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我们国家磷肥生产从低浓度的普通过磷酸钙到高浓度的磷酸一铵、磷酸二铵，从小磷铵装置到国产大型化的料浆法工艺，多年来我国磷肥工业快速发展，生产工作者和行业专家从未停止过对新工艺和新技术的探索。 磷肥生产工艺主要分为酸法磷肥和热法磷肥。酸法磷肥是指用硫酸、磷酸、硝酸、盐酸等无机酸分解磷矿生产的磷肥，主要有磷酸一铵、磷酸二铵、普通过磷酸钙、富过磷酸钙、重过磷酸钙和硝酸磷肥；热法磷肥是在高温条件下分解磷矿生产的磷肥，主要指钙镁磷肥。在酸法磷肥中以硫酸分解磷矿生产磷铵占据主导地位，本期小编介绍酸法磷肥中硝酸分解磷矿——硝酸磷肥。 - 硝酸磷肥的发展历史 - 1908年，俄国学者提出用硝酸分解磷矿可以制得含N-P肥料。 1927年，德国德法本公司首先用硝酸-磷酸的混合酸分解磷矿，再向酸解产物加入钾盐而得到含N、P、K肥料。 1928年，挪威Odda Smelt公司提出用硝酸分解磷矿，得到的酸解液用冷冻的方法分离掉大部分硝酸钙，然后再加工成肥料的方法。1930年，专利转让给挪威Norsk Hydro公司并于1938年开始出售硝酸磷肥产品。这是冷冻法硝酸磷肥最早的工业实践。 1937年，瑞士的Lonza公司提出用70%硝酸分解磷矿粉制造硝基过磷酸钙的方法，产品含8%N、16% P2O5。产品中因含有硝酸钙水合物而具有极强的吸湿性，加上产品总养分含量低等问题未推广应用。 1950年左右，德国的BASF公司、荷兰的Dutch State Mines以及法国的一些化工厂都相继开发自己的冷冻法和混酸法硝酸磷肥技术。 硝酸磷肥的生产工艺有冷冻法、硫酸盐法、混酸法、溶剂萃取法、炭化法，目前多数公司的技术基础都涉及冷冻除钙的冷冻法（Odda）工艺。 - 硝酸磷肥生产流程 - 冷冻法硝酸磷肥产品主要由硝酸铵、磷酸一铵、磷酸二铵、磷酸二钙组成，此外，还含有少量铁、镁的磷酸盐。冷冻法生产硝酸磷肥可分为磷矿的酸解、硝酸钙结晶分离、硝酸分解液中和氨化与料浆浓缩、硝酸钙的转化4个过程。 （1）磷矿的酸解：将磷矿粉用55%-65%的硝酸进行分解。 10HNO3+Ca5F（PO4）3→5Ca（NO3）2+3H3PO4+HF 酸解槽溢出的废气经洗涤后排空。 （2）硝酸钙结晶分离：先用沉淀或过滤的方法，分离出硝酸分解液中的酸不溶物，再进行冷却，硝酸钙的四水合物结晶，最后用离心机或者转鼓过滤机将结晶从溶液中分离。 5Ca（NO3）2+4xH2O→xCa（NO3）2·4H2O+(5-x)Ca（NO3）2 （3）硝酸分解液中和氨化与料浆浓缩 中和氨化：硝酸分解液主要含有硝酸、磷酸、硝酸钙、氟硅酸及铁、镁的硝酸盐，与氨进行中和时会发生化学反应。 氨与硝酸分解液中游离的硝酸和磷酸反应生成硝酸铵与磷酸一铵。 HNO3+NH3→NH4NO3 H3PO4+NH3→NH4H2PO4 料浆浓缩：中和后的料浆经蒸发浓缩后送至塔式喷淋造粒。 （4）硝酸钙的转化：通入二氧化碳和氨，使硝酸钙转化成硝酸铵和碳酸钙。 Ca（NO3）2+2NH3+CO2+H2O→CaCO3+2NH4NO3 硝酸铵溶液经两次蒸发浓缩得到高浓度的硝酸铵溶液，进一步加工成硝酸铵结晶或者制成粒状硝酸铵。 - 硝酸磷肥产品指标 - 硝酸磷肥产品氮磷比有1:1（20-20-0）和2:1（26-13-0）两大类，国外硝酸磷肥的品种比较多，国内由于生产企业较少，硝酸磷肥产品品种也较少。 - 硝酸磷肥产品工艺局限 - 从上世纪八十年代开始引进国外技术到消化吸收，三十多年间建设了多条硝酸磷肥装置，其中大部分装置因技术、工艺、装备等各原因停产；硝酸磷肥生产相对于硫酸分解磷矿能耗高，装置投资也远大于湿法磷铵装置；此外，冷冻法硝酸磷肥工艺对磷矿要求比较高，而我国磷矿多为中低品位磷矿，达不到冷冻法硝酸磷肥工艺对磷矿品位的要求。 - 硝酸磷肥产品工艺优势 - 硫酸分解磷矿生产磷铵副产的磷石膏由于处理和需求各方面的原因，目前主要处于堆存状态，随着环保态势趋严，磷石膏利用成为磷肥尤其是磷铵企业发展的瓶颈。冷冻法硝酸分解磷矿使酸解液中的钙以硝酸钙结晶的形式结晶析出，没有磷石膏产生。 硝酸磷肥产品中含有硝态氮、铵态氮、可溶性磷、枸溶性磷、中微量元素等各种形态的养分和种类，养分全面，适合作物生长对各种养分的需求。硝酸磷肥生产中副产的硝酸钙处理后形成的硝酸铵钙含硝态氮和钙，具有很好的水溶性，在经济作物区可以满足水肥一体化的施肥要求。 |
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