化肥基本知识

化肥基本知识化肥的起源、定义化肥的分类化肥的特点、与其他肥料的区别复混（合）肥料化肥行业面临的形式与发展方向化肥的起源与定义1828年德国化学家维勒（F.Wöhler，1800-1882）最早用手工方法制的尿素。1838年英国乡绅劳斯（L.B.Ross）采用硫酸萃出磷矿生产磷肥，并于1850年前后发明了最早的氮肥（合成氨）德国化学家李比希（J.vonLiebig，1803-1873）于1850年发明钾肥。化肥就是采用化学合成或简单处理矿石产品而制得肥料化肥的真正原始材料3化肥的起源与定义氮肥煤石油天燃气磷肥磷矿钾肥钾矿卤水海水硫酸化肥的分类常见化肥按养分种类可以分为：单质肥料（氮肥、磷肥、钾肥）复混肥料（复合肥料）中微量元素肥料化肥的分类5铵态氮NH4+硝态氮酰胺态氮NO3-NH2-硫酸铵氯化铵碳酸氢铵氨水尿素CO(NH2)2硝酸铵硝酸钙硝酸铵钙氮肥的种类磷肥的种类6水溶性磷肥枸溶性磷肥水溶性磷铵HPO4-2普钙SSP重钙TSP磷酸二氢钾磷酸一铵MAP磷酸二铵DAP钙镁磷肥H2PO4-1H2PO4-1PO4-3化肥的分类4卤水钾矿海水K+氯化钾硫酸钾磷酸二氢钾窑灰钾肥硝酸钾草木灰化肥的分类钾肥的种类化肥的特点化肥养分含量高体积小用量少养分种类NP2O5K2O尿素46．0氯化钾60.0磷酸一铵11.044.0鸡粪1.61.540.85鸭粪1.11.40.6鹅粪0.550.50.9猪粪0.560.40.44牛粪0.320.250.15马粪0.550.30.24羊粪0.650.50.25化肥的特点化肥与鸡、鸭等农家肥养分含量对比%作物水稻玉米小麦尿素55.66.5鸡粪150160187牛粪428459536鸭粪218233273羊粪369395461每生产100公斤作物的需氮量复混肥料：氮、磷、钾三种养分中，至少有两种养分标明量的由化学方法或（和）掺混方法制成的肥料。复合肥料：氮、磷、钾三种养分中，至少有两种养分标明量的仅由化学方法制成的肥料。复混（合）肥料NPKCaSZnFeMoClCuMgB一、养分全面NPK复混肥料相对于其他肥料的优点尿素、硫胺、碳铵普钙、重钙氯化钾、硫酸钾复混肥料相对于其他肥料的优点二、挥发少，利用率高NH3复混肥料相对于其他肥料的优点三、更便于机械化施用项目指标高浓度中浓度低浓度总养分（N+P2O5+K2O）质量分数a/%≥40%30%25%水溶性磷占有效磷百分率b/%≥605040水分（H2O）质量分数c/%≤2.02.55.0粒度（1.00-4.75mm或3.35-5.60mm）%≥909080复混（合）肥料的技术指标项目指标高浓度中浓度低浓度未标识“含氯”产品≤3氯离子质量分数%标识“含氯”（低氯）产品≤15标识“含氯”（中氯）产品≤30组成产品的单一养分含量不应小于4%，且组成单一养分的测定值和标明值的负偏差的绝对值不大于1.5%。以钙镁磷肥等枸溶性磷为基础磷肥并在包装上标明“枸溶性磷”时，“水溶性磷占有效磷的百分率”项目不做检验与判定。若为氮、钾二元肥料，“水溶性磷占有效磷的百分率”不做检验与判定。水分为出厂检验项目。特殊形状和更大颗粒（粉状除外）产品的粒度可由供需双方协议确定。氯离子的质量分数大于30%的产品，应在包装袋上标明”含氯（高氯）“，标识”含氯（高氯）“的产品氯离子的质量分数可不做检验和判定。续表复混（合）肥料的技术指标有机-无机复混肥料技术指标项目指标外观颗粒状或条状产品总养分（N+P2O5+K2O）的质量分数（a）/%≥25水分（HO）的质量分数/%≤12有机质的质量分数/%≥15粒度（1.00mm~4.75mm或3.35mm~5.60mm）/%≥70酸碱度PH5.5-8.0蛔虫卵死亡率/%≥95大肠菌值≥10-1氯离子（cl-）的质量分数（b）/%≤3.0砷及其化合物（以As计）的质量分数/%≤0.0050铅及其化合物（以pb计）的质量分数/%≤0.0150铬及其化合物（以Cr计）的质量分数/%≤0.0500汞及其化合物（以Hg计）的质量分数/%≤0.0005a.