化肥采购化肥生产工艺

第一节生产工艺 1一、复肥配方的设计原理与方法 1二、复肥养分形态的设计 5三、复肥养分分析式 6四、基础化肥生产准备 7五、复肥的生产工艺及技术 22第二节化肥废水处理 38一、化肥污水概述 38二、产污环节 42三、废水处理工艺 43第一节生产工艺对于化肥的生产，无论是配方设计还是生产工艺，我公司都有着丰富的经验。一、复肥配方的设计原理与方法（一）复肥配方的设计原理生产使用复肥的目的在于更好地协调作物对养分的需求与土壤供肥之间的关系。因此配方设计必须考虑作物营养特点与土壤营养状况。1.作物营养特点（1）作物对营养元素的需求规律①不同作物对养分种类的特殊需求②不同作物对养分形态的要求③不同作物对养分数量和比例的要求④不同作物对养分吸收能力的差异⑤不同作物对养分供应状况的不同反应（2）作物的阶段营养特点作物不同生育时期对养分的需求不同，复肥生产应根据作物的阶段营养特点，生产出适合作物不同阶段营养特点的肥料产品。2.土壤养分状况及性质（1）土壤养分状况①土壤养分含量与分布②土壤养分形态与有效性③土壤养分对植物营养的贡献④肥料在土壤中的转化（2）土壤性质①酸碱性②阳离子交换能力③盐基饱和度④孔隙度⑤有机质含量（二）复肥配方的设计方法1.配方是生产复肥的核心，它包括以下内容：（1）适用条件下（作物、土壤）的肥料三要素比例、微量元素及其他添加物质种类；（2）所采用基础材料的品种及数量；（3）配套施用技术，包括施用量、施用时期和施用方法。核心内容：确定配方中三要素比例和养分形态及基础肥料的选择。2.复肥养分比例的设计方法（1）根据田间肥效试验结果设计养分比例①供试处理直接筛选法1）单因素多水平多点试验2）复因素不同配比多点试验②化肥效应函数1）一元二次回归方程（单因素）2）多元二次回归方程（复因素）（2）根据作物对养分的吸收比例设计复化肥的养分比例在一定产量水平下，每种作物单位产量的养分吸收量和比例可视为一个常数。因此，按作物养分比例设计的配方也比较稳定，可作为基本配方，然后，根据土壤养分丰缺状况、有机肥施用量和化肥利用率等给以校正，即可得到较满意的配方养分比例。这一方法的基本步骤为：①确定某作物的养分吸收比例。由于作物的品种特性、产量水平和环境条件不同，其吸收比例也有差异，因此，在当地条件下应尽可能多点设置不同产量水平的试验，利用多个试验结果求出不同产量水平时某一作物某一品种的氮、磷、钾吸收比例。②根据肥料利用率予以校正。即根据各养分的利用率将养分吸收比例校正为对环境养分的需求比例。如：小麦对氮（N）、磷（P2O5）、钾（K2O）的吸收比例为3：1：3、N、P2O5、K2O的利用率分别为40%、20%、60%，则对环境中三要素的需求比例为：（3+40%）：（1+20%）：（3+60%）=7.5：5：5=1：0.67：0.67③根据土壤养分丰缺状况予以校正。根据土壤养分测定结果的丰缺程度将作物对环境养分的需求比例予以校正。如：在上面确定的1：0.67：0.67的基础上，由于作物对氮素需要量大，土壤供给能力低，故氮不可缺；在不缺钾的土壤上，可不配钾，只配氮磷；在不缺磷的土壤上，只配氮磷钾。某养分的丰富程度越高，施肥效果越差，应相应降低其在配方中的比例。（3）根据目标产量和土壤速效养分测定值设计复肥的养分比例。该法是根据农作物需肥量与土壤供肥量之差来计算实现目标产量（计划产量）时的氮、磷、钾三要素各自的需要量，然后，以氮为①求出氮、磷、钾三者之比例。具体步骤：1）确定目标产量2）根据目标产量和单位经济产量携出养分量，求出达到目标产量所需的三要素养分量。3）根据无肥区作物产量（乘以单位经济产量携出氮量即为供氮量）或土壤有效磷、钾测定值估算土壤供应养分量。4）计算通过施肥补充的养分量5）以氮为1，求出氮、磷、钾之比，即为一定产量水平下的复肥的适宜养分比例。（4）配方修正法。该法是借助国内外同类作物的成功配方根据使用地区的土壤养分供给能力进行修正般修正系数为25%左右。（5）微量元素的配方比例。根据微量元素的丰缺指标，确定出“临界点”大于该点不配入，小于则配入。微量元素的配入比例按实物重量计算，一般为1%以下，通常可配1~3种必需的微肥。