小型氮肥装置联产碳酸钙新工艺研究

王希

摘要：本文主要提出充分应用以碳酸钙为原料，生产新型化肥，作为我国当下小型氮肥装置联产碳酸钙的新工艺，阐述该工艺提出的必要性和技术特征，将其与原有生产工艺进行多层次比对，最终促使联产碳酸钙自身经济效益优良，为肥化联产带来新的态势。本文就小型氮肥装置联产轻质碳酸钙新工艺展开研究分析。

关键词：小型氮肥装置;轻质碳酸钙;联产

硝酸磷肥整个生产过程较为复杂，且整体投资较高，硝酸磷肥生产过程中产生的副产品碳酸钙，将碳酸钙采用挤压造粒、筛分、抛光、工艺水喷浆造粒、干燥冷却、微生物（有机质）包膜工艺技术，以碳酸钙为主要原料生产中微量元素肥料、微生物土壤调理（修复）剂、生物有机肥、微生物菌剂等系列新型肥料产品。项目的设计生产能力为8-10万吨/年，消耗处理碳酸钙6-8万吨，碳酸钙利用属于固废处理项目和产品研发创新项目，建成后，将有较好的环保收益和经济效益。解决小型氮肥企业生存及发展陷入困境，实现降本增效的目标。

一、小氮肥装置碳酸钙新工艺提出的必要性

钙的生理作用在植物体内，钙元素含量占1%-5%，不同植物种类、部位、器官含钙量变幅很大。细胞中的钙主要以三种形式存在，游离钙、结合钙和贮存钙。根据细胞生理活动需要，不同形式的钙在一定生理条件下可互相转换。 其对细胞活动的重要性主要体现在以下几个方面：

1、稳定膜结构

2、维持细胞壁结构（因此成熟的果实在高钙状态下可以提高对逆境以及病虫害的抵抗能力，提高贮藏品质）

3、参与植物体内的信号传导（调节基因表达、调节激素等）

4、在植物成熟的细胞内，大部分钙存在于液泡中，对平衡液泡内阴阳离子平衡有重要贡献，同时能中和植物代谢过程中产生的酸。钙作为植物生长不可或缺的营养元素之一，大量存在于土壤中，在正常条件下，土壤中的钙能够满足大部分作物的生长需求，大田作物很少出现缺钙现象。

因此，含钙的肥料大都用于改良土壤方面。但植物根周围的土壤中含Ca2+浓度过高也会对其产生毒害，例如可能对种子的萌发起到抑制作用，使植物的生长发育变慢等。

在缺钙土壤施用钙肥，除可使植物和土壤获得钙的补充外，还可以改良土壤提高pH值，从而减轻或消除酸性土壤中大量铁、铝、锰等离子对土壤性质和植物生理的危害。减少土壤对磷的固定，调节土壤对微量元素的供应，改善土壤微生物生活条件，增强土壤的通气透水性，从而提高土壤肥力。

天脊集团特有晶体钙还具备调酸调碱双向调节的独特性质。

二、联产轻质钙生产工艺技术特征分析

1、碳酸钙实际生产工艺流程

生产碳酸氢铵的小型氮肥装置实际工艺流程较为复杂，且各环节密切衔接，若其中一个环节产生问题，便会形成连锁反应。将碳酸钙采用挤压造粒、筛分、抛光、工艺水喷浆造粒、干燥冷却、微生物（有机质）包膜工艺技术，该整个工艺中实际特征包含以下几方面：首先若想获取较佳的生产工艺，确保最终产品成粒率达标，必须降低水分，方可实现该目标;反之，整个生产工艺难以实现均衡性，生产流程无法顺利实施，所以整个生产过程中温度高低作为关键节点。其次，该工艺中硝铵溶液易结晶，最终生产的产品养分不足，所以存在较大的损失。