标明的单一养分的质量分数不得低于2.0%，且单一养分测定值与标明值负偏差的绝对值不得大于1.0%。b.如产品氯离子的质量分数大于3.0%，并在包装容器上标明“含氯”，该项目可不做要求。复混（合）肥料复混肥料的主要原料及各原料适配性复混肥料的一般概念•复混肥料的分类•复混肥料的主要工艺及特点生产复混（合）肥料常见原料品种养分含量NP2O5K2O尿素46．0//硫胺20.5//氯化铵23.5-25//碳铵17.1//硝酸铵34//液氨82//过磷酸钙/12.5/重钙/44/磷酸一铵1144/磷酸二铵1846/氯化钾//60.0硫酸钾//50硝酸钾13.5/44.5复混（合）肥料复混（合）肥料一般概念复混肥料有五种常用的分类方法：19按化学反应分类：复合肥料复混肥料掺混肥料按物理状态分类：固体复混肥料液体复混肥料粉状复混肥料颗粒状复混肥按养分种类数量分类：氮磷复混肥料NP、氮钾复混肥料NK磷钾复混肥料PK、氮磷钾复合肥料NPK按总养分浓度分类：高浓度≥40％、中浓度≥30％低浓度≥25％按施用范围分类：通用型专用型复混肥料(测土配方肥)复混(合)肥料生产方法按所使用的工艺类型可分为：1料浆法造粒工艺2团粒法造粒工艺3熔融法造粒工艺4挤压造粒法工艺5液体复合肥料工艺6氨酸法造粒工艺20复混肥料一般概念图1NPK生产工艺流程框图（不含固体加料部分）大粒洗涤液尾气尾气蒸汽空气放空Atm放空Atm提升机返料管式反应器冷却燃烧炉筛分破碎造粒尾气二级洗涤洗涤洗涤除尘Cyc干燥产品混酸工艺H2O燃煤空气NH3工艺水H2O细粉尾气21尿素涂膜包裹中和槽硫酸脱氯转化硫基氮磷钾生产工艺脱氯转化硫基氮磷钾生产工艺流程特点：1.氯化钾低温转化生产硫酸氢钾；氯化氢可生产工业盐酸。2.使用高效的管式反应器，节省能量消耗；3.氮源选择面广；4.装置最复杂，流程最长；5.自动控制程度高；6.装置规模可以灵活选择，在大规模装置上更具有优势。工艺技术特点装置投资：建设投资较大，规模一般不超过20万吨/年。原料特点：基本使用液体原料磷酸、硫酸、氨和KCl、K2SO4、硝铵或尿素等固体原料。19产品质量：优点：产品内在质量控制精确不足：产品外观质量不如熔融造粒工艺圆润团粒法工艺及产品特点工艺流程图计量混配转鼓造粒干燥筛分冷却包裹破碎洗涤NPK产品蒸汽氮肥磷肥钾盐其它原料团粒法造粒工艺流程方块示意图23团粒法工艺及产品特点工艺流程简介主要特征是基本不发生化学反应，物理过程为主。团粒法是欧洲发展起来的，称之为“蒸汽造粒法”。控制转鼓造粒机出料口处物料的温度在70～95℃，水分含量在3～7％。转鼓造粒法生产复混肥料的优点：1.造粒中只通蒸汽，操作简便。2.在必要时可以灵活转换品种。3.操作人员可以直接观察造粒情况，随时调节。30熔融法工艺及产品特点三种冷媒，自然空气的称为1塔式造粒；制冷空气的称为2冷冻结晶造粒；液体如矿物油的称为3油冷造粒。从造粒原理上看，以上三种工艺都属于熔体结晶法造粒。25自然空气矿物油冷冻空气物料熔融高塔造粒冷冻结晶造粒油冷造粒尿素MAP钾盐辅料在20世纪30年代开始使用，最广泛的是单一氮肥——尿素的喷淋造粒，挪威海德鲁用于生产硝基复合肥。NPK熔融法工艺及产品特点26NPK产品细粉外销塔顶造粒塔混合器喷头造粒斗提机泵送收集熔融计量筛分冷却及表面处理加热器预热筛分计量破碎计量计量输送机MAP钾盐辅料尿素尿液图上海化工研究院塔式造粒工艺流程示意图热风排空空气熔融法工艺及产品特点主要控制参数：原料预热温度：90℃；固体原料细度：1.0mm尿素熔融温度：130℃；固体原料水分：1.0％共熔体温度：120℃；原料混合时间：3～5分钟NPK产品质量数据：产品粒度：1～3mm；颗粒抗压强度：10N；造粒塔：造粒塔比同等规模的尿素塔直径大，以便造更大的颗粒。