二、复肥养分形态的设计复肥养分形态的设计应视作物种类、土壤条件和复肥的用途而定。（一）复肥养分形态的设计复肥养分形态的设计应视作物种类、土壤条件和复肥的用途而定。各种作物对养分形态的反应是不同的。如，水稻、甘薯、马铃薯等是喜铵态氮的，因此这些作物的复肥中氮素以配入铵态氮为宜。烟草、甜菜、小麦、玉米、棉花、向日葵、大麻则喜硝态氮，其专用复肥中应配入硝态氮。豆科作物、豆科绿肥及油菜等，根系阳离子交换量大，对钙的结合能力强，因而对难溶性磷酸盐具有较大的吸收能力，故其配方中应配入弱酸溶性磷肥。禾谷类作物，对难溶性磷的利用能力较弱，故其配方中应配入水溶性磷肥。（二）土壤条件与配方肥养分形态设计土壤条件直接影响养分的转化，进而影响肥效的发挥。水田因施入硝态氮易流失、反硝化损失等，故在水田和多雨地区的复混肥中应配入铵态氮；旱田铵态氮和硝态氮均可。酸性土壤应配入钙镁磷肥等弱酸溶性磷肥；中性、石灰性土壤中应配入过磷酸钙等水溶性磷肥。（三）配方肥用途与其养分形成设计若复肥主要用作基肥使用的，则配入养分可以是迟效态养分；若用作追肥，则配入速效养分。用作叶面专用肥的，则配入养分应全是水溶态的，而且含副成分要少。三、复肥养分分析式复肥分析式是指复肥中所含各主要养分含量的百分率。如复肥料分析式为（8-14-6），即表示含N8%，含P2O514%，含K2O6%。复肥分析式的确定必须考虑三个问题：1.分析式必须符合我国复肥料专业标准中规定即各主要养分（N、P2O5、K2O）的单一含量不得低于4%。其养分总量（N+P2O5+K2O）低浓度≥25%，中浓度应≥30%，高浓度≥40%。2.分析式必须与基础肥料的养分含量相适应配方肥中的养分全来自基础肥料，含副成分多、养分含量低的基础肥料只能配出总养分含量低的配方肥。要配合浓度高的配方肥，必须采用含副成分少的高浓度基础肥料。3.分析式应可能考虑到包装重量和配方肥在单位面积上的实物施用量。包装重量按照国标规定，每袋净重有三种规格，即50±0.5kg、40±0.4kg和土25±0.25kg；单位面积的施用量，一般大田作物多用50kg亩实物量作基肥，而经济作物常施用100kg/亩左右。因此分析式的养分含量应能保证每亩施用一定实物量时的养分绝对量符合对施肥量的要求。四、基础化肥生产准备配方设计完成后，根据配方中的养分配比进行养分配料，即原料肥料的选择及配比，这就是复肥的生产准备。（一）基础化肥的选择原则及注意事项复肥组成中，由于至少涉及到氮、磷、钾单元肥料中的至少两种肥料，这些物质能否混配，如何混配及配合间的相互作用，是一个值得注意的问题。基础氮、磷、钾肥的混配应遵循以下两个原则：1.混配后不会产生不良的物理性状（如结块、吸湿等）2.不会发生不良化学反应造成养分损失（如氨挥发或氧化氮溢出等）或造成某组分质量恶化（如降低溶解度等）。根据以上原则，把肥料混配后的化学反应和物理性状变化可作为基础肥料选择的重要依据。（1）肥料混配后的化学反应（相配性）通常根据肥料混配后可能发生的化学反应可将肥料的混配性分为三类：可以混配，可以暂时混配但不可久置和不可混配。①可以混配两种或两种以上的肥料混合后，不但养分没有损失而且还能减少各种单元肥料对作物生长的不良影响。1）硫酸铵和过磷酸钙上述这种混合通过化学反应形成的NH4H2PO4，作物可以同时吸收NH4+和H2PO4－减轻单施硫酸铵产生的生理酸性反应。从复肥生产角度看，该反应使游离水变成结晶水，提高了混合物的颗粒强度。2）磷矿粉和硫酸铵既可以消除硫酸铵等酸性或生理酸性肥料的不良影响，还可通过其酸性，增加磷矿粉的溶解度，提高其肥效。3）硝酸铵和氯化钾混合反应生成硝酸钾和氯化铵，这两种产物的临界湿度均大于硝酸铵，其潮解性较硝酸铵小，混合后其物理性质得到改善，便于利用。②可以暂时混合但不可久置有些肥料只宜混合后立即施用，若放置时间长则有效养分降低，或物理性质变差。1）含游离酸较多的过磷酸钙和硝态氮肥混合后久置不仅吸湿潮解，且会使硝态氮渐次分解而造成氮素损失（N2O5↑）。2）尿素或石灰氮与氯化钾混合，应随混随用，否则吸湿性增强。③不可混合有些原料肥料混合后会降低肥效。