國際磷系水溶肥料現狀及發(fā)展趨勢

一．水溶肥料磷的來源

1.1灌溉施肥與磷系水溶肥料
灌溉施肥（Fertigation）水肥一體化的水溶肥料包括葉面肥料（Foliar）及各種其它有機無機水溶肥料都離不開大量元素磷（phosphorus），含量都以五氧化二磷（P2O5）來表示。國際上一般稱水溶肥料為100%全水溶，主要強調產品無雜質不會堵塞滴灌管微小滴頭，并且說明原料的高質量高品位，水溶肥料通用常見指標為：

水不溶物	水分	外觀1	重金屬含量限制	PH
≤0.1%-0.2%	≤0.2%-0.5%	晶體或者粉狀流動性好不結塊為優(yōu)良產品	日本臺灣歐盟限制制較為嚴格	≤7，較常見

這說明各種水溶肥料的原料來源是高純度的化學品，一般達到工業(yè)級（TECH-GRADE）水平,也有的稱為滴灌級或者溫室級。目前磷源常用原料來自如下幾種單質磷化工產品。

名稱	配方	形態(tài)	磷P2O5	氮（銨態(tài)N）	鉀（K2O）
熱法磷酸	85%H3PO4	液體	61.5%
磷酸一銨MAP （磷酸二氫銨）	12-61-0	固體結晶	61.0%	12.0%
磷酸二銨DAP （磷酸氫二銨）	21-53-0	固體結晶	53.0%	20.8%
磷酸脲UP	17-44-0	固體結晶	44.0%	17.4%
磷酸二氫鉀MKP（磷酸一鉀）	0-52-34	固體結晶	51.5.0%		34.0%
聚磷酸銨APP (水溶級)	15-30-0	粉狀	30.0%	15.0%
聚合磷鉀PKACID	0-60-20	固體結晶	60.0%		20%
焦磷酸鉀TKPP	0-42-56	粉狀	42.0%		56.0%
硝銨磷NP	30-10-0	顆粒	10.0%	30%(硝態(tài)16%，銨態(tài)14%)

1.2磷源水溶肥料的用途

名稱	用途
熱法磷酸	直接作為單質磷滴灌，生根補磷。強酸性清洗滴頭，調節(jié)土壤酸度。
磷酸一銨MAP （磷酸二氫銨）	直接作為單質磷氮滴灌，生根補磷。是水溶NPK的主要復配料。
磷酸二銨DAP （磷酸氫二銨）	直接作為單質磷氮滴灌，生根長葉。堿性一般不作為NPK的配料。
磷酸脲UP	強酸性肥料清洗滴頭，調節(jié)堿性鹽性土壤酸度，直接作為單質磷氮滴灌，生根補磷。
磷酸二氫鉀MKP（磷酸一鉀）	一般作為葉面噴施，促花坐果。是水溶NPK的主要復配料。
聚磷酸銨APP (水溶級)	直接作為單質磷氮滴灌，生根長葉。液體復配肥料使用較多
聚合磷鉀PKACID	強酸性肥料清洗滴頭，調節(jié)堿性鹽性土壤酸度，促花坐果。
焦磷酸鉀TKPP	一般作為葉面噴施，促花坐果。使用不廣泛。
硝銨磷NP	硝酸銨高塔造粒改性產品。提供硝態(tài)氮和銨態(tài)氮，屬于新型肥料。

1.3主要磷系化工品原料的國家標準

2010年各種標準幾乎出臺取代部分,但是由于這些產品不僅用于農業(yè)作為水溶肥料,在工業(yè)上也作為阻燃劑、微生物培養(yǎng)劑、橡膠玻璃冶金助劑，制定一個標準需要考慮多種應用因數，下列幾個品種的國家標準，供參考，需要指出的是這些標準用于水溶肥料生產明顯低于國際慣用指標，不能完全地說明產品檔次是否是優(yōu)等，例如對于磷酸二氫鉀這個國際通用產品，HG 2321-92標準已經滿足不了作為生產使用的指導或者用戶使用的標準。
工業(yè)級磷酸二氫銨規(guī)格：HG/T 4133-2010標準

項目	I類	II類	III類
磷酸二氫銨(以NH4H2PO4計)  w/w,%	≥98.5	≥98.0	≥96.0
五氧化二磷（P2O5）（W/%）	≥60.8	≥60.5	≥59.2
氮（N）（W/%）	≥11.8	≥11.5	≥11.0
砷（As）/（W/%）	≤ 0.005(50PPM)	--	--
氟化物（F 計）（W/%）	≤ 0.02	--	--
硫酸鹽（SO4）（W/%）	≤ 0.9	≤ 1.2	--
水份(W/%)	≤0.5	≤0.5	≤1
水不溶物((W/%)	≤0.1	≤0.3	≤0.6
PH(10g/L水溶液)	4.2-4.8	4.0-5.0	4.0-5.0