10万吨/年能力造粒塔直径12m，塔高70m；20万吨/年能力造粒塔直径15～18m，塔高70～110m造粒塔是投资最大的设备，占装置设备投资的60％以上。27熔融法工艺及产品特点熔融法工艺缺陷——NPK品种规格严重受制。由于是以尿素熔融液形成共溶体，因此尿素（硝铵）在原料总量中一般达到50％，最少不能低于40％。几乎都是高氮肥，不利于生产氮含量低于15％，磷含量高于15％的品种；磷越低越好生产；特点是“利于生产高氮、高钾品种。”熔融法产品缺陷——缩二脲超标熔融法工艺不够成熟——开车率较低夏季空气潮湿，吸潮导致无法连续开车；生产操作的稳定性不好、连续性较差。固体物料上高塔困难：必须通过斗提机接力上塔顶28肥料行业面临的新形势之一•被赋予了污染的帽子–土壤酸化、盐渍化、化肥有害、有机肥环保–生物性能下降–水质富营养化–尾气排放∙∙∙∙∙∙•可用资源少了、品位低了————紧张！–磷矿、钾盐、天然气、煤矿∙∙∙∙∙∙•政策好了，土地可以流转了，农民不交税了–土地集约化未来可期–专业化农民队伍壮大可期•肥效降低了，边际效益下降了–用肥量过大–配方单一（15-15-15）–施肥方法不当∙∙∙∙∙∙•干旱和水质性缺水扩大化–鱼米之乡也旱了，没水灌溉，肥效体现不出来–污染扩大化加剧水质性缺水肥料行业面临的新形势之二•社会越来越关注食品安全–不用化肥的有机农业的误区泛化–化肥之于食品安全的认知度不够•销售放开了，化肥自由买卖了–肥料厂是药厂，可医院在哪里？经销商？土肥站？缺失！–缺少覆盖基层农村的专业性规模化经销企业•企业规模化形成中–执法环境趋好，不法企业生存空间缩小–企业兼并、上市、资源开发等促使企业壮大•直白经销，文化底蕴低–宣传上中产量提升，不重品质改善–重售前，轻售后；重价格提成，追短期效益，轻文化宣传–虚化养分含量宣传，缺乏科学理论支撑的概念炒作（纳米、多肽）–网络化程度不高，推广方面单枪独斗，缺少合力，排斥竞争•科技含量高了–生产工艺、装备、技术+原料种类及其开采加工技术+尾矿资源化–设施农业等农业科技投入提高应对新形势的产品——新型肥料新型肥料是为了解决肥料生产、施用等过程出现的新问题而在原料种类、养分结构、功效、施用方法、养分释放方式和周期、适用对象、生产加工方式等方面采用新理念、新技术的区别于现实常态中大量存在和使用的肥料的一个概念。新型肥料应该是对长期施肥惯性的校准、补充，甚至是对传统观念的颠覆。所以发展新型肥料首先应该反思和正确认知现在肥料品种、生产工艺、施肥方法等之于现状的不良反应，有针对的加以改进才是新型肥料发展的基础。这种“新”表现在：•是动态的，甚至于可循环的（单质化）–高浓度、缓释、复合是必然的趋势吗？•既是对常态的破坏，又是补充•有风险•有引导性•高利润•功能化或专用化或兼而有之•是与新问题、新形势伴生的传统认知的新型肥料•缓/控释肥料–包膜型缓/控释肥料（有机和无机包膜）–合成型微溶性缓释肥料——有机氮（脲醛、丁烯叉二脲、异丁叉二脲）和无机微溶合成肥料（二价金属磷酸铵钾盐、钙镁包裹等）–含抑制剂的稳定性肥料（脲酶和硝化抑制）–基质复合与胶粘型缓控释肥料——将肥料养分与可降低其溶解性的物质混合，通过键合、胶结等作用，制成养分缓慢释放的肥料。（木质素、风化煤等）–问题是夸大效用，一缓打天下•生物肥料（固氮、解磷钾、肥土促根）–效果和环境效应有争议–是肥料还是调理剂–国家重视，但整体科研水平不高•工业化的商品有机肥料（矿物+农家）–同样会带来污染•功能性肥料–科技支撑不够–功能化对象过度关注作物，忽略了人和环境，尤其是土壤营养发展方向一•优化配方–小配方上发展硝态氮肥和硝基复合肥•北方地温低、南方土壤酸性和厌氧使得氮素转化抑制，需要适当比例硝态氮（30%）•硝基复肥成本低，适用范围广，效果好，不含缩二脲•硝态氮肥国际趋势（尿素+硝铵）–有对比才有市场：美国二铵+海德鲁复肥–小配方上速缓结合•基肥以缓为主•追肥以速为主–大配方上调整氮磷钾比例、添加中微量元素•由15-15-15向氮磷钾3:1:2发展（如：18-6-