高塔喷淋生产粒状硝酸铵钙

永桃

（四川大学建筑与环境学院，四川 成都 610000）

2002年，农用硝酸铵产品因其易燃易爆而被公安部纳入民爆物品系列，国家禁止了硝铵的生产。面对大量硝铵生产设备的闲置以及硝态氮市场的大量需求，国家允许将现有的硝铵添加适量防爆剂与中、微量元素，继而生产出来的产品延用以前的名字但又有所区别，故称为 “硝基复合肥”。为了增加硝态氮肥在市场上的竞争能力，充分发挥硝酸铵生产装置的特点，泸天化拟定生产硝酸铵钙。本文介绍用熔融硝铵与白云石粉混合，高塔喷淋造粒生产硝酸铵钙的情况。生产硝钙工艺流程变动不大，不增加装备资金，且产品适应范围广，是我公司硝铵车间硝铵改型改产的一条途径。

1 硝酸铵钙的性能

土壤条件对植物生长十分重要，高含盐量土壤中的钙常常被钠置换，施用硝酸铵钙可增加钙的供应。钙还可使硬质土壤变得疏松，帮助维持土壤良好的结构，给植物和微生物提供最佳的生长条件。

1.1 硝酸铵钙中硝态氮的肥效

硝酸铵钙中硝态氮无需土壤转化就能立即被植物吸收利用，适用于各种土壤，可迅速溶于水中并直接被植物根部吸收。作基肥和追肥均可，最适宜作追肥。作追肥时，其氮素可很快到达根部，不会像铵态氮作追肥时，遇石灰性或碱性土壤，铵态氮反应生成氨挥发而损失［1］。

1.2 钙营养素对植物和土壤的作用

钙对植物生长至关重要。硝酸铵钙不仅能给土壤和植物提供氮素，而且还提供水溶性钙。许多地区的多种作物曾发现因缺钙出现病害。如苹果的苦味斑、软木斑，西红柿和柿子椒的烂头病、枯萎病，芹菜的黑心病，均是缺钙造成的。施用硝酸铵钙可有效防治这些病害，提高植物抗病害的能力［2］。

1.3 硝酸铵钙的分类

硝酸铵钙是硝铵与白云石粉按一定比例混合而成的硝铵类复合肥料。与纯硝铵相比，主要是改善了硝铵的结块和热稳定性，从而减少了贮存和运输中火灾或爆炸的危险性，此外还因添加了钙质，使养分成为多元。植物是以硝态氮的形式吸收硝酸铵钙中的氮，氮损失小，而尿素、碳铵中的氮全部为铵态氮，所以氮损失大。现市场上有两种类型的硝酸铵钙产品，主要参数如表1。

表1 市场上硝酸铵钙产品物性对比

2 市场前景

2.1 国际市场

图1 硝酸铵钙国际市场价格变化

从图1中看出，国际上硝酸铵钙价格一直在上升，目前基本维持在280～290欧元／t，但随着主要原料液氨价格的攀升，预计其未来价格将会升高。国外在20世纪80年代开发成功硝酸铵钙肥料，现生产工艺已相当成熟，装置规模可达400kt／a。目前，硝酸铵钙肥料在西欧、美国、澳大利亚等国家和地区已得到了广泛的应用。在西欧一些国家中，硝酸铵钙的消费量已占整个硝铵类肥料市场消费总量的60%。西方发达国家及中东、东南亚广大地区，由于劳动力和资源的相对缺乏，硝酸和硝酸盐工业已经极度萎缩，生产能力减小，但需求量很大。从一些国内外研究报告可以看出，未来硝酸铵钙在国际市场上需求缺口较大，市场前景广阔。

2.2 国内市场上需求量逐年上升

在国内，前几年硝酸铵钙的生产企业不多，近年来由于农用硝酸铵的生产和销售受到限制，为了满足国内市场硝态氮肥的缺口，一些硝酸铵生产企业转产硝酸铵钙。如云南解化集团有限公司的原硝酸铵生产装置，于2003年转产硝酸铵钙，工艺流程变动不大、投资费用增加不多，充分利用了原有的硝酸铵生产装置。转产的硝酸铵钙产品既降低了硝酸铵的含量，不具备爆炸性，同时也增添了有效养分钙，产品投放市场后供不应求，深受广大用户的好评。