1）铵态氮肥不能与石灰、石灰氮或草木灰等碱性肥料混合，否则会加速NH3挥发。2）各种磷肥与碱性肥料也不可大量混合。因混合后会使水溶性磷变成难溶性磷酸盐，使弱酸性磷肥和难溶性磷肥中的磷更难溶解。（2）肥料混合对物理性状的影响复肥生产时原料的选择必须考虑各原料肥料混合后能够保持优良的物理性状，至少不能对物理性状有显著的不良影响。①肥料混合对吸湿性的影响肥料的吸湿性常以其临界相对湿度来表示，即在一定温度条件下，肥料开始向空气中吸水或失水时的空气相对湿度。一般来讲，两种以上的肥料混合，其混合物的临界湿度通常均比它的任何一种单体肥料的都低，这种现象被称为“肥料的混合效应”在选择原料肥料时要力求混合物临界相对湿度不能有明显的下降。一般应注意以下问题：1）在实际生产中，也发现过磷酸钙、重过磷酸钙和尿素混合时吸湿性大为增加，甚至造粒效果不好或颗粒破碎的尿素与磷酸一铵、磷酸二铵混合时吸湿性也大大增加的问题，这些问题需在工艺中加以考虑。2）在肥料混合中两种盐如果通常不是按化学反应式计量比例混合时，则混合物的临界相对湿度要根据该混合物中的过量的盐来决定。3）在生产中应尽量避免硝酸铵和尿素混合，但在制造三元肥料时，必须同时使用尿素和硝酸铵，则应先用氯化钾或硫酸钾与硝酸铵进行混合预处理反应，然后再与尿素、磷肥诸如磷酸一铵或二铵进行混合。4）大部分肥料的临界相对湿度随温度升高而降低，混合肥料也遵循这一规律。这就要求烘干的热肥料必须立即冷却，以防止高温强烈吸湿。5）肥料临界相对湿度只表示其在给定条件下吸收空气中水分的难易程度，但并不表明它一定吸水。复混肥生产中是否吸水固然和其临界相对湿度有关，但也与存放和包装时的防潮设施及措施有关。③化肥混合对溶解度的影响选择复混肥的原料肥料时还要考虑肥料混合对溶解度的影响。般应注意以下几种情况：1）因以尿素、硫铵、硝铵为基础原料制得的各个品级肥料具有较高的溶解度，因此造粒过程极易受液相影响。2）在含有尿素和磷酸盐的配方中，利用提高混合肥料的pH值来降低其溶解度以利造粒和干燥作业。如对普钙或重钙需采取氨化或中和的方法以求改善和尿素的配伍性，降低混合物的溶解度。3）在以尿素为主要氮源和以磷铵为主要磷源的配方中其混合盐饱和溶液的氮、磷总浓度，在等温线上以pH值等于4.5时最低，据此来进行配料，可以在低液相含量下进行干法造粒和烘干，如考虑加热造粒和返料则操作效果更好。（二）基础肥料的品种、规格及性质生产复混化肥的基础肥料有氮肥、磷肥、钾肥、微量元素肥料及有机肥。1.氮肥可用于生产复混肥料的氮肥品种有尿素、碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵和硝酸铵等。2.磷肥生产复混肥的磷肥品种有过磷酸钙、重过磷酸钙、钙镁磷肥、磷酸铵和磷酸二铵、硝酸磷肥等。3.钾肥钾肥品种主要有氯化钾和硫酸钾，此外也可用硝酸钾和磷酸二氢钾，但价格昂贵，较少使用。4.微量元素肥料生产复混肥的微量元素肥料有锌肥、硼肥、锰肥、铁肥、铜肥等，另外，还有稀土微肥。5.有机肥料主要有饼肥、腐熟生活垃圾、泥炭、分化煤及褐煤、动植物残体、动物粪便等。表一：农用尿素的品质指标表二：粉状磷酸一铵的品质指标：%表三：部颁过磷酸钙的质量标准：%表四：氯化钾的国家质量标准表五：硫酸钾的质量标准（三）基础肥料用量的计算基础肥料的用量计算（配料计算）根据设计的复混肥配方及选择的原料肥料种类，计算生产1吨该复混肥所配入的原料肥料的用量，就是配料计算。选择的原料肥料的品种不同，其用量也不同。目前，我公司确定原料肥料用量的计算方法主要有两种：1.解析法假设配方肥分析式中各数值依次分别为N、P、K、Ni为某一含氮基础肥料的含氮百分数（%）；Pi为某一含磷基础肥料的含磷百分数（%）；Ki为某一含钾基础肥料的含钾百分数（%)。a、b、c、d为配制100kg复混肥所需A、B、C、D四种原料肥料的各自用（配合）量。可建立如下方程组：解方程组得到的a、b、C、d再乘以10即为配制1吨分析式为N-P-K的A、B、C、D四种基础肥料的分别（使用量）配合量。示例：2.标准化计算法解析法虽然计算简单，但因没有考虑原料中的水分含量与成品含水量，因此存在一定误差。