饲料级磷酸氢钙Ⅲ型在畜禽配合饲料中的应用

2011-05-03徐刚

饲料博览 2011年2期

徐刚

（1.中国磷营养研究中心，四川雅安 625014；2.四川川恒化工股份有限公司，四川什邡 618400）

饲料级磷酸盐的磷主要来源于硫酸对磷矿石的萃取，2001年国土资源部称到2010年磷矿成为不能保证需要的矿石之一。2001年12月28日，国家环保总局与国家质量监督检验检疫局联合发布了《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596－2001），对畜禽养殖业水污染物中总磷浓度进行了限定。磷作为动物不可缺少的必需营养元素之一，在所有矿物元素中其生物学功能最多，面临资源短缺，国家环保要求双重压力，开发优质、高效、环保的磷酸盐成为保障饲料业持续、健康、快速发展的基础。

饲料级磷酸氢钙Ⅲ型（MDCP）是磷酸二氢钙（MCP）与磷酸氢钙（DCP）的共晶结合物，其中磷酸二氢钙是水溶性磷酸盐，在磷酸氢钙Ⅲ型产品中约占60%。研究表明，采用磷酸氢钙Ⅲ型作添加剂的饲料，动物对其有效成分的吸收率比磷酸二钙（DCP）高，其粪便中残留的磷较少[1]。本文将从饲料级磷酸氢钙Ⅲ型的产品指标、生产工艺、产品特点以及在畜禽配合饲料中的使用方式等进行阐述。

1 产品指标

为鼓励和规范饲料级磷酸氢钙Ⅲ型产品的生产，我国分别于2005年7月10日和2008年11月21日发布了《饲料级磷酸一二钙》产品的化工行业标准（HG/T3776－2005）和《饲料级磷酸氢钙》的国家标准（GB/T22549－2008），在2008年发布的《饲料级磷酸氢钙》标准中，正式将磷酸一二钙归为饲料级磷酸氢钙Ⅲ型。

在配合饲料中用于补充畜禽磷钙需要的传统矿物质磷酸盐是磷酸氢钙（按照新的国家标准规定的名称即磷酸氢钙Ⅰ型），饲料级磷酸氢钙Ⅰ型与饲料级磷酸氢钙Ⅲ型产品理化指标的不同点在于总磷（P）含量磷酸氢钙Ⅰ型≥16.5%，而磷酸氢钙Ⅲ型≥21.0%，枸溶磷（P）含量磷酸氢钙Ⅰ型≥14.0，而磷酸氢钙Ⅲ型≥18.0，钙（Ca）含量磷酸氢钙Ⅰ型≥20.0，而磷酸氢钙Ⅲ型≥14.0。

2 生产工艺

含磷矿物质饲料的生产按其从磷矿中分离磷的方法分为热法磷酸法和湿法磷酸法。热法磷酸法相对于湿法生产流程简单，产品质量稳定，但是由于生产1 t含磷矿物质饲料大约需要消耗10.08 GJ电能，由于能源的紧张及生产成本影响，已被湿法生产工艺取代。湿法磷酸法是先用酸性较强的无机酸或酸式盐分解磷矿，再进行脱氟，除杂，并用石灰或碳酸钙、液氨中和反应加工的含磷矿物质饲料。此法又分为硫酸法、盐酸法、硝酸法或氟硅酸及硫酸氢铵法等[2]。生产中常用硫酸法，其次为盐酸法，本文以硫酸法生产磷酸氢钙Ⅲ型做一简单介绍[3]。

第一步：湿法磷酸的生产。用硫酸分解磷矿石得到磷酸和石膏，磷矿中除了磷灰石外，还含有许多杂质。因此，硫酸分解磷矿时，在反应槽中同时发生许多副反应。碳酸盐在磷矿石中是以白云石形式的碳酸钙和碳酸镁存在，酸解时需要消耗较多的硫酸，产生CO2，由于CO2的逸出，反应槽中会产生较多泡沫，对生产造成不利影响，其中，钙作为硫酸钙沉淀进入磷石膏，而镁却全部进入磷酸溶液，造成分解料浆磷酸黏度及比重增加，对磷石膏结晶体的生产不利，从而使生产能力降低。分解磷矿时，磷矿中的R2O3（倍半氧化物，Fe2O3和Al2O3的合称）有50%～80%进入磷酸中，会导致反应料浆溶液相对浓度升高，不利于磷石膏晶体的生长且加大过滤生产强度，更重要的是影响脱氟生产工艺及产品的质量和生产成本。

