jīng)進(jìn)入單體試車階段，該示范裝置設(shè)計(jì)精礦（P2O5≥35%，MgO≤0.8%）10萬噸/年，副產(chǎn)硝酸銨鈣鎂2萬噸/年。示范裝置成功后，我們下一步還計(jì)劃建設(shè)兩個30萬噸的選礦裝置，進(jìn)一步提升技術(shù)水平。
在酸不溶物的處理上，芭田股份是將其全部分離，洗凈之后做土壤調(diào)理劑。
記者點(diǎn)評
在采訪中，記者了解到，現(xiàn)在在一些地區(qū)已經(jīng)不批尾礦堆場，這就要求企業(yè)對尾礦吃干榨凈。中國植物營養(yǎng)與肥料學(xué)會建議可將這些尾礦按鈣鎂磷肥工藝生產(chǎn)堿性土壤調(diào)理劑，這樣既可以改良酸性土壤，也可補(bǔ)充中微量元素。
問題三 冷凍法生產(chǎn)硝酸磷肥工藝會產(chǎn)生大量的酸性和堿性尾氣，這些尾氣是否有成熟的處置辦法？
陳明良：由于硝酸自身分解溫度低，并且磷礦中有還原性物質(zhì)存在，因此在硝酸分解磷礦過程中易析出NOx，磷礦中的F也會在酸解過程中逸出，這些都是酸性尾氣。在中和及濃縮過程中會有氨逸出，產(chǎn)生堿性尾氣。對于酸性和堿性尾氣已經(jīng)有成熟的解決方案和工程實(shí)施案例。
馮軍強(qiáng)：貴州芭田硝酸磷肥裝置，在設(shè)計(jì)時尾氣達(dá)標(biāo)排放就是我們重點(diǎn)考慮的一個問題，在工藝包設(shè)計(jì)時就征得了設(shè)計(jì)院所、大專院校等眾多專家意見。貴州芭田硝酸磷肥裝置投產(chǎn)后，也順利通過環(huán)評驗(yàn)收，酸性尾氣、堿性尾氣全部實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，生產(chǎn)廢水全部回收利用，實(shí)現(xiàn)零排放。
記者點(diǎn)評
就目前企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)看，只要工藝設(shè)計(jì)到位，硝酸磷肥裝置尾氣達(dá)標(biāo)已不是難題。
問題四 相較于濕法磷銨工藝，硝酸磷肥工藝投入成本更大，現(xiàn)在鼓勵“硝酸磷肥法生產(chǎn)磷肥”是否有經(jīng)濟(jì)價值？
陳明良：從單位磷投入考慮，硝酸磷肥裝置投資遠(yuǎn)大于濕法磷銨，并且硝酸磷肥產(chǎn)品單一，生產(chǎn)的主要產(chǎn)品只能是化肥。從酸的成本考慮，雖然我國缺硫，但全球角度看硫資源很豐富，尤其是天然氣副產(chǎn)的硫資源和冶煉酸的增加，硫酸的相對價格反而便宜了。而硝酸從氨氧化而來，還是“貴”酸。
硫酸法磷酸制磷銨現(xiàn)在主要問題是產(chǎn)生大量的磷石膏，尤其是西南磷肥集中區(qū)，磷石膏如何處置可能是影響磷肥行業(yè)生存的問題。
冷凍法硝酸磷肥產(chǎn)生的四水硝鈣可以作為產(chǎn)品銷售，也可以繼續(xù)加工成全溶性的硝酸銨鈣，固體廢棄物較少。
由于硝酸磷肥產(chǎn)品含磷量低，在我國磷資源地（尤其是磷資源地氮不足情況下）生產(chǎn)硝酸磷肥各方面都是不合理的，硝酸磷肥適合于建在肥料使用地。
鐘本和：對于磷銨企業(yè)來說，如果把磷石膏處理成本加起來的話，其成本會比硝酸磷肥工藝的成本還要高。如果我國想解決磷石膏問題的話，硝酸法還是值得推廣的，只是說，我們還需要一些技術(shù)進(jìn)步。
記者點(diǎn)評
有測算顯示，硝酸磷肥的投資成本是磷銨的3倍?？偟膩碚f，硝酸磷肥裝置的投資成本比較高，需要國家的政策扶持。
問題五 我國缺少優(yōu)質(zhì)磷礦，如果大力發(fā)展硝酸磷肥工藝，我國的磷礦是否能滿足該工藝的需求？