由于复肥产品的水分含量必须符合国家标准的规定，即高浓度的含水量（游离水）≤2.0%、中浓度的水分≤2.5%、低浓度的水分≤5.0%，而各种原料肥料中都含有允许的含水量。因此，为了以下两个原因：一是保证混配后的复肥产品符合规定的含水量；二是复肥生产过程的干燥程序提供正确的负荷依据。我公司提出了基准化计算法，即按产品标准含量来计算配料的方法。（1）基准化计算法的基本原理按复肥专业标准要求的含水量，对各原料肥料的养分含量进行折算，根据折算的养分含量和复肥中的该养分含量计算相应原料用量。如果原料配方总重量>100（份），则多余部分即为烘干过程中必须脱去的原料带入的水分；如果原料配方总重量<100份，意即肥料在加工过程中需要向肥料添加相应的水分。此后，产品含水量及其各种养分含量即可达到相应的产品标准要求。（2）方法步骤①规范表示形式按照“基准化计算法”进行配料计算时，需要将原料肥料和复肥料产品的规格或其N、P2O5、K2O、H2O的百分含量有时还包括中微量元素百分含量，统一按下面通常的表示形式来表示：即以各种有效养分含量表示，其间加短划线隔开。前三个数字分别表示含N量、含P2O5、K2O量的百分数，从第四个开始为微量元素，最后一个为H2O、N、P2O5、K2O中如缺少一种，即用“0”表示，如微量元素缺乏，则不需表示出来。示例：②基准化计算有了产品标准含水量、原料肥料养分含量与水分含量，就可以将原料肥料原始养分含量折算成“产品标准含水量”时的养分含量，折算后的养分含量可称为“基准肥料养分含量”。其计算公式如下：示例：两种肥料基准化后的表示方法分别为：③配料计算各原料肥料经过基准化计算后，即可按照基准肥料养分含量计算各基准肥料的用量，其计算公式为：其中：Q为基准肥料的用量份数；P为产品标明的养分含量，即肥料分析式中某一养分的数值（而非百分数）；G为基准肥料养分含量（%）。为方便起见，各基准肥料的用量应按钾肥、磷肥、氮肥的顺序依次逐一计算。1）基准钾肥用量计算2）基准磷肥用量计算计算基准混合物（混合磷肥）中磷的含量，它是根据两种磷肥的比例用量即权数用下式计算：在基准混合磷肥中的重量份数，GI和Gn分别为基准磷肥I和工的养分（P2O5）含量。计算基准混合物用量，计算公式为：计算各基准磷肥用量，计算公式为：如果磷肥中含有氮，还要计算出磷肥中的氮含量。3）基准氮肥用量计算配料中只有一种氮肥时，可直接按Q=P/G进行计算，但必须在产品氮素标阴量中减去基准钾肥和基准磷肥的含N量。假设基准钾肥含氮量为N1，基准磷肥I中含氮量为N2，基准磷肥亚的含氮量为N3，产品氮素标明量为P，则基准氮肥用量为：其中：Ni=Q（基准钾肥用量）×G（基准钾肥中氮含量）百分量N2=Q（基准磷肥I用量）×G（基准磷肥I中氮含量）百分量N3=Q（基准磷肥工用量）×G（基准磷肥II中氮含量），百分量如果有两种氮肥原料，则按两种氮肥原料的方法（同两种磷肥计算法）计算。④折算“基准肥料用量”为”原料肥料用量”可用通用计算公式进行计算：式中：Q'为原料肥料用量（份数）；Q为基准肥料用量（份数）；G为基准肥料养分含量；C为原料肥料养分含量。五、复肥的生产工艺及技术（一）复肥的配料工艺及技术配方肥料的原料在配料前需经一定的加工处理，包括烘干、破碎，然后按计算的用量进行混合。不同原料要采用不同的配料工艺及技术。1.纯无机原料的配料工艺及技术如果用氮肥、磷肥和钾肥生产纯无机配方肥料，配料时除了要求各原料细度尽量－致外，还要注意物料混合时的先后顺序。应掌握的基本原则是混合时尽量避免不良的化学反应和物理变化发生。对于机械混料法，因混料过程时间较短，不必过多考虑混料过程中的不良反应；而手工混料，因混料时间较长，应注意混料顺序，避免不良反应发生。2.添加微肥的配料工艺及技术复肥配方中需加微量元素肥料时，首先要注意微肥与其他肥料的配伍性如何。微肥因数量很少，很难对大量元素肥料性质产生不良的影响，但要注意其他原料对微肥性质的影响。一般来说，金属微量元素肥料都宜和酸性及生理酸性肥料混合，与碱性肥料混合后对微肥的有效性有明显的影响；钼肥和硼肥对酸碱条件并不敏感。