2、联产碳酸钙工艺流程

为进一步获取较佳的生产成效，降低生产中实际成本，以碳酸钙为原料，将碳酸钙通过对辊挤压的方式造粒，具体流程如下：

小型氮肥装置联产轻钙包含以下几方面特征：①该生产工艺过程作为一个对滚挤压体系，整个生产反应过程较为简易，碳酸钙自身无毒无害，且不易于挥发，最终形成产品无毒无害、自身结构稳定且不易溶解的晶体，从本质层面解决产品结构不稳定的困境。②由于近几年，我国在控缓释肥、商品有机肥、水溶肥、微生物肥和功能性肥料方面的研究和产业化上都取得突破性进展，相关企业和高校主要围绕控缓释肥、稳定性肥、水溶肥、灌溉肥、硝基肥、腐植酸肥、有机-无机复混肥、土壤调理剂等多种新型肥料在新技术、新工艺、新设备方面的创新进行了研究。

③碳酸钙自身酸性可以明显改善碱性土壤，所以碳酸钙在盐碱地地区有广大的前景④碳酸钙生产设备整体投资经济性较佳，常规传统化肥行业处于低谷期，供过于求，而由碳酸钙为原料制成的新型肥料具有可观的市场经济效益[1]。

3、碳酸钙转鼓工艺流程与碳酸钙对辊挤压工艺流程比较分析

小型氮肥装置联产碳酸钙生产过程中，配置实际生产设备数量较小，且投资成本较低。若为装置转鼓生产碳酸钙，则需引入与之相匹配的设备，工艺整个流程较为复杂，所需生产设备较多，投资成本支出较多。

联产碳酸钙经济技术分析

（1）传统化肥行业总体处在低谷期

目前传统化肥行业处于低谷期，因为政策收紧、粮价下行以及肥料降价，整个化肥行业都处于相对比较困难的时期。其次是全球农产品过剩，国内粮食价格持续下跌，市场低迷打击了农民种植热情，施肥意愿下降。再次，化肥行业产能过剩，供过于求，单质肥料不断降价，肥料产品价格都处在低位。

（2）新型肥料行业概况

新型肥料是针对传统肥料的利用率低、易污染环境、施用不便等缺点，对其进行的物理、化学或生物化学改性后生产出的一类新产品，主要包括稳定性肥料、控缓释肥料、聚氨酸类肥料、多功能肥料、商品化有机肥、生物肥料等。为适应农业生产的新要求，新型肥料作为一种有助于改善环境质量和农产品质量、提高农作物产量的农用生产资料发展迅速。当前，我国新型肥料产业领域的技术创新、产品创新、服务创新正在不断推动肥料产业进入持续健康发展的新常态。

近几年，我国在控缓释肥、商品有机肥、水溶肥、微生物肥和功能性肥料方面的研究和产业化上都取得突破性进展，相关企业和高校主要围绕控缓释肥、稳定性肥、水溶肥、灌溉肥、硝基肥、腐植酸肥、有机-无机复混肥、土壤调理剂等多种新型肥料在新技术、新工艺、新设备方面的创新进行了研究。

另产业政策鼓励新型肥料发展，根据农业部印发的《到 2020 年化肥使用量零增长行动方案》，明确限制化肥总体施用量，要求化肥利用率达到 40%以上，并要求调整化肥使用结构，大力推广高效环保的新型肥料。到 2020 年我国新型肥料的施用量占总体化肥使用量的比重从不到 10%提升到30%，未来新型肥料占比将逐步提升。

综上所述，未来我国化肥的市场需求总体上将会保持平衡，整个肥料行业在结构上将向新型肥料转化，同时在强调安全、绿色、营养的大背景下，未来肥料的市场需求导向将会向高效环保的新型肥料产品靠拢。

结束语

小型氮肥装置联产轻钙新碳酸钙工艺不仅吻合当下节能、环保的新经济理论，与我国倡导的节能减排技术政策相吻合，而且实现传统化肥向新型肥料转型等新目标，是小型氮肥厂不断创新改革的主趋势。为获取较佳的发展成效，需积极不断对工艺和流程进行优化升级，凸显生产经济和技术优势，进一步获取良好的经济效益。

参考文献

[1]王后国，郗运柱.低压法三聚氰胺工艺优化及尾气联产尿素[J].氮肥与合成气，2020，48（5）：4.

[2]吕津辉.纳米碳酸钙改性技术研究进展及代表性应用综述[J].中国粉体工业，2021（2）：7.

[3]顏鑫，刘海路，马媛媛，等.以电石渣为原料生产食品级轻质碳酸钙的绿色新工艺[J].现代化工，2019（2）：3.