硝酸磷肥的生产工艺和产品性能

申潞军

我国是当今世界上生产和使用化肥数量最多的国家，化肥在我国农业生产中发挥着无可替代的巨大作用，其中硝酸磷肥作为一种重要的氮磷二元复合肥料和复混肥料二次加工的重要基础原料，其在工业生产和农业应用领域有着明显优势。

一、硝酸磷肥的生产工艺

在硝酸磷肥的整个生产工艺过程中，显著的特点是利用硝酸分解磷矿，而硝酸根又作为氮素营养保留在产品中。从磷矿的硝酸分解液中除去钙离子则是至关重要的技术问题，其中采用间接冷冻法制备硝酸磷肥的工艺最为先进。

间接冷冻法制备硝酸磷肥生产工艺如图1所示：

1. 综合加压法制备硝酸

采用法国 GP 公司的综合加压专利技术和装置制备硝酸。

2. 酸解反应

在酸解槽中，进行酸解。硝酸分解磷矿的同时，将磷矿中含有钙、镁、锌、锰、硼等中微量营养元素及稀土元素活化，保留到肥料产品中。

3. 酸不溶物的分离

磷矿在形成和开采过程中总是伴生或夹带一些杂质矿物如方解石、白云石、硅酸盐等。因此，在生产中需要对酸不溶物进行沉降分离。

4. 硝酸钙的结晶与分离

将硝酸分解磷矿得到的酸解液冷冻至-2～-5℃，使溶液中的硝酸钙以四水结晶Ca（NO3）2·4H2O的形式析出，将结晶和母液分离，得到适宜的滤液。

5. 母液中氨的中和

酸解液经过硝酸钙的结晶和分离，经过氨中和之后将得到含有磷酸盐和硝酸盐的料浆。

6. 中和料浆的浓缩

母液中氨中和后，将带有一定水分的热料浆进行浓缩。

7. 造粒与干燥

经过浓缩后的料浆在双轴造粒机中进行造粒，造粒后的物料经过两层筛网的过滤成为合格产品；当生产含钾的产品时，一般在料浆造粒时加入钾盐（氯化钾或硫酸钾）。

1987年建成投产的山西化肥厂（天脊集团前身）90万吨/年硝酸磷肥装置（配套45万吨/年合成氨和108万吨/年硝酸装置）亦是采用上述工艺（图1至图3）。经过30多年的生产实践，为我国农业生产累计输送硝酸磷型复合肥料2 000余万吨，产品备受广大用户青睐。

总之，硝酸磷肥是复合肥料的重要品类，硝酸磷肥的生产是氮肥生产和磷肥生产的完美结合。不同硝酸磷肥工艺技术与生产过程的规律性和特点可概括为：共同的过程有磷矿酸解，除去多余的钙，N-P溶液的中和，中和料浆的浓缩造粒；不同的过程是分离（或固定、沉淀）钙的具体方法有差异。

二、硝酸磷肥的产品性能

1. 理化性质

硝酸磷肥是一种完全化学合成的氮磷二元复合肥料，其组分较复杂，主要成分是硝酸铵、硝酸钙、磷酸一铵、磷酸二铵、磷酸一钙、磷酸二钙，一般为灰白色颗粒，生理中性，有一定吸湿性，水溶性好，抗压强度较大。硝酸磷肥中含氮成分主要是硝酸铵和硝酸钙，都可溶于水；含磷成分主要是磷酸铵和磷酸二钙，前者可溶于水，后者可被土壤中微生物分泌酸溶解；代表产品配方有N-P2O5-K2O：26.5-11.5-0、25-15-0、25-10-0等。

2. 性能特点

①肥料利用率高。根据“国际硝酸磷肥学术讨论会论文集”资料，由原农业部牵头，在我国北方9省43县380万亩土壤上，经过3年大田肥效试验，综合结果表明硝酸磷肥中的硝态氮能促进土壤中磷的移动，提高了磷的空间有效性，增加了土壤速效磷的含量；在我国北方地区正常降雨和合理灌溉条件下，硝酸磷肥中的硝态氮及硝化作用产生的硝态氮，水平扩散距离为10～30厘米，垂直向下渗透的距离不超过60厘米，不会造成氮的渗漏流失；硝酸磷肥与等养分的氮磷复混肥和传统的尿素加磷酸二铵相比，多增产15%左右，其肥料利用率较高。

②养分供应稳定。硝酸磷肥中的枸溶性磷酸二钙，在肥料颗粒中起网状框架结构作用，每种有效成分在颗粒中均匀分布一致，使颗粒肥料向土壤释放养分的速度与作物从土壤中吸收养分的速度成正相关。硝酸磷肥中的硝态氮（占总氮的45%），流动性大，作用快，聚向根系密集部位，属于速效性氮；铵态氮（占总氮的55%）可与土壤胶体交换结合，肥效相对持久稳定，属于缓效性氮。水溶性磷（占总磷70%）被作物直接吸收利用，属速效性磷；枸溶性磷（占总磷30%）在作物生长中后期，随着土温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，属缓效性磷，氮和磷均为一急一缓，缓急相济，符合长效化。硝酸磷肥的长效性突破了含磷肥料只做基肥的传统方法，适宜的氮磷比例，符合大多数作物全生育期吸收氮磷比例的要求，在现代农业的田间肥水管理上应用前景更为广阔。

③氮磷配比科学。科学试验证明，适宜生长在酸性土壤上的嫌钙植物，以利用铵盐占优势；适宜生长在石灰性pH值高的土壤上的嗜钙植物，则以利用硝酸盐占优势。绝大部分作物（除豆科作物）在全生育过程中吸收的氮、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时发挥肥效，为作物在生长过程中提供了均匀一致、比例适中的氮磷营养环境和选择性，为农业生产的低投入和高产出创造了条件。

④中微量元素全。硝酸磷肥由天然磷矿加工而成，磷矿中的钙、镁、锌、锰、硼等中微量元素在生产过程中得到活化，生成可被作物吸收的相对应的硝酸盐。施用硝酸磷肥使土壤中微量营养元素得到一定的补充，可避免或减轻作物缺素症的发生，有效增强作物抗病、抗旱等抗逆性，进一步提高农产品品质。

⑤含硝酸稀土。大量的研究资料表明，硝酸稀土在提高作物产量和品质方面有着不可替代的作用。例如，天脊集团生产的硝酸磷肥由于采用富含稀土元素的河北矾山磷矿做配矿，使用硝酸分解磷矿的方法生产，所以产品中含有硝酸稀土。硝酸稀土可以提高植物的叶绿素含量，增强光合作用，促进种子萌发和根系发育，增加根系对养分的吸收。

综上所述，硝酸磷型复合肥是一种全营养复合肥，肥料利用率高，肥效快且穩定；既能当基肥用，也可当追肥用，做基肥后劲足，做追肥来得快；省时省工，使用方便；含有中微量元素和硝酸稀土，对农作物的增产和优产提供保障，符合现代农业对肥料的要求。

（作者联系地址：天脊集团销售公司市场部 邮编：047507）