微肥用量很少，配料时混合均匀就显得格外重要，目前采用的技术主要有以下三种：（1）掺混法即把微量营养元素做成粒状微肥，然后再按比例和其它粒状肥料掺混。此法生产的掺混型粒状肥料，由于微肥通常加到肥料中的比例非常小，因而存在着微量营养元素施肥的严重不均匀性，加上需将微肥事先造粒，增加了工艺的复杂性，因此，一般该法不推荐使用。（2）包裹法将粉状微量营养元素用很少量的黏结剂，如油（以重量计1.5~3%）或水（1.5~2%）或肥料盐水溶液，采用交替方法在粒状肥料表面包上很细的分散状态的微量营养元素，有的还使用粘土，以增加包裹效果。（3）干混法这种方法是将粉状微量营养元素和大量营养元素肥料起进行干混造粒，对可溶性微量元素也可溶于水中当造粒剂加入。其缺点是，仅适合小批量生产对大规模的生产装置，配方变化频繁，产品贮存间隔和货堆管理复杂。但在许多情况下，当一个区域施肥已被鉴定为缺少某种微量元素时，此法是有效的。3.有机复肥的配料工艺及技术用来生产有机复混肥的有机物料在配料前需经过烘干、破碎，然后与其他物料混合。般应当先将配伍性能差的原料与有机物料混再加入其它无机原料。如，一些吸湿性强的原料先与有机物料混合，可对混合物吸湿性产生萌显的抑制，有机物料与无机原料的混合均匀程度是配料中需要注意的。此外物料的细度对混料也有影响，物料细度增加，物料粒径均与都是保证混合效果所必需的。物料细度小也利手造粒，并使颗粒强虔增加。4.含有其它有用元素的复肥配料工艺在复肥生产中，对农作物有用的元素或物质，除了大量元素和微量元素外，还有中量元素（Ca、Mg、S、Si）以及腐殖酸、稀土元素等对作物生长有一定促进作用的物质。（1）含硅专用肥在制造含硅专用肥料时，按定配方进行配料时，要注意作为硅肥原料的碱性对大量元素肥料肥效的影响。因为大部分硅肥除含可溶性SiO220%以上，还含大约20%的CaO和MgO。如果和普钙或重钙起配料，其N、P、K混合物料的pH值尽量保持<6，而且还要测定磷肥中的P2O5的水溶率并保证使其符合要求。（2）腐殖酸NPK肥料腐殖酸原料一般采用泥炭、褐煤。由于常含水在30%左右，需要经过烘干、破碎、筛分处理后，才能和NPK无机肥料－起配制加工成腐殖酸NPK复混肥。（二）复肥的生产工艺及技术1.粉状掺合工艺就是将各种天然的及人工的、无机及有机肥料经机械掺混而制成复混肥的生产工艺。（1）优点：对原料的种类及细度要求不严，工艺简单生产成本低廉。（2）适应对象：各种无机及有机原料，特别是鸡粪、城市生活垃圾、饼粕等有机原料。（3）生产过程：原料准备；计量配料与混合；散堆稳定；翻堆包装。（4）注意：生产的成品不利于机械化施肥。但省去了造粒过程，降低成本适合随配随施。它是以有机物料为主生产复混肥的一种重要方法。掺混肥生产流程2.干粉造粒工艺（1）粉状肥料混合造粒法可将多种粉状肥料混合，再经过造粒、干燥、筛分等过程，获得颗粒均匀、含水量低的团粒肥料。通过雾化加水或蒸气提供液相。优点为操作简便，原料适应范围广；缺点为返料较多，造粒效率较低。（2）添加化学物品的干粉造粒法在粉状造粒时，向造粒筒或造粒盘中喷洒酸液，在料床内通入气氨，酸和氨反应成盐，同时帮助物料成粒。团粒法复混肥料生产工艺流程（3）挤压造粒法是在机械压力作用下，使干粉结块成粒，即将按一定比例混合好的粉状原料通过辊碾和模板直接挤压成型。优点为对原料适应范围广，各种无机有机原料工艺简单，成粒率高能耗低；缺点为产量较低，对原料水分含量要求严格，且模具极易磨损，维修费用较高。3.料浆造粒工艺在以磷酸铵和硝酸磷肥为磷源生产复混肥时，将其制成料浆，把固体氮肥和钾肥加入其中，制备氮、磷、钾三元高浓度复混肥。由于造粒的机理主要是靠料浆的涂布作用而使颗粒增大，从而得到坚硬和流动性好的颗粒状产品。所以叫料浆造粒工艺。（1）半料浆法将粉状尿素、磷酸铵、氯化钾或硫酸钾经过计量、混合、破碎后进入转故造粒机，经烘干、筛分、冷却后称量包装。其特点是将配料所需磷酸一铵的40%左右以料浆形式喷入转故造粒机，以代替水蒸气作为造粒的液相，故称为半料浆法。①优点：容易造粒、成粒率高、颗粒强度大，总的能耗降低。②缺点：产品吸湿性强、设备严重腐蚀，操作环境较差。