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一、前言
肥料的種類多種多樣。根據(jù)肥料產(chǎn)品的形態(tài)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(tài)，根據(jù)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(jié)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(jié)晶硝銨等。通過控制造粒塔及結(jié)晶器的工藝操作參數(shù)，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?；拾l(fā)展的初期，產(chǎn)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(jié)塊，流動性差，難以實現(xiàn)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(xiàn)肥料的顆?；?。
顆粒肥料物理性能好，裝卸時不起塵、長期存放不結(jié)塊，流動性好，施肥時易撒布，并可實現(xiàn)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(xiàn)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(shù)不斷發(fā)展，大顆粒尿素、磷銨、復合肥、顆粒鉀肥等產(chǎn)品發(fā)展迅速。肥料顆?；钱斀窕实陌l(fā)展趨勢之一。
二、世界顆粒肥料的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
近幾十年來，世界化肥的發(fā)展經(jīng)歷了一個較大的起伏過程。七、八十年代，世界化肥的生產(chǎn)和消費發(fā)展迅速，在八十年代末達到最高峰。由于前蘇聯(lián)及東歐地區(qū)的體制巨變，世界化肥生產(chǎn)及消費在九十年代初急劇下降，后由于發(fā)展中國家的化肥消費不斷增長，拉動世界化肥的生產(chǎn)和消費平穩(wěn)增加，今后將保持穩(wěn)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(chǎn)及消費總量約1.35-1.4億噸（純養(yǎng)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(yǎng)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(chǎn)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(xiàn)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(jīng)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(jīng)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(jīng)濟發(fā)達的歐美地區(qū)，機械化施肥比較普遍，要求肥料顆?；皬秃匣?，如在美國，鉀肥產(chǎn)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(fā)展中國家，發(fā)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(fā)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(fā)展。
三、我國顆粒肥料的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
1999年，我國的化肥產(chǎn)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(jié)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(jié)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(chǎn)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(yè)的主要發(fā)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(chǎn)加工成復合肥料，如采用各種化學法生產(chǎn)的NPK復合肥，產(chǎn)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(xiàn)復合化。
當前，由于國內(nèi)復合肥市場前景較好，許多原有MAP及DAP生產(chǎn)裝置的企業(yè)都規(guī)劃采用國內(nèi)開發(fā)的技術(shù)改產(chǎn)NPK復合肥，云南磷復肥基地將大力發(fā)展DAP；蒸汽團粒法的生產(chǎn)裝置我國已經(jīng)建設了上千套裝置，能力閑置較大；BB肥的生產(chǎn)及消費在我國比例還較小，但當前已經(jīng)呈現(xiàn)較好的發(fā)展前景。
國外曾對不同的復混肥生產(chǎn)工藝的投資及成本進行了比較，規(guī)模以20萬噸/年計，結(jié)果如下：
表3不同復混肥生產(chǎn)工藝的投資(百萬美元)
投資項目BB肥擠壓造粒蒸汽造?；瘜W造粒
總投資3.28.710.416.4
表4不同生產(chǎn)工藝的復混肥生產(chǎn)成本美元/t
項目BB肥擠壓造粒蒸汽造?；瘜W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(chǎn)品成本158.5161.7166.7181.3
BB肥的生產(chǎn)只是將各種原料機械摻混后包裝，生產(chǎn)工藝簡單，無三廢排放，投資省，配方靈活，產(chǎn)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(chǎn)品的總成本要低于其他的工藝10-20美元/噸。
BB的發(fā)展需要化肥原料的顆粒大小基本一致，否則會出現(xiàn)產(chǎn)品在儲運過程中產(chǎn)生離析現(xiàn)象，導致養(yǎng)分不均。我國BB肥料發(fā)展緩慢，究其原因，一是基礎顆粒肥料缺少，二是許多農(nóng)民及化肥生產(chǎn)經(jīng)營者還有認識上的誤解。
我國的顆粒磷肥產(chǎn)能已經(jīng)具有一定的規(guī)模，當前DAP、MAP、TSP的產(chǎn)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(chǎn)品，大顆粒尿素在1996年才有第一套裝置投產(chǎn)，顆粒鉀肥當前仍為空白，這是我國近年來BB肥發(fā)展緩慢的主要原因。
此外，許多農(nóng)民及化肥生產(chǎn)經(jīng)營者習慣認為化學法生產(chǎn)的復合肥肥效優(yōu)于其他物理法生產(chǎn)的混配肥。但農(nóng)業(yè)試驗已經(jīng)表明，等養(yǎng)分、等形態(tài)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(chǎn)，生產(chǎn)能力達到200萬噸/年，部分產(chǎn)品出口海外，市場前景較好，且仍有多個企業(yè)在“十五”期間規(guī)劃建設大顆粒尿素裝置。這為我國發(fā)展BB肥料提供了氮肥原料基礎。許多企業(yè)已經(jīng)意識到BB肥在我國的良好市場前景，在全國積極開展生產(chǎn)及經(jīng)營業(yè)務。
顆粒肥料即使不做BB肥，也比粉狀肥料優(yōu)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(chǎn)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(tài)施用到農(nóng)田中。雖然，碳銨、普鈣等產(chǎn)品呈逐漸減少的趨勢，但由于在我國基數(shù)大，今后在一定時期內(nèi)仍將占有一定的比重。因此，結(jié)合我國提高肥料利用率的發(fā)展戰(zhàn)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(chǎn)工藝
顆粒肥料的生產(chǎn)工藝可分為料漿法和干法兩種工藝。前者指在化肥的生產(chǎn)過程中，由能源或礦物原料直接加工成顆粒產(chǎn)品，如大顆粒尿素、磷銨、重鈣、化學法生產(chǎn)的NPK復合肥等；干法主要指將粉狀的肥料產(chǎn)品通過物理工藝再造粒形成顆粒產(chǎn)品，包括國內(nèi)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(qū)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(chǎn)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(chǎn)的輥式擠壓機用于生產(chǎn)大顆粒氯化銨，主要出口東南亞地區(qū)，取得了較好的經(jīng)濟效益。我國云南也有兩個化肥企業(yè)引進了輥式擠壓造粒裝置用于復混肥的生產(chǎn)。
五、建議
在我國，農(nóng)業(yè)消費的大部分肥料仍為粉狀產(chǎn)品，在大力發(fā)展復合肥生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)企業(yè)可建設2-3套總能力20-30萬噸/年的顆粒硫酸鉀生產(chǎn)裝置，最終全國形成150-180萬噸/年的顆粒鉀肥生產(chǎn)裝置，可為國內(nèi)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(yǎng)分低，市場逐漸萎縮，為提高競爭力和產(chǎn)品的附加值，可在較大的普鈣生產(chǎn)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(lián)堿規(guī)模的擴大，國內(nèi)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(yè)進一步加工成顆粒氯化銨，不但提高產(chǎn)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(nèi)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(fā)，如果采用擠壓法生產(chǎn)顆粒碳銨，可進一步提高碳銨產(chǎn)品的競爭力。
總之，顆粒肥料的發(fā)展在我國有較好的市場前景，當前產(chǎn)品仍以粉狀肥料為主的化肥企業(yè)，實現(xiàn)產(chǎn)品的顆?；瘜⑹翘岣弋a(chǎn)品的附加值和競爭力的良好途徑之一。
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