鐘本和：我們要發(fā)展新技術(shù)，對礦的要求降低一些，如果物理選礦不夠的話，可以用化學(xué)選礦，或者在工藝過程里加上溶析法除鈣。
記者點(diǎn)評
陳明良：滿足冷凍法硝酸磷肥生產(chǎn)要求的國產(chǎn)精選磷礦不多。精選選礦還得考慮成本。制約我國冷凍法硝酸磷肥工藝發(fā)展的主要原因是我國的磷礦資源（包括經(jīng)濟(jì)上可行的選礦后精選磷礦）從質(zhì)量和數(shù)量上無法滿足冷凍法硝酸磷肥對磷礦的要求和需求。
加大技術(shù)研發(fā)力度仍然是硝酸磷肥工藝面對的重大課題。以往我國對硝酸磷肥投入較少，今后不僅要在選礦工藝上進(jìn)行技術(shù)突破，還要在能耗、磷礦綜合利用等方面下功夫。
問題六 您對以硝酸磷肥裝置替代部分磷銨裝置的觀點(diǎn)是否贊同？
陳明良：從基礎(chǔ)原料、投資回報(bào)、工程配套、熟練的化工操作工藝等方面考量，說替代部分磷銨裝置有點(diǎn)不太實(shí)際，只能說硝酸磷肥是磷銨基礎(chǔ)肥料的補(bǔ)充。
鐘本和：硝酸磷肥還是主要的發(fā)展方向。因?yàn)樵诹追噬a(chǎn)領(lǐng)域，磷石膏的處理仍然相當(dāng)困難，現(xiàn)在希望從源頭上不產(chǎn)生磷石膏，那么只能走硝酸法。
記者點(diǎn)評
硝酸磷肥工藝的未來主要考慮三個因素的變化，即政策支持力度、硝酸磷肥工藝的科技創(chuàng)新以及磷銨企業(yè)磷石膏處理能力。如果磷銨企業(yè)處理磷石膏的能力一直得不到根本改善，那么進(jìn)一步發(fā)展硝酸磷肥可能只是時間問題。雖然業(yè)內(nèi)專家還有一些意見分歧，但我們要看到有分歧才能讓問題更清晰，才能更好地促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
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（嘉賓簡介：貴州芭田硝酸磷肥工藝的核心技術(shù)人員之一。）
問題一 與磷銨產(chǎn)品相比，硝酸磷肥的磷含量較低。在實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，硝酸磷肥是否能滿足農(nóng)作物對磷的需求？
陳明良：硝酸磷肥生產(chǎn)是以氮帶磷，工藝特征決定產(chǎn)品中氮含量等于或高于磷含量，國內(nèi)冷凍法硝酸磷肥產(chǎn)品一般N/P2O5比大于2，直接使用基本可以滿足大部分農(nóng)作物對磷的需求。
由于我國磷資源集中于中南和西南的五省，尤其是云貴占到了我國磷資源和磷肥產(chǎn)量的50%以上?；A(chǔ)肥料集中于資源地生產(chǎn)是肥料發(fā)展趨勢，有利于降低運(yùn)輸成本的高濃度磷銨和尿素成為了我國主要的肥料品種。在化肥使用地，按照作物的需求，通過基礎(chǔ)肥料的混配調(diào)整產(chǎn)品的氮磷鉀配比也有利于作物生長和提高肥料利用率。
馮軍強(qiáng)：芭田硝酸磷肥產(chǎn)品的磷含量可以達(dá)到17%。對于更高含量的磷產(chǎn)品，我們在實(shí)驗(yàn)室是可以完成的，但是工業(yè)化還需要進(jìn)一步的研究提升。農(nóng)作物不一定全都需要高磷產(chǎn)品，對磷要求特別高的作物可以直接施用磷銨，我們的硝酸磷肥不是要全部替代磷銨，是部分替代。實(shí)際上我國在引進(jìn)硝酸磷肥和磷銨工藝時，這兩種工藝是同步進(jìn)行的。多年來，由于硝酸磷肥工藝還存在一些問題，沒有在國內(nèi)推廣起來。而現(xiàn)在，隨著技術(shù)的進(jìn)步，硝酸磷肥工藝具備了進(jìn)一步推廣的技術(shù)條件。
記者點(diǎn)評
