近年来随着农用硝酸铵停止生产和销售后,硝酸铵钙(英文名Calcium ammonium nitrate)作为硝酸铵的替代产品,符合当前和今后一个时期的市场需求,有比较广阔的发展前景;符合可持续发展战略,有利于资源节约以及生态和环境保护。
改善了结块性和热稳定性
硝酸铵钙外观为黄褐色粒状固体,由于有钙元素的存在,硝酸铵钙中的含氮量比普通硝酸铵有所降低 ,为26%左右,但其吸湿性低于普通硝酸铵,从而改善了结块性和热稳定性,储存和运输中不易发生火灾和引起爆炸,是一种比硝酸铵更为安全的硝态氮肥。与其他三种常用的氮肥性能比较见表。
硝酸铵钙是由硝酸铵和硝酸钙按一定比例混合而成的化肥,在制造过程中物料可产生部分化学反应,即硝酸铵和碳酸钙反应有作为副成分的硝酸钙生成,其养分的含量和比例由生产过程中配入的单元肥料成分所决定,可按不同要求进行调节。在硝酸铵钙中,含氮量的多少是由加入不同比例的碳酸钙的数量来决定的,与硝酸铵溶液的浓度有一定的关系,但影响不大,因为硝酸铵溶液的浓度变化仅在1.0%~1.5%之间。加入的碳酸钙多,则含氮量低,反之则含氮量高。因此,根据需要,其含氮量是在21%~28%这样一个可变的范围内。当然产品的含氮量也不能过高,否则就有可能存在燃爆性,因为加入碳酸钙的目的应该是添加肥料中钙这个作物生长所需的营养元素,另一个是通过降低硝酸铵的含氮量来稀释硝酸铵,以减少其能量物质,使之失去燃爆性。
生产工艺已相当成熟
硝酸铵钙肥料生产工艺已相当成熟。目前硝酸铵钙的生产技术有:
硝酸磷肥副产物法。这种方法是在冷冻法生产硝酸磷肥时,用浓度为58%~60%的硝酸在酸解槽内分解磷矿石所得的酸解液,经过沉降槽、洗涤鼓除去酸不溶物,然后在间壁冷却结晶器内,用氨气化或盐水作为冷冻介质,冷却酸解液到-5℃,此时析出大量的四水硝酸钙Ca(NO3)2·4H2O 结晶,再与氨和二氧化碳在转化器中进行氨化和碳化,所产生的硝酸铵和碳酸钙悬浮液调节pH=5,经蒸发并膨胀闪蒸,负压下气液分离,产生的物料与雾化空气、硝酸铵钙晶种、流化气同时进入转鼓流化床造粒机中涂布造粒,并利用流化床提高冷却效率。制成的硝酸铵钙颗粒经斗式提升机提升至双层振动筛网,筛分出的合格粒度硝酸铵钙颗粒进入转鼓流化床冷却机中,冷却后得合格产品。硝酸铵钙颗粒大小可调、球形度好、抗压强度大、不易结块。筛分出的大颗粒硝酸铵钙经由辊式破碎机破碎后,与筛分出的小颗粒硝酸铵钙一起返回转鼓流化床造粒机中作为晶种重新造粒。
硝酸铵碳酸钙混合法。该法的工艺流程为:用氨和硝酸经两段加压中和、两段蒸发浓缩后制取的浓度为96.0%~97.5%的硝铵熔融液在混合槽中与粒度为20~40μm的石灰石按一定的比例充分混合搅拌,混合过程应尽快完成,以减少氮的损失。在混合槽出口处设有浓度检测仪表,以调节石灰石粉的加入量。混合后的硝酸铵钙料浆中含水3%~4%,用泵送至造粒塔顶的高位槽中,利用其自身位差流入造粒塔内的旋转造粒器内 。造粒器为锥形多孔旋转喷头,喷头内有刮刀,刮刀与喷头以不同的速度旋转。混合料浆经造粒器造粒后,从塔顶落下,首先在回转干燥炉内进行干燥,水分降至0.3%,然后经沸腾冷却和振动筛分,细粉返回混合槽重新搅拌混合,合格的颗粒在敷粉筒内用胺油和石灰石粉进行涂层敷粉后送至成品库包装。采用该工艺生产硝酸铵钙的吨产品消耗指标为:氨(100%)0.162t、硝酸0.999t、碳酸钙0.285t、胺油2.0kg。产品规格为:氮含量26%、钙含量11%、水分含量0.3%,粒度1~4mm占95%以上。
需求量将呈逐年上升趋势
国内现有山西太原市年昌化工有限公司、山西文通钾盐集团有限公司、广东福利龙复合肥有限公司、山西天脊煤化工集团有限公司等生产企业,年产量约30万t,产品除满足国内市场的需求外,还出口到澳大利亚、新加坡等国家。由于近年来国内市场对硝酸铵钙等肥料的需求旺盛,各地陆续有新装置建成投产和老装置扩建,如山西天脊煤化工集团有限公司于2004年与清华大学合作开发转鼓流化床造粒技术,建成了3万t/a硝酸铵钙生产装置后,现已扩建到20万t/a规模。目前投资3.585亿元,正在实施100万t/a硝酸磷钾联产50万t/a硝酸铵钙项目,建成后将成为国内最大的硝酸铵钙生产厂家。山东济南化肥厂有限责任公司投资3060万元,建设5万t/a硝酸铵钙生产装置。
众所周知,化肥的施用是农业增产的重要因素,但目前国内化肥施用量高和利用率低的矛盾日益突出,氮素的利用率一般在35%左右,特别是尿素、碳酸氢铵等铵态氮肥施用时需转化为硝态氮肥才能被作物吸收,氮的损失率高达40%~50%,每年通过淋溶挥发损失的化肥氮量约900万t,价值400亿元,且还会因氮量流失造成严重的环境污染。提高化肥的利用率和保护环境已成为我国农业发展的至关重要的问题,而使用硝酸铵钙时氮的损失率小,仅为10%左右,可充分满足作物和环境的要求。在环保要求日趋严格的条件下,硝酸铵钙作为一种高效环保肥料也极具推广应用价值。
据调查,我国大部分耕地接近中性,南方和东北地区的酸性耕地面积广阔,加之我国有不少地区的土地由于过去长期施用硫酸铵、氯化铵等酸性肥料,以及过量施用氮磷钾肥料,致使土壤中的钙流失严重和土壤酸化,板结严重,对作物的生长发育造成危害。而硝酸铵钙特别适合施用于酸性土壤中,可以中和土壤的酸度和改良土壤的团粒结构,因此在施肥面积方面也为硝酸铵钙提供了巨大的市场发展空间。同时硝酸铵钙也填补了由于硝酸铵退出化肥市场后的硝态氮肥的缺口,随着国内农业生产结构的调整,蔬菜、瓜果、烟草和茶叶等经济作物种植面积的不断增加,预计硝酸铵钙的需求量也将呈逐年上升的趋势。




