顆粒肥料在我國的現狀及發展趨勢

一、前言  

肥料的種類多種多樣。根據肥料產品的形態可分為液體肥料和固體肥料。液體肥料主要包括直接施肥的液氨、氮溶液和葉面噴施肥料等。液體肥料主要在美國和西歐使用，如美國液體肥料占化肥總消費量的30%左右，西歐約占6%。大部分化肥為固體形態，根據顆粒的大小，又可分為粉狀肥料（prillfertilizer）和顆粒肥料(granularfertilizer)。  

固體肥料顆粒的大小取決于造粒工藝的不同。通過肥料液滴固化（如塔式噴淋造粒）或特定條件下的結晶以及反應堆置熟化等工藝形成的顆粒較小，平均粒度在1mm左右甚至更小，為粉狀肥料，主要包括普通尿素、氯化鉀、氯化銨、碳銨、硫銨、結晶硝銨等。通過控制造粒塔及結晶器的工藝操作參數，也可形成平均粒度在1-2mm左右的肥料，如顆粒硝銨等，但要形成更大粒度的顆粒是困難的。  

顆粒肥料通常為通過特定的造粒裝置形成的較大粒徑的肥料，通常1-4mm顆粒的比例要求達到90%左右，則平均粒度約在2-3mm。包括大顆粒尿素、重鈣、磷銨、NPK復合（混）肥以及通過肥料二次加工形成的顆粒硫銨、顆粒氯化鉀等。  

影響化肥使用的關鍵因素除肥效外，還有儲存、運輸和裝卸性能。化肥發展的初期，產品多為粉狀。雖然粉狀肥料混合起來比較容易，但有許多缺點，如離析，難以控制結塊，流動性差，難以實現機械化施肥，在施用過程中易形成粉塵而流失等。解決以上問題的途徑之一是實現肥料的顆粒化。  

顆粒肥料物理性能好，裝卸時不起塵、長期存放不結塊，流動性好，施肥時易撒布，并可實現飛機播肥、減少損失等要求，同時還可起到緩釋作用，提高肥料的利用率。此外，不同但大小相近的顆粒肥料可實現直接摻混，得到低成本的混配肥（BB肥），具有和復合肥同樣的肥效。因此肥料造粒技術不斷發展，大顆粒尿素、磷銨、復合肥、顆粒鉀肥等產品發展迅速。肥料顆粒化是當今化肥的發展趨勢之一。  

二、世界顆粒肥料的現狀及發展趨勢  

近幾十年來，世界化肥的發展經歷了一個較大的起伏過程。七、八十年代，世界化肥的生產和消費發展迅速，在八十年代末達到最高峰。由于前蘇聯及東歐地區的體制巨變，世界化肥生產及消費在九十年代初急劇下降，后由于發展中國家的化肥消費不斷增長，拉動世界化肥的生產和消費平穩增加，今后將保持穩定增加的勢頭。  

近20多年來，世界各肥料品種的變化如下表1所示。  

表1世界不同肥料消費量的變化單位：折純千噸  

肥料品種1978/791988/891998/99  

硫銨2911.22994.82640.9  

尿素14196.129560.339621.1  

硝銨8910.29732.96963.3  

硝銨鈣4059.64538.33659.0  

液氨直接施肥.4310.65272.64499.4  

氮溶液2872.84608.54209.3  

碳銨、氯化銨5907.39171.28528.0  

磷銨8373.21356918967  

硝酸磷肥231071983167  

NK肥177158216  

NPK復合肥182602368819656  

鋼渣磷肥469.4169.18.3  

磷礦粉1262.51329.4187.9  

普鈣5786.56840.36975.8  

重鈣4138.24458.62183.9  

鈣鎂磷肥858.21236.91368.6  

PK肥239419281184  

氯化鉀12975.516588.913413.9  

硫酸鉀500.4674.6775.2  

其他鉀肥1076.21151.2188.5  

合計108379.0145074.5138414.9  

當前世界化肥的年生產及消費總量約1.35-1.4億噸（純養分），其中較大的化肥品種有尿素，約占總量的29%，磷銨占14%，NPK復合肥占14%，氯化鉀占10%，其次是液體氮肥（包括氮溶液及直施液銨）占6%，硝銨、普鈣和碳銨，分別占約5%，其他品種的化肥如硫銨、重鈣、硝酸磷肥等占的比重較低。  