工業(yè)級磷酸氫二銨規(guī)格：HG/T 4132-2010標準

項目	一等品	合格
磷酸氫二銨(以(NH4)2HPO4計)  w/w,%	≥95.0	≥93.0
五氧化二磷（P2O5）（W/%）	≥51.0	≥50.0
氮（N）（W/%）	≥18.0	≥18.0
氟化物（F 計）（W/%）	≤ 0.01	--
水份(W/%)	≤5	≤5

工業(yè)級磷酸二氫鉀規(guī)格：HG 2321-92標準

項目	工業(yè)用		農業(yè)用
	一等品	合格品	一等品	合格品
磷酸二氫鉀(以KH2PO4計)  w/w,%	≥98.0	≥97.0	≥96.0	≥92.0
水份	≤2.5	≤3.0	≤4.0	≤5.0
氯化物(Cl)	≤0.2	--	--	--
水不溶物(W/%)	≤5	≤5	--	--
PH	4.3-4.7	4.3-4.7	4.3-4.7	4.3-4.7

工業(yè)級磷酸脲規(guī)格：企業(yè)自制定參考標準

項目	一等品	合格
磷酸脲(以H3PO4.(NH2)2CO計)  w/w,%	≥98.0	≥95.0
五氧化二磷（P2O5）（W/%）	≥44.0	≥42.0
氮（N）（W/%）	≥17.0	≥16.0
氟化物（F 計）（W/%）	≤ 0.01	--
水份(W/%)	≤0.2	≤0.5

二. 磷系水溶肥料的生產技術

2.1   熱法流程

   在過去10到20年磷系水溶肥料歸為磷酸鹽化工，基本生產原料是熱法黃磷，再加工成非常潔凈的熱法磷酸（85%H3PO4），在進行氨化成磷酸一銨、二銨或者氫氧化鉀堿化成磷酸二氫鉀，生產工藝成熟可靠，技術路線簡單，產品質量上乘，但由于熱法黃磷工業(yè)使用的工藝是電能，原料是磷礦和焦炭等，產業(yè)屬于高能耗高污染行業(yè)，黃磷成本近5年來居高不下，導致下游產品成本偏高，市場競爭激烈，生產企業(yè)運轉困難。
2.2    濕法凈化流程
   普通磷肥工業(yè)生產肥料級的低含量的非全水溶的磷酸一銨、磷酸二銨、重鈣等大田肥料，也要使用磷酸，但是使用磷礦和硫酸在液固相中進行化學萃取反應，過濾渣（磷石膏）后得到雜質含量較高的磷酸，一般為稀酸（25-30%P2O5）或者濃縮酸（40-48%P2O5）,故名濕法磷酸。
濕法磷酸由于成本低，如果能凈化達到或者接近熱法磷酸的質量，將是降低生產成本具有高度競爭力的技術方向。近些年由于高純度工業(yè)磷酸一銨的市場需求，四川大學完成了濕法磷酸制造工業(yè)級磷酸一銨的技術開發(fā)和國產濕法磷酸凈化成工業(yè)磷酸的技術開發(fā)，貴州宏福集團從以色列引進全套濕法磷酸凈工業(yè)磷酸的投產使得傳統(tǒng)磷化工工藝路線不得不面對一場新的革命，目前有2條技術路線，見下面
      圖片:888888888.jpg





1）第一條路線：濕法磷酸氨化化學除雜制磷酸一銨
   濕法稀磷酸加入磷礦粉脫除游離硫酸，通氨堿化后大部分雜質變成化學沉淀物，過濾脫出，清液體為磷酸一銨溶液蒸發(fā)濃縮后結晶可以得到工業(yè)級磷酸一銨，一般是II類或者III類產品，母液及渣漿返回農業(yè)級肥料系統(tǒng)。這也是傳統(tǒng)濕法磷肥企業(yè)的產品結構調整技術升級的方向，即濕法磷酸一步份得到高附加值的產品，一部分還是進行傳統(tǒng)化肥的生產，任然是一種提取精華的分離路線。目前國內產能達到年產20萬噸的規(guī)模，占主流路線，幾乎奪去傳統(tǒng)熱法流程水溶肥料的國內中低端市場。

