与其它氮磷肥料相比,聚磷酸铵的主要优势体现在它的聚合态和液态。
美国生产和使用聚磷酸铵已经有超过半个世纪的历史。凭借50多年经验,美国在生产、应用聚磷酸铵上面已经形成了一定的行业标准。这些标准是综合考虑了生产的经济可行性、储存和复配的便利性、肥效以及综合效益而形成的。我国可以充分借鉴美国的先进经验,在使用聚磷酸铵的过程当中少走弯路,达到事半功倍的目的。
产品:两项指标至关重要
为什么要使用这么高浓度的磷酸?因为它的生产过程是氨和磷酸在高温下反应得到聚磷酸铵和水,当水的含量过高,它的平衡就会向左移动,生成的聚磷酸铵的量就少,相应的聚磷酸铵的聚合率就会降低。
三个磷酸根聚合而成的称为三聚磷酸铵,它聚合度就是3;如果是由2个磷酸根聚合而成的,称为二聚磷酸铵(焦聚磷酸铵),它的聚合度是2。什么是聚合率?如果聚磷酸铵溶液里只有1个正磷酸铵(含有1个磷)和1个二聚磷酸铵(含有2个磷),则该聚磷酸铵的聚合率是67%(2/3x100%)。聚磷酸根有非常好的螯合能力,可以稳定螯合溶液里的金属离子,防止这些金属离子产生沉淀,以形成一个稳定、均匀、澄清的溶液,这一点对于聚磷酸铵的生产环节、物流环节、使用环节以及肥效方面都至关重要。
可以从全球最大的聚磷酸铵的生产厂商的产品指标中看到,对于11-37-0的聚磷酸铵,除了养分分析必须要达标之外,还有一个关键指标,就是它的聚合率达到了71.7%。这样高的聚合率指标能保证了在整个存储、使用过程中,聚磷酸铵溶液稳定螯合所含有的铁、铝、镁离子,保证了溶液的澄清、均一和稳定。
对于高浓度的95%的过磷酸又有什么样的要求呢?生产聚磷酸铵液态肥的关键是生产过磷酸。它的第一个关键指标是磷酸的浓度一般在95%,第二个是过磷酸里面已经含有了18%-25%左右的处于聚合态的过磷酸。这两者就能够保证用它来生产聚磷酸铵液态肥的时候,该溶液对金属离子有一定的耐受程度,能够稳定螯合铁、镁、铝,形成均一、稳定的溶液。铁、镁是叶绿素和光合作用重要的组成元素,而聚磷酸铵中水溶性的铁、镁更易为作物接触、吸收。
如果不用95%浓度的磷酸,还有其他方式用以生产吗?
第一,如果使用低浓度含五氧化二磷54%的普通磷酸,它形成的聚合率只有30%左右,不足以螯合稳定金属离子,不能够形成稳定、均一的聚磷酸铵溶液。这种方法可以生产低聚合率的固体聚磷酸铵或者其他固体复合肥。
第二,是使用黄磷生产热法95%磷酸。目前黄磷市场的价格为1.4万元/吨,用此生产的聚磷酸铵价格较高,仅仅适合于高端的经济作物,不太适合于中低端的大田的作物。
第三,使用磷酸脲或是磷铵在高温的条件下聚合,其成本比较高,基本上不作为化肥使用,而是作为消防或是低端的阻燃剂聚磷酸铵来使用。
第四,使用磷铵、氨气还有五氧化二磷加热聚合的方法,得到的是高聚合度的聚磷酸铵阻燃剂。但这种方法的成本非常高,而且是高聚合度的,并不适合用作肥料。
生产:以经济可行性为导向
充分考虑之后,瓮福选择了首先制备过磷酸,进而再生产聚磷酸铵的路线,这也是最为经济可行的路线。
对于过磷酸和聚磷酸铵产品,瓮福分两个阶段进行生产。在第一阶段,充分发挥瓮福作为国内最大的净化磷酸生产商的优势,把85%的湿化净化磷酸进一步浓缩到95%,进而生产聚磷酸铵液态肥。该产品可直接用于经济作物,也可以作为高端液态肥的载体进一步复配。这一产品已经在瓮福紫金化工股份有限公司完成了工业化,并实现了相当的产品销售。第二阶段是性价比更高的路线——将普通的湿法磷酸浓缩到95%,进而生产聚磷酸铵液态肥和固体肥。瓮福已经完全解决了普通肥料磷酸浓缩到95%浓度时所面临的关键技术问题,并于2017年推出基于普通湿法磷酸的过磷酸和聚磷酸铵产品。