自1978/79到1998/99的20年間，世界肥料的總量增加了約3000萬噸，增加的品種有尿素，增加了2543萬噸（純養分，下同），其次是磷銨，增加了1060萬噸；減少的品種有重鈣、磷礦粉、硝銨及PK肥等；其他品種的化肥生產基本維持不變。  

以上肥料品種中，屬于顆粒肥料的有磷銨、NPK復合肥，此外還有特別造粒的大顆粒尿素、顆粒鉀肥及顆粒硝銨等。磷銨和NPK復合肥從20年前占化肥總量的25%提高到現在的28%。今后仍有不斷增加的趨勢。  

1995年以來，世界新增尿素裝置能力中大顆粒尿素所占的比重不斷增加，如1995-1997年間，新增尿素能力中大顆粒尿素占20-25%，1998-1999增加到40%。當前大顆粒尿素在尿素總量中占的比例已經到20%。  

總之，在世界化肥總量中，磷銨、NPK復合肥、大顆粒尿素以及經過二次造粒形成的混配肥、顆粒鉀肥等顆粒肥料約占35%左右。在經濟發達的歐美地區，機械化施肥比較普遍，要求肥料顆粒化及復合化，如在美國，鉀肥產量的40%都進一步加工成顆粒鉀。顆粒肥料約占化肥總消費量的60%。  

今后的5-10年，世界化肥的增長主要集中在發展中國家，發展中國家施肥的主要問題是復合化率低，導致化肥的利用率低。提高化肥利用率的途徑之一即大力發展顆粒肥料。顆粒肥可直接施用，肥效高于粉狀肥料，也可做成BB肥，以提高施肥的復合化率。因此，世界顆粒肥料會有較快的發展。  

三、我國顆粒肥料的現狀及發展趨勢  

1999年，我國的化肥產量約3000萬噸，主要品種有尿素約1400萬噸，占肥料總量的47%，碳銨，占25%，普鈣占12%，磷銨占7%，NPK復合肥4%。其他品種硝銨、硫銨、氯化銨、氯化鉀等品種占的比例較低。  

我國化肥標準對不同化肥顆粒大小的要求如下所示。  

表2國家標準對不同肥料的粒度要求  

肥料名稱國家標準粒度要求  

硫銨GB535-1995無要求  

尿素GB2440-910.85-2.8mm390%  

顆粒硝銨GB2945-911-2.8mm385%  

結晶硝銨GB2945-91無要求  

多孔粒狀硝銨ZBG21007-900.5-2.5mm390%  

顆粒氯化銨GB2946-921-4mm375%  

結晶氯化銨無要求  

碳銨GB3559-92無要求  

粒狀重鈣HG/T2219-911-4mm390%  

普鈣HG2740-95無要求  

鈣鎂磷肥HG2740-95細度通過250um篩80%  

氯化鉀GB6549-86無要求  

硫酸鉀ZB/TG21006-89無要求  

復混肥料GB15063-941-4.75mm390%  

粒狀DAP、MAPGB10205-881-4mm390%  

當前，我國顆粒肥料主要有磷銨(包括DAP和MAP)、NPK復合肥、大顆粒尿素、顆粒多孔硝銨、重鈣以及各種混配肥，約占化肥總產量的20%左右。但其中約50%是以多種粉狀基礎肥料為原料，通過蒸汽團粒工藝形成的混配肥料。  

