2010年6月22日,中國(guó)氮肥工業(yè)協(xié)會(huì)硝酸硝銨專委會(huì)成立大會(huì)在北京隆重舉行,4年前就在氮肥協(xié)會(huì)通過(guò)了的“成立硝酸硝銨專業(yè)委員會(huì)議案”,在這一天終于有了圓滿的結(jié)果。
中國(guó)已成為世界最大的硝酸生產(chǎn)國(guó),到2009年底,國(guó)內(nèi)有硝酸生產(chǎn)企業(yè)70多家,產(chǎn)能840萬(wàn)噸。濃硝酸是重要的基本化工原料,同時(shí),由于近十年來(lái)國(guó)內(nèi)正在迅速發(fā)展的化肥新品種硝基復(fù)合肥,使硝酸與農(nóng)業(yè)、與化肥更緊密地結(jié)合了起來(lái)。
硝銨的前世今生
硝酸、硝銨行業(yè)與氮肥工業(yè)協(xié)會(huì)結(jié)緣,一方面因?yàn)榘毖趸ㄉa(chǎn)硝酸至今依然是世界上生產(chǎn)硝酸的主要方法,合成氨是硝酸生產(chǎn)的基本原料(中間產(chǎn)品);另一方面也不能不提硝銨這個(gè)特殊的化肥品種。
300多年前,德國(guó)人J.R.格勞貝爾首次制得硝銨。19世紀(jì)末期,歐洲人用硫酸銨與智利硝石進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)生產(chǎn)硝銨。再后來(lái),由于合成氨工業(yè)的大規(guī)模發(fā)展,硝銨生產(chǎn)獲得了豐富的原料,于20世紀(jì)中期得到迅速發(fā)展。
中國(guó)的硝銨生產(chǎn)始于1935年的大連化工廠,當(dāng)時(shí)的產(chǎn)能僅1500噸。如果從作為肥料的角度看,大連化工廠的硝銨和永利铔廠的“紅三角”硫酸銨幾乎同步亮相。上世紀(jì)60年代,硝銨一度成為氮肥產(chǎn)品中的寵兒,中國(guó)也在50年代建立了一批硝銨生產(chǎn)企業(yè)。到2002年,全國(guó)共有54家硝銨生產(chǎn)企業(yè),用于農(nóng)業(yè)和復(fù)合肥生產(chǎn)的硝銨約170萬(wàn)噸。
由于硝銨的可爆性和當(dāng)年的一起惡性爆炸案件,2002年9月,國(guó)務(wù)院下發(fā)國(guó)辦發(fā)【2002】52號(hào)文件《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)民用爆炸物品安全管理的通知》,禁止把硝銨當(dāng)做化肥單獨(dú)出售。但是做為民爆品,硝銨產(chǎn)品還有著一定的空間。2009年,硝酸鹽生產(chǎn)企業(yè)23家,產(chǎn)能80多萬(wàn)噸;硝銨生產(chǎn)企業(yè)30多家,產(chǎn)能470萬(wàn)噸。
2002年農(nóng)用硝酸銨被列入“民用爆炸品”管理以后,由于多種原因當(dāng)時(shí)的硝酸銨改性工作沒(méi)有能夠及時(shí)跟上。在這樣的情況下,國(guó)外含硝態(tài)氮肥料占領(lǐng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng),各種進(jìn)口三元復(fù)合肥一般也含有硝態(tài)氮且使用效果好,其售價(jià)明顯高于國(guó)產(chǎn)復(fù)合肥。 2002年的數(shù)據(jù),挪威海德魯生產(chǎn)的船牌復(fù)合肥,硝態(tài)氮占總含氮的42.31%;德國(guó)巴斯夫生產(chǎn)的獅馬牌復(fù)合肥,硝態(tài)氮占總含氮的44.26%。
近年來(lái),在生存壓力和市場(chǎng)需求的雙重作用下,國(guó)內(nèi)硝銨生產(chǎn)企業(yè)在硝銨的改性方面作了大量工作,硝酸銨鈣、硝酸銨磷等硝基復(fù)合肥料發(fā)展迅速,根據(jù)中國(guó)農(nóng)業(yè)需要和目前肥料的品種格局,硝基肥料發(fā)展前景廣闊。硝酸、硝基復(fù)合肥產(chǎn)業(yè)在中國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展中的重要作用,再次引起人們的關(guān)注。