第二步：含磷矿物质饲料的生产。用制得的湿法磷酸生产含磷矿物质饲料，最核心的工艺技术在于脱除其中的氟化物。在湿法磷酸中加入与氟化物能生成难溶化合物沉淀的化学物质（沉淀剂），使其从磷酸中沉淀出来，得到脱氟磷酸或脱氟的磷酸盐溶液。如用Ca（OH）2脱氧，反应生成的磷酸氢钙在足量高浓度磷酸存在情况下，继续与磷酸发生反应，生成磷酸二氢钙，当所加入磷酸的量不足，不能保证将磷酸氢钙完全转化为磷酸二氢钙时，就会有部分磷酸氢钙的剩余，此时形成的磷酸盐就是磷酸氢钙Ⅲ型，即磷酸一二钙。

3 磷酸盐在动物饲料中的应用技术

中国农业科学院饲料研究所和四川农业大学动物营养研究所对饲料级磷酸盐（磷酸二氢钙、磷酸氢钙Ⅲ型和磷酸氢钙Ⅰ型）在不同动物上的生物学效价、校正磷和替代比例进行了深入的研究，证实磷酸二氢钙是现有饲料级磷酸盐中使用效果最好的，而传统的磷酸氢钙Ⅰ型是3种饲料级磷酸钙盐中使用效果最差的，磷酸氢钙Ⅲ型由于其组成分为磷酸二氢钙和磷酸氢钙Ⅰ型，使得不同形态的磷具有互补增效的作用。不同磷酸盐在不同动物上的生物学效价和替代比例见附表[4－9]。

在实际应用时，可根据当时磷酸盐的校正磷价格决定选用哪种磷酸盐产品，以保证饲料质量，维持畜禽健康，满足动物对磷的需求[10]。两种生物学效价不同的磷酸盐相互取代时，可参照公式（1）计算每吨饲料的磷酸盐添加量。

式中：PS1、C1、BV1分别为配方中拟被取代磷酸盐的添加数量（kg·t－1）、总磷含量（%）和相对生物学效价（%）；PS2、C2、BV2分别为待用磷酸盐的添加数量（kg·t－1）、总磷含量（%）和相对生物学效价（%）。

附表不同磷酸盐在不同动物上的应用

4 磷酸氢钙Ⅲ型产品特点

由于磷酸二氢钙、磷酸氢钙Ⅲ型以及磷酸氢钙Ⅰ型具有不同的总磷含量，枸溶磷含量以及水溶磷含量，导致3种磷酸钙盐对同种动物具有不同的相对生物学效价以及不同的消化利用率，从而在配合饲料中使用磷酸二氢钙以及磷酸氢钙Ⅲ型替代磷酸氢钙Ⅰ型时呈现出以下特点：由于磷酸二氢钙、磷酸氢钙Ⅲ型含有相当部分的水溶磷，产品在动物体中消化利用率比磷酸氢钙高，动物粪便中排放的磷含量降低，有利于环保；饲料厂在使用磷酸二氢钙或磷酸氢钙Ⅲ型替代磷酸氢钙Ⅰ型时，由于产品磷含量远高于磷酸氢钙Ⅰ型，所以能够节约磷酸钙盐的铁路运费以及从火车站到饲料厂仓库的短运费，为饲料厂贡献原料成本优势；磷酸二氢钙、磷酸氢钙Ⅲ型与磷酸氢钙Ⅰ型的pH分别为3.5、4.0和7.0，磷酸二氢钙和磷酸氢钙Ⅲ型呈微酸性，动物采食进入胃后，酸性的磷酸二氢钙与磷酸氢钙Ⅲ型能够激活胃蛋白酶原的活性，促进食物的消化，并且微酸性物质能够增强仔猪等动物的食欲，提高动物采食量；使用高磷含量的磷酸二氢钙和磷酸氢钙Ⅲ型制作饲料配方时较磷酸氢钙Ⅰ型可以节约配方空间，更利于饲料配方的调整和饲料配方成本的控制[11]。