国际磷系水溶肥料现状及发展趋势

一．水溶肥料磷的来源

1.1灌溉施肥与磷系水溶肥料
灌溉施肥（Fertigation）水肥一体化的水溶肥料包括叶面肥料（Foliar）及各种其它有机无机水溶肥料都离不开大量元素磷（phosphorus），含量都以五氧化二磷（P2O5）来表示。国际上一般称水溶肥料为100%全水溶，主要强调产品无杂质不会堵塞滴灌管微小滴头，并且说明原料的高质量高品位，水溶肥料通用常见指标为：

水不溶物	水分	外观1	重金属含量限制	PH
≤0.1%-0.2%	≤0.2%-0.5%	晶体或者粉状流动性好不结块为优良产品	日本台湾欧盟限制制较为严格	≤7，较常见

这说明各种水溶肥料的原料来源是高纯度的化学品，一般达到工业级（TECH-GRADE）水平,也有的称为滴灌级或者温室级。目前磷源常用原料来自如下几种单质磷化工产品。

名称	配方	形态	磷P2O5	氮（铵态N）	钾（K2O）
热法磷酸	85%H3PO4	液体	61.5%
磷酸一铵MAP （磷酸二氢铵）	12-61-0	固体结晶	61.0%	12.0%
磷酸二铵DAP （磷酸氢二铵）	21-53-0	固体结晶	53.0%	20.8%
磷酸脲UP	17-44-0	固体结晶	44.0%	17.4%
磷酸二氢钾MKP（磷酸一钾）	0-52-34	固体结晶	51.5.0%		34.0%
聚磷酸铵APP (水溶级)	15-30-0	粉状	30.0%	15.0%
聚合磷钾PKACID	0-60-20	固体结晶	60.0%		20%
焦磷酸钾TKPP	0-42-56	粉状	42.0%		56.0%
硝铵磷NP	30-10-0	颗粒	10.0%	30%(硝态16%，铵态14%)

1.2磷源水溶肥料的用途

名称	用途
热法磷酸	直接作为单质磷滴灌，生根补磷。强酸性清洗滴头，调节土壤酸度。
磷酸一铵MAP （磷酸二氢铵）	直接作为单质磷氮滴灌，生根补磷。是水溶NPK的主要复配料。
磷酸二铵DAP （磷酸氢二铵）	直接作为单质磷氮滴灌，生根长叶。碱性一般不作为NPK的配料。
磷酸脲UP	强酸性肥料清洗滴头，调节碱性盐性土壤酸度，直接作为单质磷氮滴灌，生根补磷。
磷酸二氢钾MKP（磷酸一钾）	一般作为叶面喷施，促花坐果。是水溶NPK的主要复配料。
聚磷酸铵APP (水溶级)	直接作为单质磷氮滴灌，生根长叶。液体复配肥料使用较多
聚合磷钾PKACID	强酸性肥料清洗滴头，调节碱性盐性土壤酸度，促花坐果。
焦磷酸钾TKPP	一般作为叶面喷施，促花坐果。使用不广泛。
硝铵磷NP	硝酸铵高塔造粒改性产品。提供硝态氮和铵态氮，属于新型肥料。

1.3主要磷系化工品原料的国家标准

2010年各种标准几乎出台取代部分,但是由于这些产品不仅用于农业作为水溶肥料,在工业上也作为阻燃剂、微生物培养剂、橡胶玻璃冶金助剂，制定一个标准需要考虑多种应用因数，下列几个品种的国家标准，供参考，需要指出的是这些标准用于水溶肥料生产明显低于国际惯用指标，不能完全地说明产品档次是否是优等，例如对于磷酸二氢钾这个国际通用产品，HG 2321-92标准已经满足不了作为生产使用的指导或者用户使用的标准。
工业级磷酸二氢铵规格：HG/T 4133-2010标准

项目	I类	II类	III类
磷酸二氢铵(以NH4H2PO4计)  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 计）（W/%）	≤ 0.02	--	--
硫酸盐（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

工业级磷酸氢二铵规格：HG/T 4132-2010标准

项目	一等品	合格
磷酸氢二铵(以(NH4)2HPO4计)  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 计）（W/%）	≤ 0.01	--
水份(W/%)	≤5	≤5

工业级磷酸二氢钾规格：HG 2321-92标准

项目	工业用		农业用
	一等品	合格品	一等品	合格品
磷酸二氢钾(以KH2PO4计)  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

工业级磷酸脲规格：企业自制定参考标准

项目	一等品	合格
磷酸脲(以H3PO4.(NH2)2CO计)  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 计）（W/%）	≤ 0.01	--
水份(W/%)	≤0.2	≤0.5