“十五”期間，提高肥料的復合化率是我國化肥行業的主要發展方向。提高肥料的復合化率主要有三種途徑，一是直接生產加工成復合肥料，如采用各種化學法生產的NPK復合肥，產品為粒狀；二是以粉狀基礎肥料為原料，通過蒸汽團粒法或擠壓法再造粒形成的混配肥；三是把基礎肥料加工成顆粒肥料，施用時通過摻混的方法做成BB肥料，實現復合化。  

當前，由于國內復合肥市場前景較好，許多原有MAP及DAP生產裝置的企業都規劃采用國內開發的技術改產NPK復合肥，云南磷復肥基地將大力發展DAP；蒸汽團粒法的生產裝置我國已經建設了上千套裝置，能力閑置較大；BB肥的生產及消費在我國比例還較小，但當前已經呈現較好的發展前景。  

國外曾對不同的復混肥生產工藝的投資及成本進行了比較，規模以20萬噸/年計，結果如下：  

表3不同復混肥生產工藝的投資(百萬美元)  

投資項目BB肥擠壓造粒蒸汽造粒化學造粒  

總投資3.28.710.416.4  

表4不同生產工藝的復混肥生產成本美元/t  

項目BB肥擠壓造粒蒸汽造粒化學法  

固定成本8.121.424.536.3  

可變成本11.513.515.416.1  

原料成本138.9126.8126.8128.9  

袋裝產品成本158.5161.7166.7181.3  

BB肥的生產只是將各種原料機械摻混后包裝，生產工藝簡單，無三廢排放，投資省，配方靈活，產品具有廣泛的適應性。雖然其原料成本比其他的工藝高約10美元/噸，但由于投資只有其他工藝的1/3—1/5，因此，產品的總成本要低于其他的工藝10-20美元/噸。  

BB的發展需要化肥原料的顆粒大小基本一致，否則會出現產品在儲運過程中產生離析現象，導致養分不均。我國BB肥料發展緩慢，究其原因，一是基礎顆粒肥料缺少，二是許多農民及化肥生產經營者還有認識上的誤解。  

我國的顆粒磷肥產能已經具有一定的規模，當前DAP、MAP、TSP的產量及進口DAP的量合計接近1000萬噸/年，今后仍將不斷增加。但我國的顆粒氮肥及鉀肥比較缺乏。我國氮肥以尿素和碳銨為主，碳銨為逐漸淘汰的產品，大顆粒尿素在1996年才有第一套裝置投產，顆粒鉀肥當前仍為空白，這是我國近年來BB肥發展緩慢的主要原因。  

此外，許多農民及化肥生產經營者習慣認為化學法生產的復合肥肥效優于其他物理法生產的混配肥。但農業試驗已經表明，等養分、等形態的復混肥，在施肥方法相同時，其肥效相當。BB肥和復合(混)肥在肥效上不會有明顯的差別。  

當前我國多套大顆粒尿素裝置相繼投產，生產能力達到200萬噸/年，部分產品出口海外，市場前景較好，且仍有多個企業在“十五”期間規劃建設大顆粒尿素裝置。這為我國發展BB肥料提供了氮肥原料基礎。許多企業已經意識到BB肥在我國的良好市場前景，在全國積極開展生產及經營業務。  

顆粒肥料即使不做BB肥，也比粉狀肥料優越，如肥效長一些，物性好等。在市場上大顆粒尿素比小粒尿素售價高50-100元。  

當前，我國的大部分肥料仍為粉狀產品，如普通尿素、碳銨、普鈣、硫銨、氯化銨、氯化鉀等。其中的一部分成為復混肥的原料，但大部分約70%仍以粉狀形態施用到農田中。雖然，碳銨、普鈣等產品呈逐漸減少的趨勢，但由于在我國基數大，今后在一定時期內仍將占有一定的比重。因此，結合我國提高肥料利用率的發展戰略，將粉狀肥料加工成顆粒肥料將有較好的市場前景。  