“含硝態(tài)氮肥”和它的作用
氮肥按其中所含氮素養(yǎng)分的形態(tài),可分為銨態(tài)氮肥(如硫酸銨、氯化銨)、硝態(tài)氮肥(如硝酸鈉、硝酸鈣)、酰胺態(tài)氮肥(如尿素)和氰氨態(tài)氮肥(如石灰氮)。 著名土壤肥料專家、中國(guó)農(nóng)科院土壤肥料研究所研究員、中國(guó)植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)林葆說(shuō),硝酸銨是硝、銨態(tài)氮肥,硝酸磷肥是氮磷兩元復(fù)合肥,硝酸鉀是氮鉀兩元復(fù)合肥,而可稱為“硝態(tài)氮肥”的只有硝酸鈉、硝酸鈣等少數(shù)品種。所以現(xiàn)在用“含硝態(tài)氮肥”把以上品種都包括在內(nèi),但主要是指硝酸銨和硝酸磷肥。
硝態(tài)氮和銨態(tài)氮的農(nóng)用性質(zhì)各有不同。據(jù)林葆教授介紹,硝態(tài)氮(NO3-)和銨態(tài)氮(NH4+)是植物吸收氮素營(yíng)養(yǎng)的兩種主要形態(tài),它們之間既相互聯(lián)系,又各有特點(diǎn),基本上是等效的。在土壤中,銨態(tài)氮主要被土壤膠體吸附,也存在土壤溶液中,氨揮發(fā)是其主要損失途徑;而硝態(tài)氮主要存在于土壤溶液中,淋溶和反硝化是其主要損失途徑。作為植物的氮源,銨態(tài)氮進(jìn)入植物體后必須盡快與有機(jī)酸結(jié)合,形成氨基酸或酰胺,銨態(tài)氮的積累對(duì)植物有毒;硝態(tài)氮進(jìn)入植物體后,一部分還原成銨態(tài)氮,其余可暫時(shí)貯存在細(xì)胞的液胞中。硝態(tài)氮肥和銨態(tài)氮肥對(duì)于土壤和作物種類的適用性也不同,硝態(tài)氮肥比較適用于國(guó)內(nèi)雨水較少、氣溫較低的北方旱地的堿性土壤;銨態(tài)氮肥比較適用于國(guó)內(nèi)雨水較多、氣溫較高的南方(長(zhǎng)江中下游、華南地區(qū))水田和酸性土壤,也適合于旱地。硝態(tài)氮肥比較適合于蔬菜、果樹、煙草、玉米、小麥等作物。在煙草上施硝態(tài)氮肥見效快,葉面積大,有利落黃,成熟度好,煙葉糖/堿比適宜,香氣足,中、上等煙葉比例大,均價(jià)高。根據(jù)國(guó)外生產(chǎn)煙葉的經(jīng)驗(yàn),基肥至少有50%、追肥有80%為硝態(tài)氮肥。在灌溉稻田施用硝銨,其效果往往差于等氮量的硫銨。適當(dāng)?shù)南鯌B(tài)氮肥與銨態(tài)氮肥配合、硝態(tài)氮肥與尿素態(tài)氮配合是國(guó)內(nèi)外成功的經(jīng)驗(yàn)。
同時(shí),中化化肥高級(jí)農(nóng)化顧問(wèn)、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院土肥所高級(jí)研究員林繼雄對(duì)記者說(shuō),含硝態(tài)氮肥的特點(diǎn)就是肥效來(lái)得快。氮肥本身就是肥效快的肥種,它又在氮肥中是最快的。所以,它適用于生長(zhǎng)期短的作物,農(nóng)民也喜歡。但缺點(diǎn)是后勁差,流失多。
含硝態(tài)氮肥的比重
由此可見,在正常的氮肥結(jié)構(gòu)中,含硝態(tài)氮肥應(yīng)該占有一定比重。但是,2002年以后,中國(guó)的含硝態(tài)氮肥發(fā)展大大落后了。據(jù)林葆教授介紹,許多國(guó)家含硝態(tài)氮肥的市場(chǎng)比例比中國(guó)高出很多。他統(tǒng)計(jì)了2000/2001年度一些國(guó)家生產(chǎn)硝酸銨占氮肥總產(chǎn)量的比例:俄羅斯為39.7%,波蘭為30.9%,法國(guó)為 27.5%,巴西為16.1%,美國(guó)為12.6%,而中國(guó)僅有3.2%。