二. 磷系水溶肥料的生产技术

2.1   热法流程

   在过去10到20年磷系水溶肥料归为磷酸盐化工，基本生产原料是热法黄磷，再加工成非常洁净的热法磷酸（85%H3PO4），在进行氨化成磷酸一铵、二铵或者氢氧化钾碱化成磷酸二氢钾，生产工艺成熟可靠，技术路线简单，产品质量上乘，但由于热法黄磷工业使用的工艺是电能，原料是磷矿和焦炭等，产业属于高能耗高污染行业，黄磷成本近5年来居高不下，导致下游产品成本偏高，市场竞争激烈，生产企业运转困难。
2.2    湿法净化流程
   普通磷肥工业生产肥料级的低含量的非全水溶的磷酸一铵、磷酸二铵、重钙等大田肥料，也要使用磷酸，但是使用磷矿和硫酸在液固相中进行化学萃取反应，过滤渣（磷石膏）后得到杂质含量较高的磷酸，一般为稀酸（25-30%P2O5）或者浓缩酸（40-48%P2O5）,故名湿法磷酸。
湿法磷酸由于成本低，如果能净化达到或者接近热法磷酸的质量，将是降低生产成本具有高度竞争力的技术方向。近些年由于高纯度工业磷酸一铵的市场需求，四川大学完成了湿法磷酸制造工业级磷酸一铵的技术开发和国产湿法磷酸净化成工业磷酸的技术开发，贵州宏福集团从以色列引进全套湿法磷酸净工业磷酸的投产使得传统磷化工工艺路线不得不面对一场新的革命，目前有2条技术路线，见下面
      图片:888888888.jpg





1）第一条路线：湿法磷酸氨化化学除杂制磷酸一铵
   湿法稀磷酸加入磷矿粉脱除游离硫酸，通氨碱化后大部分杂质变成化学沉淀物，过滤脱出，清液体为磷酸一铵溶液蒸发浓缩后结晶可以得到工业级磷酸一铵，一般是II类或者III类产品，母液及渣浆返回农业级肥料系统。这也是传统湿法磷肥企业的产品结构调整技术升级的方向，即湿法磷酸一步份得到高附加值的产品，一部分还是进行传统化肥的生产，任然是一种提取精华的分离路线。目前国内产能达到年产20万吨的规模，占主流路线，几乎夺去传统热法流程水溶肥料的国内中低端市场。

2）第二条路线：有机萃取制工业磷酸再制各种磷酸盐
    采用有机溶剂选择性萃取湿法磷酸中的磷酸再进行反萃可以将需要的磷酸进行分离，工艺上结合化学除杂技术，得到可以与传统热法酸比美的工业酸，可以制造各种磷酸盐和水溶肥料，降低成本无凝是市场感兴趣的事情，新的标准制定如下
HG/T-4069-2008 工业湿法净化磷酸

内容		优等品	一等品	合格品
色度/黑曾	≤	20	30	40
H3PO4，W%	≥	85%	85%	85%
硫酸盐（SO4）,W%	≤	0.01	0.02	0.03
氯化物（CL）,W%	≤	0.0005	0.001	0.002
铁（Fe）,W%	≤	0.002	0.003	0.005
镁（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
重金属（Pb计）,W%	≤	0.001（10PPM）	0.003(30PPM)	0.005(50PPM)
钙（Ca）,W%	≤	0.002	0.003	0.005
有机碳（TOC）,W%	≤	0.007

传统热法磷酸标准GB/T-2091-2008指标如下

内容		优等品	一等品	合格品
色度/黑曾	≤	20	30	40
H3PO4，W%	≥	85%	85%	85%
硫酸盐（SO4）,W%	≤	0.003	0.005	0.01
氯化物（CL）,W%	≤	0.0005	0.0005	0.0005
铁（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
重金属（Pb计）,W%	≤	0.001（10PPM）	0.001 (10PPM)	0.005(50PPM)

从上两个标准可以看出工业湿法净化磷酸对砷提出了高要求指标为1-5-10PPM，比热法磷酸的指标1-50-100PPM还高，对应的湿法重金属10-30-50PPM比热法10-10-50PPM较低。这说明国家和国际对化学重金属要求越来越高，但对湿法净化作为商品磷酸来讲提高更高的门槛，从实践来讲这是较困难或者不经济的事，湿法磷酸净化酸作为下游磷酸盐的生产是较好的选择。

三．水溶肥质量控制问题及重金属限制问题

3.1水溶肥质量控制
   除主要营养元素含量要求外，固体水溶肥料一般有下列要求被市场认为非常主要。这也是生产磷系列水溶肥料的质量控制目标和技术关键。
1）肥料的水分含量及流动性，含水高水溶肥料一般流动性差，也容易结块，特别是作为原料加工配方肥，产量流动性差，不容易进行机械化自动化下料。一般要求小于0.2%。
2）水溶肥料的水不溶解物，越来低说明质量差品质差，也容易堵塞滴灌管道及滴头，也容易导致用户肥料罐的固体沉积和结垢。一般要求小于0.1%。
3）外观及颗粒形状，磷系水溶肥料如果杂高，生产过程的结晶一般就呈针状或者长条性，作为复配原料将容易与其他原料混合不均匀，影响含量检测和客户对质量的要求。磷系水溶肥料的形状主要起决于磷酸的质量特别是纯度和杂质含量。一般要求颗粒形状为正方形。

