硝酸铵钙滤渣资源化利用新途径

2021-01-19刘玉才吕新春杜光补黄祥川

磷肥与复肥 2020年12期

刘玉才，吕新春，杜光补，黄祥川

（鲁西化工集团股份有限公司，山东聊城 252211）

农业用硝酸铵钙易溶于水，肥效快，能够快速补氮和直接补钙，适合于多种土壤，特别是酸性土壤，具有成本和价格的双重优势，在国内外得到广泛使用。但农业用硝酸铵钙生产过程中产生的滤渣目前未有成熟的处置技术。笔者介绍鲁西化工集团股份有限公司硝酸铵钙滤渣资源化利用的成果，以期为滤渣资源化利用提供参考。

1 农业用硝酸铵钙生产工艺

目前国内生产农业用硝酸铵钙的方法有2种［1-2］。

方法一是以天脊煤化工集团股份有限公司为代表的“硝酸磷肥装置副产硝钙法”。将硝酸磷肥装置的粗硝酸钙溶液，采用连续式压滤机除去酸不溶物；因粗硝酸钙溶液中含有质量分数3%～8%的游离硝酸，加入碳酸钙将游离硝酸中和到钙酸比（n（Ca（NO3）2）/n（HNO3））为5，再通入气氨与剩余的硝酸进行中和反应；得到的硝酸铵钙溶液经蒸发、脱水后送去造粒，得到硝酸铵钙产品。

方法二是以阳煤丰喜肥业（集团）有限责任公司（简称丰喜）为代表的“硝钙溶液生产装置加硝铵溶液混合法”。用硝酸与石灰石中和得到粗硝酸钙溶液，经过滤、沉降后与硝酸铵装置来的硝酸铵溶液按5Ca（NO3）2·NH4NO3·10H2O的产品规格比例混合，再经蒸发浓缩到一定浓度，最后盘式造粒得到硝酸铵钙产品。

方法一，因磷矿石品位不同（既有酸不溶物质量分数约1%的精选磷矿，也有酸不溶物质量分数高达15%左右的低品位磷矿［3］），冷冻法硝酸磷肥副产粗硝酸钙溶液中酸不溶物质量分数为1%～2%［4］；方法二，以硝酸分解石灰石，根据石灰石品质，粗硝酸钙溶液中酸不溶物质量分数在1%左右。2020年9 月27—28 日在成都召开的“2020 年硝酸硝铵行业工作会暨硝基钙镁肥分会工作会”上，中国氮肥工业协会理事长顾宗勤介绍，2019年硝酸铵钙产量210万t，同比增长5%。硝酸铵钙中酸不溶物质量分数按1%计算，每年将有2.1 万t 硝酸铵钙滤渣产生，长此以往将成为第二种“磷石膏”，占用大量土地，形成渣山，严重污染环境。

2 农业用硝酸铵钙滤渣资源化利用

2.1 硝酸铵钙滤渣成分分析

鲁西化工集团股份有限公司（以下简称公司）现有1 套10 万t/a 农业用硝酸铵钙生产线，采用稀硝酸分解石灰石、转鼓造粒生产工艺，2017 年11月开车投产。装置滤渣压滤采用2 台板框式压滤机交替运行，滤渣成分见表1。

表1 农业用硝酸铵钙滤渣成分 %

2.2 硝酸铵钙滤渣资源化利用方式

农业用硝酸铵钙滤渣w（H2O）在30%左右，因含有游离钙等矿质养分，可改善土壤的物理性状，补充活性钙，增强土壤抗碱能力。结合公司10万t/a石膏粉生产线，将滤渣、石膏粉、硫酸铵结合起来，利用现有装置生产土壤调理剂，工艺流程见图1。生产的土壤调理剂成分见表2。

图1 土壤调理剂生产工艺流程

表2 土壤调理剂成分

3 土壤调理剂施用效果

试验地点位于山东省聊城市高新区韩集乡。土壤理化性质见表3。

表3 土壤理化性质

3.1 供试材料

分别进行一次大田作物和经济作物试验。

供试大田作物，济麦22；供试经济作物，春白菜橘红62。供试肥料：复合肥22-13-10（硫基）（底肥），复合肥22-9-9（硝基）（追肥），土壤调理剂（底肥），以上均为鲁西化工集团股份有限公司生产。

3.2 试验设计

1）大田小麦本试验设3个处理：CK，不施土壤调理剂；T1，每667 m2底施土壤调理剂600 kg；T2，667 m2底施土壤调理剂300 kg。各处理3次重复，小区面积66.7 m2（6.67 m×10.00 m），各处理施肥量一致（每667 m2底施复合肥50 kg，追肥30 kg），小麦10月15日播种，10月22日出苗，2月15日返青，6月15日收获。

2）春播大白菜本试验设3个处理：CK，不施土壤调理剂；T1，667 m2底施土壤调理剂1 000 kg；T2，每667 m2底施土壤调理剂500 kg。各处理3 次重复，小区面积16.67 m2（6.67 m × 2.50 m），各处理施肥量一致（每667 m2底施复合肥80 kg、腐熟有机肥4 m3，追肥20 kg），3月20播种，期间进行3次间苗工作，2次追肥，5月20日收获。