（2）全料浆法尿素和氯化钾或硫酸钾经计量、破碎后与返料细粉一起进入转鼓造粒机，而配料需要的磷酸一铵全部以含水25%左右的料浆用泵计量后喷入转鼓造粒机内的物料床层上，由于筒体旋转使物料激烈翻动，在涂布和粘结的双重作用下逐步形成所需要的颗粒。4.颗粒掺合工艺适合于两种情况：（1）要混合的物料全都是颗粒，且颗粒大小大致相同，混合物可以散装形式或袋装供出售。①优点：生产过程简单，可灵活调整配方。②需要的物料：磷酸铵和二铵、硝酸磷肥、重过磷酸钙、尿素、硝铵、氯化钾与硫酸钾。③注意：美国非常盛行，我国由于缺乏匹配的颗粒基础肥料而使用不多。（2）要混合的物料一部分是颗粒而一部分是粉状。这对混合过程及设备提出更高要求，且成品肥料施用时要防止贮运过程中造成的颗粒分离现象。5.流体混合工艺（1）流体复混肥料有三种类型：①清液型（溶液复混肥料）；②）悬浮型（含有固体细粒的流体复混肥）需加悬浮剂（如粘土），以增加粘度，阻碍晶体成长，延缓固体微粒沉淀。固体微粒有些是水溶性的，悬浮在其饱和溶液中，有些在水中的溶解度很小。③料浆型（固体颗粒较大，易沉降，需常搅拌）流体肥料与固体肥料相比，具有工艺流程和设备简单、投资省、成本低、施肥均匀、更便于添加微量元素和农药等优点。（2）流体复混肥料的生产工艺可分为两类：①冷混生产工艺这种工艺在混配两种或两种以上原料肥料时，不产生热量或热量不大，故称冷混生产。②热混生产工艺所采用原料（如磷酸和氨等）在混合时会产生大量化学反应热，故称热混生产工艺。注意生产时采用何种工艺主要取决于基础原料生产布局和品种结构；运输和贮存的条件与设施；农业生产的布局及施肥机具等。（二）复混肥料生产的主要技术1.流程复混肥料的生产工艺流程可由以下几部分组成：（1）原料烘干（2）原料破碎（3）原料混合（4）造粒与烘干技术（5）产品的筛分与包装技术2.技术（1）造粒技术①造粒原理是使基础肥料按一定配比凝聚或固结为一定粒度成品肥料的过程。因采用原料不同，生产粒状复混肥所采用的造粒工艺主要有干粉掺合造粒工艺、添加化学物质的干粉造粒工艺、料浆造粒工艺、熔融造粒工艺、挤压造粒工艺五种。这五种工艺归纳起来实质上只有两种造粒方法，即转动造粒和挤压造粒。1）转动造粒原理转动造粒是基础肥料被转动的圆筒或圆盘带动运动时喷洒水、蒸汽或其它粘结液，使粉料凝聚成粒的过程。A.作用力：a.粉料粒子对水的吸附力；b.附着于粒子表面的液膜的表面张力及粒子间的孔隙减少产生的毛细管作用力；c.某些基础化肥间产生化学反应形成的粘结力及干燥后某些成分结晶产生的固相桥作用。B.造粒过程：a.形成母球由于造粒时喷水，基础肥粒子表面水分在相邻粒子间形成弯月面的液体拱桥，结合成结构不十分紧密的凝聚体，称为“粒化核”，由于碰撞作用，这些“粒化核”将粘附其它的小粒子，或被较大的"粒化核”所粘附而变成较大的凝聚体，称之为“母球"b.母球长大由于造粒机转动，“母球"与其他小粒子或“母球”间互相碰撞，过剩的水分被挤到母球表面，互相粘附结合使“母球”长大，并逐渐被压实到一定程度。c.球化整粒长大后的“母球”在造粒机中反复升降并不断滚动，使液体在粒子间隙的毛细作用加强，产生的负压将粒子相互拉得更紧，最后长大的“母球"表面的液体全部被外层的粒子所吸收，“母球”具有足够的强度，并不再长大，造粒过程就此结束。2）挤压造粒原理挤压造粒是将基础粉肥只依靠压力进行团聚的干法造粒过程。A.作用力：a.分子间作用力（范德华力）b.静电力和磁力；c.化合力（自由化学键，再结合键）；d.物料桥接粘结。B.造粒过程：a.粘结团聚过程在这个过程中几乎没有什么水分和足够的时间形成物料桥接，而主要是粒子的紧密靠近引起的分子间力和静电力，并转换成固体桥，使细粉粘结成粒。b.挤压过程挤压过程首先排气并使粒子重排，以消除粒子间隙，同时一部分脆性粒子被压碎成细粉，也填充余下的空隙。这时存在两种粘结机理，一是当塑性基础肥料被挤压时，颗粒会变形和流动，产生强有力的范德华力；二是新产生的表面接触时，由于化学键的作用而相粘结。挤压过程的最后阶段，可能产生熔结桥。即以压力形式提供给系统的能量在粒子的接触点上产生热点，使物料熔融，当物料温度下降时，由液状桥转换成固体桥使细粉粘结成粒。