《硝酸磷肥：小肥種將迎來大發(fā)展》刊發(fā)后，有讀者擔(dān)心，硝酸磷肥的磷含量低，無法滿足農(nóng)業(yè)對磷養(yǎng)分的需求。從嘉賓的分析來看，不必過分擔(dān)心這一情況，國家鼓勵硝酸磷肥工藝發(fā)展并不等同于全部替代磷銨生產(chǎn)。中國植物營養(yǎng)與肥料學(xué)會關(guān)于磷肥結(jié)構(gòu)調(diào)整的建議是50%磷銨、30%硝酸磷肥、20%其他低濃度磷肥，認(rèn)為這種結(jié)構(gòu)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求、保證環(huán)境安全和資源安全是較為合理的。
問題二 硝酸磷肥工藝中，尾礦、酸不溶物該如何處理，是否會對環(huán)境造成污染？
陳明良：硝酸磷肥尤其是冷凍法硝酸磷肥工藝對磷礦質(zhì)量要求較高，我國的磷礦原礦質(zhì)量達(dá)不到冷凍法硝酸磷肥工藝要求，不可能直接使用原礦。并且隨著磷礦品位的降低，濕法磷酸工藝所用礦也會使用精選礦。尾礦可能是礦物加工的共性問題，不僅僅是磷肥工業(yè)。
我國磷礦酸不溶物普遍偏高，濕法磷酸工藝的酸不溶物大部分隨磷石膏帶出，冷凍法硝酸磷肥一般設(shè)置酸不溶物除去裝置，主要成分是二氧化硅。是否會對環(huán)境造成污染就看酸不溶物細(xì)度和工藝設(shè)置情況，完善的設(shè)計(jì)應(yīng)該不會對環(huán)境造成污染。
馮軍強(qiáng)：芭田股份針對磷礦反浮選工藝存在尾礦堆積問題，結(jié)合目前硝酸磷肥裝置對磷精礦原料的需求，開發(fā)出了磷礦弱酸性（硝酸）浸取，制取碳酸鈣鎂、硝酸銨鈣鎂、低鎂磷精礦的工藝技術(shù)，與冷凍法硝酸磷肥工藝結(jié)合，使磷礦中磷、鈣、鎂等所有元素得以充分利用，并且無尾礦和磷石膏排放。目前，年產(chǎn)10萬噸精礦的磷礦資源化綜合利用示范裝置已經(jīng)進(jìn)入單體試車階段，該示范裝置設(shè)計(jì)精礦（P2O5≥35%，MgO≤0.8%）10萬噸/年，副產(chǎn)硝酸銨鈣鎂2萬噸/年。示范裝置成功后，我們下一步還計(jì)劃建設(shè)兩個30萬噸的選礦裝置，進(jìn)一步提升技術(shù)水平。
在酸不溶物的處理上，芭田股份是將其全部分離，洗凈之后做土壤調(diào)理劑。
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在采訪中，記者了解到，現(xiàn)在在一些地區(qū)已經(jīng)不批尾礦堆場，這就要求企業(yè)對尾礦吃干榨凈。中國植物營養(yǎng)與肥料學(xué)會建議可將這些尾礦按鈣鎂磷肥工藝生產(chǎn)堿性土壤調(diào)理劑，這樣既可以改良酸性土壤，也可補(bǔ)充中微量元素。
問題三 冷凍法生產(chǎn)硝酸磷肥工藝會產(chǎn)生大量的酸性和堿性尾氣，這些尾氣是否有成熟的處置辦法？
陳明良：由于硝酸自身分解溫度低，并且磷礦中有還原性物質(zhì)存在，因此在硝酸分解磷礦過程中易析出NOx，磷礦中的F也會在酸解過程中逸出，這些都是酸性尾氣。在中和及濃縮過程中會有氨逸出，產(chǎn)生堿性尾氣。對于酸性和堿性尾氣已經(jīng)有成熟的解決方案和工程實(shí)施案例。
馮軍強(qiáng)：貴州芭田硝酸磷肥裝置，在設(shè)計(jì)時尾氣達(dá)標(biāo)排放就是我們重點(diǎn)考慮的一個問題，在工藝包設(shè)計(jì)時就征得了設(shè)計(jì)院所、大專院校等眾多專家意見。貴州芭田硝酸磷肥裝置投產(chǎn)后，也順利通過環(huán)評驗(yàn)收，酸性尾氣、堿性尾氣全部實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，生產(chǎn)廢水全部回收利用，實(shí)現(xiàn)零排放。