林葆教授說(shuō),通過(guò)多年的實(shí)踐我們的認(rèn)識(shí)是:國(guó)產(chǎn)的含硝態(tài)氮肥少了。硝態(tài)氮肥在中國(guó)的使用前景看好。建議生產(chǎn)部分改性硝酸銨,如硝酸銨鈣,消除其易燃、易爆性,改善其吸濕性和物理性狀,首先在北方冷涼地區(qū)和喜硝作物上推廣應(yīng)用;用硝酸銨或硝酸磷肥,生產(chǎn)在蔬菜、果樹、煙草等高產(chǎn)值作物上施用的高檔硝基專用復(fù)合肥;硝酸鈣、硝酸鉀等含硝態(tài)氮肥,在中國(guó)也有其廣闊的應(yīng)用前景。(詳細(xì)數(shù)據(jù)見附表)
快速發(fā)展的硝基復(fù)合肥
很明顯,中國(guó)的含硝態(tài)氮肥有著較大的發(fā)展空間。而能夠承擔(dān)起含硝態(tài)氮肥發(fā)展重任的產(chǎn)品,集中在硝基復(fù)合肥產(chǎn)品上,F(xiàn)在有硝基復(fù)合肥主要品種包括硝酸磷肥、硝酸銨鈣、硝酸銨磷。
硝酸磷肥生產(chǎn)的典型代表是挪威的海德魯,它已在世界上建有十幾套大型裝置,總生產(chǎn)能力在1000萬(wàn)噸以上。山西天脊集團(tuán)年產(chǎn)90萬(wàn)噸硝酸磷肥裝置,就是采用了挪威海德魯技術(shù)的生產(chǎn)裝置。天脊集團(tuán)也是國(guó)內(nèi)唯一一家生產(chǎn)硝酸磷肥的企業(yè)。但是,由于此生產(chǎn)技術(shù)投資巨大、流程長(zhǎng)、對(duì)原料要求苛刻、操作復(fù)雜等多種原因,讓很多企業(yè)望而卻步。
2002年以后,農(nóng)用硝銨禁用促進(jìn)了硝基復(fù)合肥生產(chǎn)技術(shù)的研究開發(fā),硝基復(fù)合肥開始發(fā)展。改性后的硝基復(fù)合肥產(chǎn)品安全可靠、使用方便、環(huán)保性好、既保留了硝銨的基本特性養(yǎng)分含量高,又含有氮磷鉀等作物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)元素,養(yǎng)分均衡,能滿足傳統(tǒng)化肥市場(chǎng)的需求,可用于各種經(jīng)濟(jì)作物、油料作物、旱地作物的基肥和追肥,是一種增產(chǎn)效果顯著,具有良好經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的優(yōu)質(zhì)肥料。
2008年國(guó)際金融危機(jī)出現(xiàn)以后,各類化工品價(jià)格普遍下跌,硝酸價(jià)格也從歷史高點(diǎn)跌到低點(diǎn),致使企業(yè)開工率大降。但在這種形勢(shì)下,已經(jīng)成功改產(chǎn)硝基復(fù)合肥的化肥企業(yè)滿負(fù)荷運(yùn)行。當(dāng)前市場(chǎng)硝基復(fù)合肥產(chǎn)品供不應(yīng)求,使硝基復(fù)合肥生產(chǎn)企業(yè)從容應(yīng)對(duì)了危機(jī),抗風(fēng)險(xiǎn)能力顯著增強(qiáng)。
有資料顯示,硝基復(fù)合肥成本大約在1500~1750 元/噸,總養(yǎng)分≥36%的硝酸銨磷市場(chǎng)價(jià)格在2020~2250元/噸,相比其他品種的復(fù)合肥具有一定的價(jià)格優(yōu)勢(shì)和盈利空間。當(dāng)前擁有硝銨資源的復(fù)合肥企業(yè)為數(shù)并不多,能夠生產(chǎn)硝基復(fù)合肥的化肥企業(yè)還將在今后一段時(shí)間內(nèi)保持優(yōu)勢(shì)地位。硝基復(fù)合肥的生產(chǎn)和銷售也填補(bǔ)了農(nóng)用硝銨退出化肥市場(chǎng)而形成的硝態(tài)氮肥的缺口。從需求上看,目前國(guó)內(nèi)氮肥構(gòu)成仍以尿素為主,基礎(chǔ)肥料復(fù)合化程度僅15%~20%,而世界平均水平為50%。國(guó)家要求2010年國(guó)內(nèi)肥料的復(fù)合化率達(dá)到50%左右。據(jù)資料顯示,中國(guó)玉米、棉花、煙草、油菜種植面積已達(dá)5億畝左右,這些經(jīng)濟(jì)作物對(duì)硝基復(fù)合肥的需求量為3000萬(wàn)噸,與現(xiàn)有的250萬(wàn)噸相比,硝基復(fù)合肥有著較大的市場(chǎng)空間。