c.总结造粒中的强度、成粒率、生产能力是复混肥生产中的关键，因为它关系到产品的内在质量和产量的提高及成本的降低。造粒生产主要与两方面因素有关：原料本身的性质（原料含水量、颗粒度的分布、形状、可塑性、原料组分间的化学作用、温度和硬度）造粒设备的造粒机理和机械特性粘结机理示意图挤压过程示意图②造粒技术目前，各复混肥厂主要采用的造粒技术有：圆盘造粒、转鼓造粒和挤压造粒。1）圆盘造粒A.关键技术：a.掌握好圆盘的转速和倾角b.喷洒适宜的造粒水c.经常清除圆盘中的粘结物B.掌握圆盘转速和倾角a.圆盘转速一般根据圆盘直径进行设计，但可通过调整电机转速或传动装置进行调整，最好保持在30转/分。b.圆盘倾角不能小于湿润物料的自然休止角（磷酸二铵为31°；氯化钾为36°；重钙为30°~35°），以免物料在圆盘上随圆盘一起转动，一般为45°~60°。c.圆盘转速和倾角与物料种类有关，摩擦系数越大的物料应加大倾角，提高转速；相反光洁度很高，摩擦系数小的物料应适当减小倾角，降低转速。C.喷洒好造粒水喷水时一定要呈细雾并尽量避免滴漏，防止物料形成大的球体；喷水的速度和数量要根据物料的种类和含水量来确定；必要时应喷洒其它粘结剂以增强造粒效率和颗粒强度。D.圆盘造粒的优点：a.产品颗粒圆整、均匀、并有自动分级的能力；b.成球率高，返料比小；c.生产强度大，操作直观，容易控制；d.结构简单、设备价廉、操作维护费用小。2）挤压造粒A.适用范围：a.高氮、低磷、高钾的颗粒复混肥；b.有机无机颗粒复混肥c.以碳铵为主要氮源的颗粒肥生产的唯一选择B.关键技术：a.物料含水量的控制b.配料中可加入一定的硫铵和磷石膏，以利于稳定成粒操作，且提高产品的粒度和硬度；c.可加入少量钙镁磷肥，以利于产品脱模，减少粘结模板。3）转鼓造粒A.转鼓造粒机是一个旋转的圆筒，其直径1.2m~2.4m，长3~6m。在料床中埋有蒸汽管，料床上方安置淋洒水的喷管。在筒体的进料口和中间部位设置挡料圈，尾部为光筒。中挡圈把筒体分成两个区域：前区为混合造粒区，后区为粒子的抛光区。B.筒体通常向卸料端方向倾斜1~2.5°，转速约为7~16转/分。C.物料借助筒体旋转时产生摩擦作用形成一个滚动的料床，滚动所产生的挤压力使物料在一定的液相条件下粘聚成粒。优缺点：转鼓造粒过程没有圆盘造粒那种明显的粒子分级作用，相对成粒率低，一般在40~60%，返料量高但对配料系统的物料混合均匀程度要求相对较低。（2）烘干技术经过造粒工艺得到的颗粒复混肥，一般含水量较高，必须进行烘干。①烘干最关键的技术1）温度控制：温度过低，产品不能达到国家标准含水量的要求，温度过高，又会导致某些原料特别是氮素养分的损失。2）尿素：受热易分解放出氨气，并形成缩二脲。只要烘干出料温度控制在80°C以下，烘干时间在20分钟之内，则可有效控制尿素的分解和缩二脲的形成。3）磷酸铵：受热时稳定性大大降低。但磷酸一铵比二铵的热稳定性要高得多。4）普钙和重钙：温度过高使其中的水溶性磷发生退化在100℃时，水溶性磷可下降5~15%。复混肥烘干应使烘干出料温度控制在70~80℃，烘干温度可通过燃烧炉炉温和排风机风量加以调节。如果出料温度控制在这个范围而效果不佳，则只能减少产量或调整烘干机转速，以增加物料在烘干机中停留时间。从烘干机出来的产品必须经过冷却方可包装，至少应冷却到54℃以下。第二节化肥废水处理一、化肥污水概述（一）化肥厂废水随着工农业的发展，水体的富营养化现象随着大量氮、磷等营养物质的排放愈加严重，已成为世界性的水污染问题。我国是耗水及排水大国，也是农业大国，农业的快速发展必定带动化肥产业的迅速增长，而化肥行业是高耗水、高污染的行业，大量未经完全处理的化肥废水的排放导致水体中氮、磷含量的增加，使水体恶化。工农业只有立足环境、减少污染才能实现可持续发展。整体来说，我国的污水处理系统管理水平较低、处理率较低、处理效果不甚理想，尤其是对于化肥废水等较为复杂的废水。因此对于化肥废水脱氮技术的深入研究，充分发挥现有技术的优势及修补缺陷是提高脱氮效率的关键。此外废水处理系统管理的优化、运行参数的探讨、运行成本的分析等都是污水处理中需要关注的重点。