3 生产工艺简介

3.1 工艺流程说明

将温度169℃，浓度为96%～97.5%的硝铵熔液送入缓冲槽备用，通过磁力泵进入带搅拌器的混合槽内与白云石按一定比例混合，比例为（75%～83%）∶（25%～17%）。白云石物性指标：碳酸钙CaO≥20%；MgO≥20%；Fe2O3≤0.2%；水分≤0.3%；粒度100%过60～80目。白云石通过加料机经负压管道进入混合槽。混合后的硝酸铵钙料浆中含水3%～4%，用泵将此料浆送至造粒塔顶旋转造粒器内，进行喷淋造粒。造粒器为锥形多孔喷头，喷头高度约300mm，内喷头转速29Hz，外喷头转速28Hz。内外喷头以不同速度旋转，将料浆切割成粒子，利用造粒塔的高度自然冷却。工艺流程简图如图2。

从造粒塔出来的硝酸铵钙颗粒温度约为80℃，必须进行再次冷却，至40℃以下，这样才能防止温度变化引起产品板结。可采取沸腾冷却和振动筛分，将水分降到0.2%。粒度小于1mm的细粉返回混合槽；合格的颗粒，在外喷涂复合肥防结块剂，所得成品送仓库包装、贮存。

3.2 装置运行情况

公司于2011年进行试生产，在整个试生产过程中，各主要工艺参数基本稳定，具体运行参数见表2。

通过此次试生产1600t硝酸铵钙产品，可以确定现有装置生产该产品基本可行，在工艺上与生产硝基复合肥区别不大，制浆和造粒均能实现连续运行，但由于添加剂白云石粉不容易和液体混合，添加比例不易控制，产品含量难以准确控制；且在该产品试生产过程中各主要设备均出现不同程度的故障，在现有设备下生产该产品，不仅大大增大劳动强度且无法长期稳定运行。因此，若要长期稳定生产该产品，装置中混合罐、造粒机喷头、包装机皮带、链板机等有待进一步改进。

图2 硝酸铵熔融液添加白云石工艺流程示意图

表2 不同造粒量及配比下各产品运行参数

4 组分分析

分析标准为HG／T 3790－2005，结果见表3。

4.1 外 观

粒子外观乳白透明，中间有一个小孔，粒子大小均匀，没有相互粘连现象。据现场工作人员说，这与生产NP复合肥的情况相似，说明此生产系统能满足硝酸铵钙的生产。由于高温条件下，硝酸铵有少量分解成氨气，冷却过程中挥发就会在粒子中间形成小孔，后在实验室内做造粒进行验证。

4.2 结块测定

称取相同重量的硝酸铵、NP复合肥、硝酸铵钙100g，采用30kg重量的物体压制在结块器上方，让其快速结块。实验室放置一个周后取出，把结块样品从高度为1.0m的地方自然落下，观测其破碎情况。见表4。

表3 泸天化硝酸铵钙分析

表4 结块筛分结果（质量百分数） %

从表4中看到，硝酸铵与NP复合肥经快速结块后，筛分后大于4.75mm的团粒较多，说明在压力相同情况下，硝酸铵钙结块比硝酸铵轻。从1m高处把结块复合肥摔落来看，硝酸铵钙粒子分散较好，再用力就能捏松散，不影响肥效。还有就是要求包装温度要低，取样时发现，包装车间温度约为80℃，结果，样品密封放置2h就结块了。

4.3 吸潮性测定

分别取10.000g样品在表面皿内，放置在空气中，吸潮，3d后测定重量，见表5。

表5 三种肥料吸潮结果

三种肥料在空气中放置三天后，都变成水溶状态，称吸有水量相当。说明硝酸铵钙肥料与硝酸铵一样极易吸潮。因此，要求包装前喷防结块剂，并且必须有内塑料袋。

5 结 论

（1）硝酸铵钙在施用方面具有硝态氮肥的特点，既能填补因农用硝酸铵停产而产生的市场缺口，又增加了国内多元硝基复合肥料的品种，在农作物增产、农民增收和农业增效及提高农产品的国际竞争力方面都能发挥重要的作用。

（2）利用现有硝酸铵生产装置完全可以生产硝酸铵钙，不增加设备，生产原料易得，产品成本低，投资少，装置利用率高，市场竞争力强等，又能增加泸天化硝基复合肥料的品种。

［1］高之江.造粒硝酸铵装置改产硝酸铵钙 ［J］.中氮肥，2003，19 （2）：10～12.

［2］汪家铭.新型高效复合肥料硝酸铵钙生产及市场概况 ［J］.大氮肥，2006.29 （3）：154～156.