2）第二條路線：有機萃取制工業(yè)磷酸再制各種磷酸鹽
    采用有機溶劑選擇性萃取濕法磷酸中的磷酸再進行反萃可以將需要的磷酸進行分離，工藝上結合化學除雜技術，得到可以與傳統(tǒng)熱法酸比美的工業(yè)酸，可以制造各種磷酸鹽和水溶肥料，降低成本無凝是市場感興趣的事情，新的標準制定如下
HG/T-4069-2008 工業(yè)濕法凈化磷酸

內容		優(yōu)等品	一等品	合格品
色度/黑曾	≤	20	30	40
H3PO4，W%	≥	85%	85%	85%
硫酸鹽（SO4）,W%	≤	0.01	0.02	0.03
氯化物（CL）,W%	≤	0.0005	0.001	0.002
鐵（Fe）,W%	≤	0.002	0.003	0.005
鎂（Mg）,W%	≤	0.002	0.003	0.005
砷（AS）,W%	≤	0.0001(1PPM)	0.0005(5PPM)	0.001(10PPM)
氟（F）,W%	≤	0.001	0.003	0.005
重金屬（Pb計）,W%	≤	0.001（10PPM）	0.003(30PPM)	0.005(50PPM)
鈣（Ca）,W%	≤	0.002	0.003	0.005
有機碳（TOC）,W%	≤	0.007

傳統(tǒng)熱法磷酸標準GB/T-2091-2008指標如下

內容		優(yōu)等品	一等品	合格品
色度/黑曾	≤	20	30	40
H3PO4，W%	≥	85%	85%	85%
硫酸鹽（SO4）,W%	≤	0.003	0.005	0.01
氯化物（CL）,W%	≤	0.0005	0.0005	0.0005
鐵（Fe）,W%	≤	0.002	0.002	0.005
砷（Mg）,W%	≤	0.0001(1PPM)	0.005(50PPM)	0.01(100PPM)
氟（F）,W%	≤	0.001	0.003	0.005
重金屬（Pb計）,W%	≤	0.001（10PPM）	0.001 (10PPM)	0.005(50PPM)

從上兩個標準可以看出工業(yè)濕法凈化磷酸對砷提出了高要求指標為1-5-10PPM，比熱法磷酸的指標1-50-100PPM還高，對應的濕法重金屬10-30-50PPM比熱法10-10-50PPM較低。這說明國家和國際對化學重金屬要求越來越高，但對濕法凈化作為商品磷酸來講提高更高的門檻，從實踐來講這是較困難或者不經濟的事，濕法磷酸凈化酸作為下游磷酸鹽的生產是較好的選擇。

三．水溶肥質量控制問題及重金屬限制問題

3.1水溶肥質量控制
   除主要營養(yǎng)元素含量要求外，固體水溶肥料一般有下列要求被市場認為非常主要。這也是生產磷系列水溶肥料的質量控制目標和技術關鍵。
1）肥料的水分含量及流動性，含水高水溶肥料一般流動性差，也容易結塊，特別是作為原料加工配方肥，產量流動性差，不容易進行機械化自動化下料。一般要求小于0.2%。
2）水溶肥料的水不溶解物，越來低說明質量差品質差，也容易堵塞滴灌管道及滴頭，也容易導致用戶肥料罐的固體沉積和結垢。一般要求小于0.1%。
3）外觀及顆粒形狀，磷系水溶肥料如果雜高，生產過程的結晶一般就呈針狀或者長條性，作為復配原料將容易與其他原料混合不均勻，影響含量檢測和客戶對質量的要求。磷系水溶肥料的形狀主要起決于磷酸的質量特別是純度和雜質含量。一般要求顆粒形狀為正方形。

3.2濕法磷酸氨化化學除雜制磷酸一銨的質量
本路線是濕法一銨最方便的生產方法，但由于凈化除雜方法簡單粗糙，產品質量較差或者質量不穩(wěn)定，難于達到高品質的要求，適合于低端市場應用，同時內在有害元素及重金屬高，是否可以達到國家對這些元素的控制實在是個兩難的問題。要完全達標就增加用戶農戶的成本，不達標經常面臨政府部門的檢查處罰。這是個兩難的問題，也說明國家政府部門對水溶肥料這個新型肥料還缺乏足夠的認識和實踐總結，高的要求與中國實際難結合，與發(fā)到歐美國際的成功慣例也不吻合，一定程度造成不要的混亂。

3.3重金屬限量標準
重金屬限量是發(fā)達國家特別是日本、歐洲的環(huán)保越來越高的要求，目前國家水溶肥料標準只有2006年出臺的大量元素、中量元素、腐酸酸、氨基酸水溶肥料的標準，都對有害元素提出了嚴格的標準，都要遵循執(zhí)行NY1110-2006的重金屬限量標準。

