普钙升级出路在“复”不在“重”

普钙由于养分单一且含量低，生产过程会造成污染，加之目前磷肥生产技术的进步和肥料的复合化、缓释化的发展需要，普钙及普钙企业的发展遇到了瓶颈。不过，随着高品位磷矿石越来越少，中低品位磷矿亟待开发，普钙也面临着新的发展机遇。经过多年的实践和思考，我们认为在新的形势下，普钙升级换代的真正出路应该是复合化，而不是走“重钙”的道路。

普钙的出路在“复”而不在“重”的基本理由，在于普钙和重钙虽然解磷所用酸不同（前者用硫酸，后者用磷酸），养分含量不同，但所得肥料主要成分均为磷酸二氢钙，分子式为ca(h2po4)2·h2o。然而，生产重钙所用的磷矿石五氧化二磷（p2o5）和氧化钙（cao）的比值、矿石的活性等都要比生产普钙的高才能保证高转化率，而且生产重钙需用磷酸，会产生大量的副产物磷石膏，不利于环保。因此，为适应现代农业生产的发展，普钙的发展应当在保证磷主要以可溶性的h2po4－的形式存在（普钙中的ca(h2po4)2·h2o中的磷就是以h2po4－的形式存在）的前提下进行复合化。但这种复合化并非先生产普钙再与含氮、钾等肥料混配或复合化（事实上由于普钙含水量高，这种复合化是很困难的），而应在工艺上进行改造，使在生产ca(h2po4)2·h2o（或以含有h2po4－存在的化合物）过程中进行多元素同步复合，经一次加工就成为氮、磷、钾比例合适的可直接使用（而不是像磷氨那样由于氮磷比例不合适主要用作生产其它复肥的基础肥料）的多元复合肥，从而实现普钙生产工艺的发展和升级换代。目前最好的方法是用硫酸尿素（又称硫酸脲或尿素硫酸）溶液或固体代替传统的硫酸解磷，区别在于，前者仍属于湿法工艺，后者为干法工艺。

上世纪50年代，国外便开发出用硫酸尿素作解磷剂在水的参与下生产主要含有ca(h2po4)2·h2o的复合肥料的工艺，这种工艺在我国也得到了研究和发展，先后有若干专利申请，并生产出了符合国标的含ca(h2po4)2·h2o的氮磷复合肥（生产中加入钾盐即得三元复合肥）。这些都属于普钙的升级换代技术，比传统工艺有进步和提高，但实际上仍属湿法工艺范畴，并未突破在工厂生产过程中产生含h2po4－的ca(h2po4)2·h2o的传统做法，生产过程中均需加入大量的水，其后干燥时又要脱水，与节能节水的要求不符。而尿素的加入虽然会减少氟化氢（hf）的排放，但仍难完全消除，对环境的污染和健康的危害依然存在。

我国上世纪80~90年代提出并已获专利的干法工艺，突破了传统的工厂制肥的观念。首先将硫酸尿素制成固体解磷剂，然后在生产中将其与干磷矿粉干法混合并直接造粒，无需干燥即可制得氮磷二元复合肥（造粒时加入钾盐又得三元复合肥）。而且，该肥料在生产过程中并无解磷反应，因而没有ca(h2po4)2·h2o生成，也无hf放出，不会污染环境。该肥料遇水或施入土壤时遇水后，即可发生解磷反应，原位产生含有h2po4－的可供植物吸收的ca(n2h4co)4(h2po4)2。尿素中的氮也可供植物吸收，并且因其处于络合状态，还具有缓释作用，利用率可提高20%左右。

这种在无水条件下生产而在原位生成含有普钙中h2po4－的ca(n2h4co)4(h2po4)2的工艺，其产品保留了传统普钙产品的优点，克服了其缺点，生产过程中无hf和“三废”排放，不会污染环境和损害健康，产品无须干燥，与新湿法工艺相比节水、节能、工艺更简单、流程更短、占地更少、投资更省，氮的利用率更高，是普钙升级换代的一种创新性技术。该工艺在“七五”、“八五”国家科技项目的中试及工业性试验期间生产了大量符合国标的复合肥标准的肥料（其中水溶性磷占有效磷的50%~70%）。对全国不同地区不同品种作物进行的大量农试结果表明，这种原位解磷反应是可行的、有效的，肥效是良好的。2007年应用该工艺在重庆市建立的年产10万吨规模的硫尿磷钾生产装置通过了国家验收，专家们肯定了该工艺的可靠性和推广价值，一致认为这是普钙改造升级换代的一种更为先进的工艺。目前该工艺正在全国推广，以期尽快转化为生产力。

综上所述，普钙的出路在“复”，而不在“重”，特别是在我国磷矿石富少贫多时更是如此。用硫酸尿素作解磷剂代替硫酸使普钙生产同步复合化，直接生产出养分可调的，更适于择土施肥的有机—无机含磷复合肥，是普钙升级换代发展的正确道路。必须指出，无论湿法和干法工艺都可直接使用中低品位磷矿，而干法工艺甚至可使用p2o5含量约为15%的磷矿石和尾矿以及新老湿法工艺都不能用的镁铝含量高的磷矿石，因此干法工艺有更广阔的发展空间。