我国化肥工业，包括基础肥料生产和化肥的二次加工两大部分，基础肥料生产，主要包括氮肥、磷肥、钾肥；化肥的二次加工，主要包括复合肥、含微量元素肥料及有机、无机复合肥等。随着化肥的普遍使用，化肥厂的废水污染也越来越严重。（二）化肥厂废水种类化肥厂废水中的主要超标污染物指标为氨氮、硫化物、和总氟化物，水质具有氨氮含量高并含有有毒的总氟化物及硫化物，且此类污水的可生化性较差。氨氮是化肥厂废水的主要污染物，进入水体可以引起水体富营养化，导致水质恶化，使排放受到严格限制。化肥厂废水主要来自合成氨、尿素车间的高浓度氨氮废水，这部分废水氨氮主要存在形式为无机氨。（三）化肥废水处理方法目前处理化肥厂废水的方法大多是考虑如何除废水中的氨氮，常用物化法中有吹脱法、膜分离法、离子交换法等；生物法主要应用生物硝化反硝化原理，处理工艺主要包括A/O法、SBR法、曝气生物滤池法（AF）、生物膜法等；化学法中主要包括折点加氯法、湿式氧化法、化学沉淀法等。1.物理法（1）吹脱法通常的高浓度氨氮废水用预处理与生化处理相结合的方式来达到排放标准。但是高浓度氨氮会抑制微生物活性，因此为了后续生化系统的正常运行，必须进行预处理。在碱性环境下，废水中的氨通常以游离氨的状态存在。在一定温度下，液相从吹脱塔顶向下喷淋，气相由塔底吹入，通过气液交汇，游离氨从空气溢出，达到去除废水中氨氮的目的。除了空气吹脱法，常用的还有蒸汽吹脱法。蒸汽吹脱法效率较高，氨氮去除率能达到90%以上，但是能耗大。此外，如果吹出的氨直接排到大气中，需考虑对空气的二次污染。（2）膜分离法常见的液体膜分离技术有反渗透（RO）、液膜法、电渗析（ED）等。①反渗透：用常规处理+反渗透膜法处理珠江源水，氨氮的去除率可以达到95%以上，达到饮用水源水标准。反渗透装置目前主要应用于氨氮含量较低的饮用水及深度处理，在废水处理中应用较少。②液膜法：乳状液膜法去除氨氮的机理是：氨态氮易溶于膜相（油相），它从膜相外高浓度的外侧通过膜相的扩散迁移，到达膜相内侧与内相界面，与膜内相中的酸发生解脱反应。③电渗析法：电渗析法是利用施加在阴阳膜对之间的电压去除水溶液中溶解的固体。电渗析室的阴阳渗透膜之间施加直流电压后，多对阴阳离子通过渗透膜时，含氨离子及其它离子在电压的影响下，透过膜进入另一侧的浓水中去并在浓水中集聚从而达到分离的目的。膜处理法有其弊端，主要问题是膜的污染问题和稳定性问题，成本及运行费用都较高，目前还未投入规模使用。2.化学法（1）折点加氯法在氨氮废水中加氯后，会发生一系列化学反应，生成的一氯胺和二氯胺称为化合余氯，次氯酸称为余氯。折点加氯法除氨氮的机理为氯气与氨反应生成无害的氮气。用折点加氯法处理焦化废水，当进水氨氮浓度60mg/L以下时效果最佳，氨氮去除率可达97%以上。（2）化学沉淀法化学沉淀法处理氨氮废水可以回收废水中的氨，生成的沉淀可作为复合肥使用。对氨氮的去除率高，可达90%以上，但费用较高。若废水中含有重金属等物质，产生的污泥将会对环境造成二次污染。（3）离子交换法离子交换法是指以离子交换剂上可交换离子与液相离子间发生交换的分离水中有害离子的方法。对于氨氮废水，常用的离子交换剂有沸石、活性炭、合成树脂等。离子交换法投资省，工艺简单操作方便且天然沸石储量丰富，廉价易得，但是利用离子交换法处理废水将导致交换剂再生频繁增加投资。（4）催化湿式氧化法（CWO）催化湿式氧化法事在催化剂的作用下，在高温高压的液相中，用氧气或空气作为氧化剂，氧化水中溶解态或悬浮态的有机物或还原态的无机物的一种处理方法。催化湿式氧化法净化效率高、流程简单、占地面积少，但要求设备耐高温、耐腐蚀，故投资较大。3.生物法生物法是目前应用最广泛的处理低浓度氨氮废水的方法。生物脱氮是在微生物的作用下，将废水中的有机氮及氨氮经过氨化、硝化反硝化过程最终将氮素转化为丄，从而从水中脱除。硝化过程是指废水中的氨氮在好氧条件下，经好氧细菌的生命活动转化为硝态氮或者亚硝态氮的过程。反硝化过程是指经硝化作用的硝氮或者亚硝氮在反硝化细菌的作用下，转化为凡从水中溢出的过程。反硝化过程产生碱度同时消耗有机碳源。而可以大范围应用于化肥厂废水的工艺一般为A/0工艺。A