[01159012]高效水溶肥料原料创制与产业化

在国家提倡化肥农药“减施增效”和环境保护的背景下,发展基于现代农业需求的新型肥料是肥料行业转型升级的方向,符合国家重大战略需求,有利于实现工农业绿色发展。成果针对我国水溶肥关键原料——水溶性磷铵生产成本高、磷素沉淀引起滴灌系统堵塞和养分失活等问题,从“磷与中微量元素协同和磷素形态改变”双途径出发,历经 5 年产学研合作,突破了3项新的核心技术,构建了基于湿法磷酸生产低成本高效水溶性磷铵和化学法协同复配生产水溶肥一体化技术体系,创制了高效水溶性磷酸一铵（MAP）和固体肥料级聚磷酸铵（APP）产品,并实现了产业化和运用推广。技术说明和主要技术经济指标如下： （1）构建了低成本水溶性磷酸一铵（MAP）生产技术体系,首创含中微量元素水溶性磷酸一铵（简称原位磷铵）产品,填补空白。在湿法磷酸氨化中和生产MAP的基础上,通过在净化工段添加有效螯合剂,原位螯合利用湿法磷酸中的金属阳离子,突破磷酸氨化过程复合螯合技术,首创原位MAP产品,解决了中微量元素同磷的共沉淀而导致固液两相分离困难、目标产品磷收率低的问题;同时改变传统双效浓缩为三效浓缩,形成节能浓缩技术,使得运行成本降低40%。通过技术创新构建了低成本水溶性MAP生产技术体系,磷回收率较工业MAP生产提高了10%,成本降低了21%,所获产品的水不溶物可达0.10%以下,完全满足水肥一体化的要求,是在原料浆法磷铵及工业级（水溶级）磷铵基础上,创制出的一种新型高效MAP产品,被誉为“第三种磷铵”,可替代工业磷铵,并实现了磷与中微量元素的协同利用,技术已在内蒙古大地云天化工有限公司、成都云图控股股份有限公司孙公司嘉施利（荆州）化肥有限公司和嘉施利（宜城）化肥有限公司分别建成年产12万吨、5万吨和3万吨的产业化装置。 （2）突破了聚磷酸铵连续可控制备技术,创制固体肥料级APP,全面替代进口。建立了离子色谱法分析聚磷酸铵聚合态磷的新方法,在磷酸铵-尿素热缩合法基础上,开发连续聚合反应器,实现磷铵一步连续缩聚生产APP,并通过关键参数调控,突破固体肥料级APP聚合分布可控制备技术,创制固体肥料级APP产品。所获产品聚合度分布达到国外液体APP聚合度分布（n=1~9）水平,聚合率大于85%,水不溶物小于0.10%,具有成本低、聚合度可控、溶解度高、螯合能力强、配伍性好等性能,实现磷肥产品正磷和聚磷的协同配伍转变,替代国外APP进口。成果技术在成都云图控股股份有限公司孙公司嘉施利（宜城）化肥有限公司和云南云天化云峰化工有限公司分别年产3000吨和5000吨的产业化装置,带动全行业形成年产能约40万吨,并牵头建立了《肥料级聚磷酸铵》行业标准。 （3）构建了基于高效水溶性磷铵协同复配生产水溶肥技术体系及运用推广模式。基于作物生长需求、土壤环境条件和水肥一体化技术特点,以原位磷铵和聚磷酸铵为原料,突破水溶肥配伍技术（防胀气吸气、防结晶沉淀、防结块和悬浮肥关键技术等）,形成高效水溶性磷铵化学协同复配生产水溶肥技术体系,开发出作物专用水溶肥新产品17个,获肥料登记证13个。所获肥料产品是完全水溶的,溶解快速,不堵塞过滤器和滴头,而且养分含量高,养分全面,养分利用率高,肥效显著,成本低,方便通过滴灌系统施用,可减少肥料用量,实现作物高产优质。同时首创高效水溶肥料大田配肥站模式,把工厂建在田间地头,根据作物需要现场配肥,大幅降低终端价格且更方便于农户购买,大大提升了高效水溶肥的推广应用。运用成果技术在河北绿色华农作物科技有限公司、内蒙古乡喜液体肥料有限公司、磴口县思图种养殖农民专业合作社、内蒙古乌拉特前旗玉稼兴农民种植专业合作社和甘肃亚盛实业（集团）股份有限公司分别建成年产10万吨、2万吨、2万吨、2万吨和1万吨的水溶肥生产线。 成果申请专利23件,已授权6件,发表论文22篇,其中SCI论文4篇,形成《肥料级聚磷酸铵》行业标准1项、水溶肥料产品相关企业标准4项、地方标准2项。建成高效水溶性磷铵装置5套,年总产能20.8万吨,累计生产12.57万吨,产值3.08亿元;建成水溶肥生产线5条,年总产能17万吨,累计生产13.66万吨,产值9.06亿元。相关水溶肥产品在我国10省市12种作物进行了273.2万亩示范推广,平均在化肥减量27%的情况下,实现增产14%,总计节本2.54亿元,增收14.43亿元。该成果提高了磷资源利用率,实现了减肥增效,符合国家重大战略需求,产生了显著的社会、经济和生态效益。