目前,國(guó)內(nèi)的四川金象化工產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司、云天化國(guó)際云峰分公司、川化股份有限公司、成都市新都化工股份有限公司、山西天脊煤化工集團(tuán)等許多企業(yè)都在進(jìn)行著硝基復(fù)合肥的生產(chǎn)。為了擴(kuò)大硝基復(fù)合肥的市場(chǎng)占有率,金象集團(tuán)還在河北衡水、新疆阿克蘇分別建設(shè)年產(chǎn)50萬(wàn)噸、60萬(wàn)噸硝基復(fù)合肥項(xiàng)目。
硝基復(fù)合肥的發(fā)展制約
2002年底,在硝酸銨被禁止作為化肥銷售后,就有15個(gè)大型企業(yè)和5個(gè)小型企業(yè)提出要硝銨改性為硝基NPK復(fù)合肥,總投資大約11億元。現(xiàn)在,一批企業(yè)都在硝基復(fù)合肥的生產(chǎn)上走出了自己的道路。目前,硝基復(fù)合肥已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展熱點(diǎn)。但是,這個(gè)產(chǎn)品要健康發(fā)展,要在幾個(gè)方面突破制約。
第一個(gè)制約是安全制約。由于農(nóng)用硝酸銨(簡(jiǎn)稱硝銨)可做炸藥,2002年起國(guó)務(wù)院辦公廳已將其列入民用爆炸品管理,禁止作為化肥銷售和使用。這是為了治安和社會(huì)穩(wěn)定,是完全必要的。2006年,由國(guó)防科技工業(yè)委員會(huì)牽頭起草制定的農(nóng)用硝酸銨改性產(chǎn)品強(qiáng)制性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——《農(nóng)用硝酸銨抗爆性能試驗(yàn)方法及判定》(WJ9050-2006)發(fā)布實(shí)施,這為硝基復(fù)合肥產(chǎn)品的“準(zhǔn)生”提供了標(biāo)準(zhǔn),生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)認(rèn)真研究生產(chǎn)工藝和技術(shù),嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)文件,達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)。
第二個(gè)制約是“綠色”制約。2000年由中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部發(fā)布實(shí)施的農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《綠色食品肥料使用準(zhǔn)則》(NY/T 394-2000)中規(guī)定,生產(chǎn)AA級(jí)綠色食品禁止使用任何化肥,生產(chǎn)A級(jí)綠色食品可使用某些化肥,如尿素、磷酸二銨,但禁止使用硝態(tài)氮肥。
這一準(zhǔn)則的出發(fā)點(diǎn)是認(rèn)為施用硝態(tài)氮肥引起農(nóng)產(chǎn)品(主要是蔬菜)中的硝酸鹽積累。有資料表明,人體攝入硝酸鹽的80%以上來(lái)自蔬菜!毒G色食品肥料使用準(zhǔn)則》的“編制說(shuō)明”中寫道:“因?yàn)橄跛猁}是亞硝胺的前體,而亞硝胺則是一種公認(rèn)的致癌物質(zhì)!卑严鯌B(tài)氮肥和致癌掛上了鉤。一些地方政府部門相繼仿效,行文禁止使用硝酸銨和其他含硝態(tài)氮的肥料如硝酸磷肥、硝酸磷鉀肥等。從恐硝發(fā)展到禁硝,不管是用在什么作物,如小麥、向日葵等也禁止使用帶“硝”的肥料,否則就不是綠色食品。盡管一些肥料專家對(duì)這一準(zhǔn)則執(zhí)不同態(tài)度,但要徹底摘掉強(qiáng)行戴在硝基肥料上的“綠帽子”,還需要一定時(shí)間。