項目	指標（毫克/公斤，PPM）
汞（Hg,w%）	≤5
砷(As,w%)	≤10
鎘（Cd,w%）	≤10
鉛（Pb,w%）	≤50
鉻（Cr,w%）	≤50

   但是重金屬限量是個系統(tǒng)鏈的問題，應該從源頭抓起，例如工業(yè)級磷酸二氫銨HG/T 4133-2010標準對砷含量最高標準就是50PPM的含量，這樣的產品用之來來復配大量元素水溶肥料要求產品砷含量最大為10PPM的含量，而且每種原料都會帶來不同的有害元素，這讓生產者非常為難，產品質量在國際上已經是優(yōu)等品而在中國就成了不合格品也就是假產品，坑害農戶的罪名更是嚴重了。在中國水溶肥料是配套現代滴灌技術的新型肥料，在國際上已經是使用超過20年的老產品，高度的高要求將限制了這個產業(yè)的發(fā)展，水溶肥料相比較傳統(tǒng)肥料只有不到1%的用量，傳統(tǒng)大肥無任何有害元素的限制，對農業(yè)的污染才是根源，傳統(tǒng)農藥的毒性更是無需要再談。大量元素水溶肥料一共要檢測超過15項的精細指標，無實際意義最后還是讓農戶承擔更多的成本，對農產品質量提高也無影響，因為影響因素太多。滴灌施肥將變成一種常規(guī)的施肥方式，不必要對滴灌肥料作神秘化處理和要求，對有機農業(yè)也需要系統(tǒng)工程考慮，這需要一個漫長過程。

四．國內國際市場供求關系
4.1全球主要國家含工業(yè)級(滴灌級)磷精細化學品作為特種肥料的消耗用量 (萬噸/年)

	MAP一銨 DAP二銨	MKP 二氫鉀	UP 磷酸脲	NPK 水溶肥料
一．歐洲
西歐15國	22	8	5	45
東歐12國	12	4	2	12
二.美洲
北美(美國,加拿大.墨西哥)	7	3	1	30
南美10國	6	2	1	16
三.非洲
北非6國	5	2	2	10
南非及其他	2	0.5	0.5	2
四.亞洲
中東10國	8	4	5	20
東盟10國	4	2	0	4
日本\韓國	2	1	0.	3
中國	20	6	1	78
合計	66	25.5	16.5	142

4.2中國滴灌施肥發(fā)展預測(不含其它施肥方式，例如沖施、葉面)

時間	萬畝	滴灌施肥量（萬噸）
2005－2010年,微灌面積將達到	900	18
2011－2020年,微灌面積將達到	2400	48
2021－2030年,微灌面積將達到	4650	93

4.3主要水溶肥料單質品種的全球產能

1）世界磷酸一銨（工業(yè)級MAP）及磷酸二銨（工業(yè)級DAP）產量

產品	主要生產商	萬噸/年
熱法MAP
	東歐	5
	其它國家合計	5
	中國（四川、湖北、云南）	10
熱法DAP		3
	熱法小計	23
濕法MAP	比利時	5
	其它國家合計	5
	中國：
	湖北	10
	安徽	3
	云南	5
	四川	3
	其他	3
合計	濕法小計	24萬噸
總計		47萬噸

2）世界MKP年產量。

公司	國家		萬噸/年
	以色列		8
	比利時		4
	法國		1
	阿聯酋		4
中國（四川，云南，其它）	中國		8
合計			25

3）世界磷酸脲（UP）產量，噸/年

公司	國家		萬噸
歐洲			3
芬蘭	芬蘭		3
	沙特		1
	阿聯酋		3
中國（四川，云南，其他）10家公司	中國		3
中國（山東等）	非農業(yè)用		2
合計			15

五．水溶磷發(fā)展趨勢

5.1液體肥料(liquid fertilizer)：

水溶磷肥以及其它水溶肥料包括低濃度的清夜肥料和高濃度的懸浮肥料（液體肥料在美國使用量站到了30%的使用量，其原因一方面大量灌溉設施的應用，施肥機械自動化，液體肥料施肥非常方便。另一個重要原因液體肥料是化肥行業(yè)中最節(jié)省能源的產品，可以節(jié)省生產過程中的蒸發(fā)濃縮、結晶干燥、造粒冷卻等高耗能、高污染的過程，到農場農戶手中直接使用，減少水的用量、減少人工搬運、減少等待固體肥料溶解的時間。同時肥料成本也大為降低。唯一缺點是包裝費用高于固體，但是如同國外一定區(qū)域所分布的液體肥料工廠及分裝廠、加肥站甚至可以將包裝取消或者重復利用。液體肥料產業(yè)將是今后中國的發(fā)展方向，期待這場革命。目前重要是國家液體肥料的標準相對落后，監(jiān)管也是個大問題，有待時機。