四、顆粒肥料的生產工藝  

顆粒肥料的生產工藝可分為料漿法和干法兩種工藝。前者指在化肥的生產過程中，由能源或礦物原料直接加工成顆粒產品，如大顆粒尿素、磷銨、重鈣、化學法生產的NPK復合肥等；干法主要指將粉狀的肥料產品通過物理工藝再造粒形成顆粒產品，包括國內廣泛采用的蒸汽團粒法和歐美較多采用的輥式擠壓法。  

料漿法主要是大型的基礎肥料生產所采用，蒸汽團粒法主要用于加工混配肥，在世界各地都有采用，我國能力最大，生產裝置有千余套；輥式擠壓法是將粉狀肥料進一步加工成顆粒肥料成本最低的生產工藝。它工藝簡單，完全是物理過程，投資低，只需要單一的電為能源，加工成本低，對熱敏性物料更為適合，在歐美等地區使用比較普遍。如世界上90%的顆粒鉀肥都是采用擠壓法生產的，此外，混配肥、硫銨、硝銨、普鈣等在歐美都部分采用擠壓法加工成顆粒肥料，直接施用或為BB肥提供原料。  

在我國，天津堿廠較早的引進德國生產的輥式擠壓機用于生產大顆粒氯化銨，主要出口東南亞地區，取得了較好的經濟效益。我國云南也有兩個化肥企業引進了輥式擠壓造粒裝置用于復混肥的生產。  

五、建議  

在我國，農業消費的大部分肥料仍為粉狀產品，在大力發展復合肥生產的同時，將粉狀肥料進一步加工成顆粒肥料，或成為BB肥料，提高施肥復合化率，或直接施用，提高肥料利用率，都將具有較好的市場前景。針對我國化肥生產的特點，建議如下：  

1、美國40%的鉀肥為顆粒鉀，我國顆粒鉀肥的生產還是空白。為BB提供原料，可在青海鉀肥廠100萬噸/年項目建設的同時，建設30萬噸/年顆粒鉀肥裝置；在沿海主要氯化鉀上岸港口，建設3-4套總計能力90-120萬噸/年的顆粒鉀肥裝置；大的硫酸鉀生產企業可建設2-3套總能力20-30萬噸/年的顆粒硫酸鉀生產裝置，最終全國形成150-180萬噸/年的顆粒鉀肥生產裝置，可為國內500萬噸/年的BB肥提供鉀肥原料，并使直接施肥中顆粒鉀肥占到30%。  

2、我國磷肥的主要品種是普鈣，由于養分低，市場逐漸萎縮，為提高競爭力和產品的附加值，可在較大的普鈣生產廠建設多套總能力在100萬噸/年的顆粒普鈣裝置。  

3、我國當前大顆粒尿素的能力已超過200萬噸/年，“十五”末，預計可達到400-500萬噸/年；當前我國還有100萬噸/年的粉狀硫銨，大部分用于東三省的大田水稻直接施肥，如果加工成顆粒硫銨，必將受到市場的歡迎；我國的氯化銨還有350萬噸/年，當前主要作蒸汽團粒法混配肥的原料。隨著我國聯堿規模的擴大，國內市場銷路將受到影響，必須開拓直接施肥和出口市場。如果企業進一步加工成顆粒氯化銨，不但提高產品的附加值，頂替碳銨逐漸萎縮空出的市場，還可擴大出口，緩解國內市場的壓力。碳銨在我國仍占有較大的比重，其市場空間越來越小。碳銨易揮發，如果采用擠壓法生產顆粒碳銨，可進一步提高碳銨產品的競爭力。  

總之，顆粒肥料的發展在我國有較好的市場前景，當前產品仍以粉狀肥料為主的化肥企業，實現產品的顆粒化將是提高產品的附加值和競爭力的良好途徑之一。

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