硝酸銨鈣濾渣資源化利用新途徑

劉玉才，呂新春，杜光補，黃祥川

（魯西化工集團股份有限公司，山東 聊城 252211）

農業用硝酸銨鈣易溶于水，肥效快，能夠快速補氮和直接補鈣，適合于多種土壤，特別是酸性土壤，具有成本和價格的雙重優勢，在國內外得到廣泛使用。但農業用硝酸銨鈣生產過程中產生的濾渣目前未有成熟的處置技術。筆者介紹魯西化工集團股份有限公司硝酸銨鈣濾渣資源化利用的成果，以期為濾渣資源化利用提供參考。

1 農業用硝酸銨鈣生產工藝

目前國內生產農業用硝酸銨鈣的方法有2種［1-2］。

方法一是以天脊煤化工集團股份有限公司為代表的“硝酸磷肥裝置副產硝鈣法”。將硝酸磷肥裝置的粗硝酸鈣溶液，采用連續式壓濾機除去酸不溶物；因粗硝酸鈣溶液中含有質量分數3%～8%的游離硝酸，加入碳酸鈣將游離硝酸中和到鈣酸比（n（Ca（NO3）2）/n（HNO3））為5，再通入氣氨與剩余的硝酸進行中和反應；得到的硝酸銨鈣溶液經蒸發、脫水后送去造粒，得到硝酸銨鈣產品。

方法二是以陽煤豐喜肥業（集團）有限責任公司（簡稱豐喜）為代表的“硝鈣溶液生產裝置加硝銨溶液混合法”。用硝酸與石灰石中和得到粗硝酸鈣溶液，經過濾、沉降后與硝酸銨裝置來的硝酸銨溶液按5Ca（NO3）2·NH4NO3·10H2O的產品規格比例混合，再經蒸發濃縮到一定濃度，最后盤式造粒得到硝酸銨鈣產品。

方法一，因磷礦石品位不同（既有酸不溶物質量分數約1%的精選磷礦，也有酸不溶物質量分數高達15%左右的低品位磷礦［3］），冷凍法硝酸磷肥副產粗硝酸鈣溶液中酸不溶物質量分數為1%～2%［4］；方法二，以硝酸分解石灰石，根據石灰石品質，粗硝酸鈣溶液中酸不溶物質量分數在1%左右。2020年9 月27—28 日在成都召開的“2020 年硝酸硝銨行業工作會暨硝基鈣鎂肥分會工作會”上，中國氮肥工業協會理事長顧宗勤介紹，2019年硝酸銨鈣產量210萬t，同比增長5%。硝酸銨鈣中酸不溶物質量分數按1%計算，每年將有2.1 萬t 硝酸銨鈣濾渣產生，長此以往將成為第二種“磷石膏”，占用大量土地，形成渣山，嚴重污染環境。

2 農業用硝酸銨鈣濾渣資源化利用

2.1 硝酸銨鈣濾渣成分分析

魯西化工集團股份有限公司（以下簡稱公司）現有1 套10 萬t/a 農業用硝酸銨鈣生產線，采用稀硝酸分解石灰石、轉鼓造粒生產工藝，2017 年11月開車投產。裝置濾渣壓濾采用2 臺板框式壓濾機交替運行，濾渣成分見表1。

表1 農業用硝酸銨鈣濾渣成分 %

2.2 硝酸銨鈣濾渣資源化利用方式

農業用硝酸銨鈣濾渣w（H2O）在30%左右，因含有游離鈣等礦質養分，可改善土壤的物理性狀，補充活性鈣，增強土壤抗堿能力。結合公司10萬t/a石膏粉生產線，將濾渣、石膏粉、硫酸銨結合起來，利用現有裝置生產土壤調理劑，工藝流程見圖1。生產的土壤調理劑成分見表2。

圖1 土壤調理劑生產工藝流程

表2 土壤調理劑成分

3 土壤調理劑施用效果

試驗地點位于山東省聊城市高新區韓集鄉。土壤理化性質見表3。

表3 土壤理化性質

3.1 供試材料

分別進行一次大田作物和經濟作物試驗。

供試大田作物，濟麥22；供試經濟作物，春白菜橘紅62。供試肥料：復合肥22-13-10（硫基）（底肥），復合肥22-9-9（硝基）（追肥），土壤調理劑（底肥），以上均為魯西化工集團股份有限公司生產。

3.2 試驗設計

1） 大田小麥 本試驗設3個處理：CK，不施土壤調理劑；T1，每667 m2底施土壤調理劑600 kg；T2，667 m2底施土壤調理劑300 kg。各處理3次重復，小區面積66.7 m2（6.67 m×10.00 m），各處理施肥量一致（每667 m2底施復合肥50 kg，追肥30 kg），小麥10月15日播種，10月22日出苗，2月15日返青，6月15日收獲。

2） 春播大白菜 本試驗設3個處理：CK，不施土壤調理劑；T1，667 m2底施土壤調理劑1 000 kg；T2，每667 m2底施土壤調理劑500 kg。各處理3 次重復，小區面積16.67 m2（6.67 m × 2.50 m），各處理施肥量一致（每667 m2底施復合肥80 kg、腐熟有機肥4 m3，追肥20 kg），3月20播種，期間進行3次間苗工作，2次追肥，5月20日收獲。

3.3 試驗結果

大田小麥試驗及春播大白菜試驗結果分別見表4、表5。由表4、表5可知，小麥底施不同量的土壤調理劑處理較對照（CK）處理分別增產13.89%、7.10%；春播大白菜底施不同量的土壤調理劑處理較對照處理分別增產15.13%、7.27%。由以上結果可知，施用土壤調理劑可顯著提高小麥、大白菜產量。

表4 大田小麥試驗結果

表5 春播大白菜試驗結果

4 結語

硝酸銨鈣濾渣礦質養分含量高，應堅持發展循環經濟，加大其綜合利用研發及集成技術攻關。