脲硫酸復合肥生產工藝研發取得新突破

脲硫酸復合肥生產工藝研發取得新突破

通常生產氮磷鉀三元復肥用尿素、磷銨、鉀肥經復合而成。磷銨生產需要對磷礦進行浸取和中和,流程較長。傳統生產方法是將尿素與普通過磷酸鈣直接混合,但過磷酸鈣會釋放出結合水,使物料稀化,發黏甚至出水,無法正常生產。直接利用磷礦與尿素進行作用,簡化多元復肥的生產過程一直是科研人員的努力方向。法國 Sophia-Antipolis(索安)研究中心和 Grande Paroisse(格蘭德帕魯瓦斯)公司曾開發成功尿素普鈣流程,采用尿素直接與硫酸反應生成尿素硫酸溶液 (脲硫酸),再與磷礦進行反應獲得尿素普鈣復合肥,但該工藝適應性差,在我國僅有極少數磷礦適應此方法。國內也有單位對此進行了大量的實驗,但由于轉化率低,難以固化,沒有實現工業化。

近年來,國內四川大學、上海化工研究院、河北工業大學等對磷礦直接制尿基復合肥進行了研究。四川大學長期以來研究對我國難反應磷礦和中低品位磷礦的分解應用,最近采用了新的強化方法,研發成功了脲硫酸復合肥生產新工藝。這項新工藝采用磷礦、硫酸和尿素等原料直接合成含有緩釋作用的氮磷鉀硫多元復合肥,產品為粒狀,養分可調整,現已獲得國家專利。該工藝的突出優勢是可處理反應活性較低的磷礦,且沒有磷石膏排放問題,是一種清潔型生產工藝。產品經水稻、花生、玉米等作物的大田實驗,均取得了較好的增產效果。

經過中試實驗表明,這一新工藝不僅可以直接利用我國磷鐵礦選礦后剩余的尾砂礦,而且還能推廣到以普通磷礦為原料的生產企業。脲硫酸復合肥中硫與鈣轉為枸溶性成分,可作為硫肥,因而不產生磷石膏的污染問題。肥料中含有部分緩釋成分,提高了肥料利用率。生產過程無需制取磷酸而直接采用磷礦獲得復合肥料,流程簡捷,成本較低,設備投資少,能耗低。這項新成果可用于我國現有的反應活性較差的磷礦資源,為一些含鉀較高及活性較差的磷礦綜合利用提供了條件。

遼寧華錦化工集團公司有 3套大型尿素裝置和 1套 200 kt/a復合肥生產裝置,附近有硫酸廠,用于生產脲硫酸復合肥的原料都可在省內或周邊地區采購。目前四川大學與遼寧華錦集團合作,在完成脲硫酸復合肥生產新工藝中試的基礎上再獲重大突破。近日遼寧華錦集團正在計劃建設100 kt/a脲硫酸復合肥生產項目,四川大學也在進一步研究中低品位磷礦的綜合利用,擬將新工藝與高濃度磷酸生產過程相結合,形成高效益的循環經濟工業產品鏈,用低品位磷礦制取高濃度脲硫酸復合肥和其他精細磷化學品。

(汪家銘)