記者點(diǎn)評
就目前企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)看，只要工藝設(shè)計(jì)到位，硝酸磷肥裝置尾氣達(dá)標(biāo)已不是難題。
問題四 相較于濕法磷銨工藝，硝酸磷肥工藝投入成本更大，現(xiàn)在鼓勵“硝酸磷肥法生產(chǎn)磷肥”是否有經(jīng)濟(jì)價值？
陳明良：從單位磷投入考慮，硝酸磷肥裝置投資遠(yuǎn)大于濕法磷銨，并且硝酸磷肥產(chǎn)品單一，生產(chǎn)的主要產(chǎn)品只能是化肥。從酸的成本考慮，雖然我國缺硫，但全球角度看硫資源很豐富，尤其是天然氣副產(chǎn)的硫資源和冶煉酸的增加，硫酸的相對價格反而便宜了。而硝酸從氨氧化而來，還是“貴”酸。
硫酸法磷酸制磷銨現(xiàn)在主要問題是產(chǎn)生大量的磷石膏，尤其是西南磷肥集中區(qū)，磷石膏如何處置可能是影響磷肥行業(yè)生存的問題。
冷凍法硝酸磷肥產(chǎn)生的四水硝鈣可以作為產(chǎn)品銷售，也可以繼續(xù)加工成全溶性的硝酸銨鈣，固體廢棄物較少。
由于硝酸磷肥產(chǎn)品含磷量低，在我國磷資源地（尤其是磷資源地氮不足情況下）生產(chǎn)硝酸磷肥各方面都是不合理的，硝酸磷肥適合于建在肥料使用地。
鐘本和：對于磷銨企業(yè)來說，如果把磷石膏處理成本加起來的話，其成本會比硝酸磷肥工藝的成本還要高。如果我國想解決磷石膏問題的話，硝酸法還是值得推廣的，只是說，我們還需要一些技術(shù)進(jìn)步。
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鐘本和：我們要發(fā)展新技術(shù)，對礦的要求降低一些，如果物理選礦不夠的話，可以用化學(xué)選礦，或者在工藝過程里加上溶析法除鈣。
記者點(diǎn)評
陳明良：滿足冷凍法硝酸磷肥生產(chǎn)要求的國產(chǎn)精選磷礦不多。精選選礦還得考慮成本。制約我國冷凍法硝酸磷肥工藝發(fā)展的主要原因是我國的磷礦資源（包括經(jīng)濟(jì)上可行的選礦后精選磷礦）從質(zhì)量和數(shù)量上無法滿足冷凍法硝酸磷肥對磷礦的要求和需求。
加大技術(shù)研發(fā)力度仍然是硝酸磷肥工藝面對的重大課題。以往我國對硝酸磷肥投入較少，今后不僅要在選礦工藝上進(jìn)行技術(shù)突破，還要在能耗、磷礦綜合利用等方面下功夫。
問題六 您對以硝酸磷肥裝置替代部分磷銨裝置的觀點(diǎn)是否贊同？
陳明良：從基礎(chǔ)原料、投資回報(bào)、工程配套、熟練的化工操作工藝等方面考量，說替代部分磷銨裝置有點(diǎn)不太實(shí)際，只能說硝酸磷肥是磷銨基礎(chǔ)肥料的補(bǔ)充。
鐘本和：硝酸磷肥還是主要的發(fā)展方向。因?yàn)樵诹追噬a(chǎn)領(lǐng)域，磷石膏的處理仍然相當(dāng)困難，現(xiàn)在希望從源頭上不產(chǎn)生磷石膏，那么只能走硝酸法。
記者點(diǎn)評
硝酸磷肥工藝的未來主要考慮三個因素的變化，即政策支持力度、硝酸磷肥工藝的科技創(chuàng)新以及磷銨企業(yè)磷石膏處理能力。如果磷銨企業(yè)處理磷石膏的能力一直得不到根本改善，那么進(jìn)一步發(fā)展硝酸磷肥可能只是時間問題。雖然業(yè)內(nèi)專家還有一些意見分歧，但我們要看到有分歧才能讓問題更清晰，才能更好地促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
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