5.2有機與無機的結合

液體肥料非常容易地與其它有機液體相結合，例如來源廣泛的的氨基酸、腐植酸、生化腐植酸等等，有機無機的結合對農業(yè)的好處也是明顯，發(fā)展是必然的。目前重要是國家液體肥料的標準相對落后，監(jiān)管也是個大問題，有待時機。

5.3濕法磷酸有機萃取凈化   

肥料級磷酸有機萃取凈化成工業(yè)磷酸是傳統(tǒng)磷肥企業(yè)升級產品結構調整的好路徑。可望取代傳統(tǒng)熱法制各種水溶肥料。

5.4熱法流程向高級品發(fā)展

向高級產品包括低重金屬級及食品級產品方向發(fā)展，滿足國際國內部分高端植物營養(yǎng)產品的需求，創(chuàng)立高質量的品牌，滿足有機綠色農業(yè)的需求。熱法企業(yè)需要合并整合，用資本產量來進行上下游整合，建立起具有世界級話語權的企業(yè)集團。

5.5重視在中國的農業(yè)應用技術推廣

例如磷酸脲產品在中國農業(yè)上的推廣，氮磷復合，氮鉀復合，磷與其它營養(yǎng)的復合，磷與農藥的復合。

六．馬龍三福與云南磷資源優(yōu)勢

   云南是中國磷資源的大省，占中國50%的各種磷肥制品的資源和產能優(yōu)勢，云南馬龍三福科技產業(yè)有限公司，總部坐落于美麗的春城 - 昆明，是一家擁有自營進出口權、專業(yè)從事水溶肥料和其它特種植物營養(yǎng)產品的研發(fā)、生產、銷售及服務于一體的國際產業(yè)公司。公司自 2005 年 3 月成立以來，立足發(fā)展優(yōu)勢產業(yè)，先后在昆明�？诠�業(yè)園、馬龍小寨工業(yè)園、四川什邡、泰國曼谷投資興建了水溶性肥料生產基地。目前擁有5萬噸高純磷系列水溶單質肥料、2萬噸高端水溶性肥料自有生產線以及與大集團配套整合的硝酸銨、尿素、合成氨及鐵路專用線，憑借這些強大的資源優(yōu)勢，多年來與東南亞各國以及美國、智利、以色列等多家全球著名企業(yè)建立了持續(xù)良好的合作關系，，公司基礎水溶肥料及復合肥料 (NPK+TE) 等系列產品已暢銷亞太、中東、澳洲及歐美等農業(yè)發(fā)達國家和地區(qū)，在全球各大洲被廣泛應用于農業(yè)，受到業(yè)界一致認可和好評，在國際樹立了良好的企業(yè)形象。
憑借多年的國際市場運作的成功經驗，馬龍三福將國際上成熟的水溶性肥料研發(fā)、生產技術引入國內，致力于推動國內低碳農業(yè)、節(jié)水農業(yè)的發(fā)展。作為中國主流水溶肥料專業(yè)制造商，馬龍三福分別在在 2009 年和2010年推出了 “數字農場”系列配方水溶肥和“精萃”系列高端水溶肥，該兩大系列一經推出既得到眾多經銷商和農戶的認可。 “數字農場”充分體現了平衡施肥的科學性，將發(fā)達國家先進的農場施肥模式引入千家萬戶，科學的配方、合理的用量、低投入高回報，一切都能用數字來證明。 “精萃”系列產品的推出，更是體現了公司對產品研發(fā)精益求精的態(tài)度，全部采用工業(yè)級、食品級原料精制而成，國際品質、出口配方，真正滿足高端設施農業(yè)、節(jié)水農業(yè)的要求。2011年，馬龍三福不斷創(chuàng)新，突破水溶性肥料劑型的束縛，大膽與國際技術接軌，研發(fā)并推出高濃度懸浮流體肥料。我們需要肩負起安全環(huán)保、節(jié)能減排、利國利農、可持續(xù)發(fā)展的社會使命，一定會為實現“水肥一體化”做出不懈努力，走出一條自主創(chuàng)新的水溶性肥料國際化品牌之路，引領水溶肥向更高端、更精細化的國際標準發(fā)展，利國利農。