3.2湿法磷酸氨化化学除杂制磷酸一铵的质量
本路线是湿法一铵最方便的生产方法，但由于净化除杂方法简单粗糙，产品质量较差或者质量不稳定，难于达到高品质的要求，适合于低端市场应用，同时内在有害元素及重金属高，是否可以达到国家对这些元素的控制实在是个两难的问题。要完全达标就增加用户农户的成本，不达标经常面临政府部门的检查处罚。这是个两难的问题，也说明国家政府部门对水溶肥料这个新型肥料还缺乏足够的认识和实践总结，高的要求与中国实际难结合，与发到欧美国际的成功惯例也不吻合，一定程度造成不要的混乱。

3.3重金属限量标准
重金属限量是发达国家特别是日本、欧洲的环保越来越高的要求，目前国家水溶肥料标准只有2006年出台的大量元素、中量元素、腐酸酸、氨基酸水溶肥料的标准，都对有害元素提出了严格的标准，都要遵循执行NY1110-2006的重金属限量标准。

项目	指标（毫克/公斤，PPM）
汞（Hg,w%）	≤5
砷(As,w%)	≤10
镉（Cd,w%）	≤10
铅（Pb,w%）	≤50
铬（Cr,w%）	≤50

   但是重金属限量是个系统链的问题，应该从源头抓起，例如工业级磷酸二氢铵HG/T 4133-2010标准对砷含量最高标准就是50PPM的含量，这样的产品用之来来复配大量元素水溶肥料要求产品砷含量最大为10PPM的含量，而且每种原料都会带来不同的有害元素，这让生产者非常为难，产品质量在国际上已经是优等品而在中国就成了不合格品也就是假产品，坑害农户的罪名更是严重了。在中国水溶肥料是配套现代滴灌技术的新型肥料，在国际上已经是使用超过20年的老产品，高度的高要求将限制了这个产业的发展，水溶肥料相比较传统肥料只有不到1%的用量，传统大肥无任何有害元素的限制，对农业的污染才是根源，传统农药的毒性更是无需要再谈。大量元素水溶肥料一共要检测超过15项的精细指标，无实际意义最后还是让农户承担更多的成本，对农产品质量提高也无影响，因为影响因素太多。滴灌施肥将变成一种常规的施肥方式，不必要对滴灌肥料作神秘化处理和要求，对有机农业也需要系统工程考虑，这需要一个漫长过程。

四．国内国际市场供求关系
4.1全球主要国家含工业级(滴灌级)磷精细化学品作为特种肥料的消耗用量 (万吨/年)

	MAP一铵 DAP二铵	MKP 二氢钾	UP 磷酸脲	NPK 水溶肥料
一．欧洲
西欧15国	22	8	5	45
东欧12国	12	4	2	12
二.美洲
北美(美国,加拿大.墨西哥)	7	3	1	30
南美10国	6	2	1	16
三.非洲
北非6国	5	2	2	10
南非及其他	2	0.5	0.5	2
四.亚洲
中东10国	8	4	5	20
东盟10国	4	2	0	4
日本\韩国	2	1	0.	3
中国	20	6	1	78
合计	66	25.5	16.5	142

4.2中国滴灌施肥发展预测(不含其它施肥方式，例如冲施、叶面)

时间	万亩	滴灌施肥量（万吨）
2005－2010年,微灌面积将达到	900	18
2011－2020年,微灌面积将达到	2400	48
2021－2030年,微灌面积将达到	4650	93

4.3主要水溶肥料单质品种的全球产能

1）世界磷酸一铵（工业级MAP）及磷酸二铵（工业级DAP）产量

产品	主要生产商	万吨/年
热法MAP
	东欧	5
	其它国家合计	5
	中国（四川、湖北、云南）	10
热法DAP		3
	热法小计	23
湿法MAP	比利时	5
	其它国家合计	5
	中国：
	湖北	10
	安徽	3
	云南	5
	四川	3
	其他	3
合计	湿法小计	24万吨
总计		47万吨

2）世界MKP年产量。

公司	国家		万吨/年
	以色列		8
	比利时		4
	法国		1
	阿联酋		4
中国（四川，云南，其它）	中国		8
合计			25

3）世界磷酸脲（UP）产量，吨/年

公司	国家		万吨
欧洲			3
芬兰	芬兰		3
	沙特		1
	阿联酋		3
中国（四川，云南，其他）10家公司	中国		3
中国（山东等）	非农业用		2
合计			15

五．水溶磷发展趋势

5.1液体肥料(liquid fertilizer)：

水溶磷肥以及其它水溶肥料包括低浓度的清夜肥料和高浓度的悬浮肥料（液体肥料在美国使用量站到了30%的使用量，其原因一方面大量灌溉设施的应用，施肥机械自动化，液体肥料施肥非常方便。另一个重要原因液体肥料是化肥行业中最节省能源的产品，可以节省生产过程中的蒸发浓缩、结晶干燥、造粒冷却等高耗能、高污染的过程，到农场农户手中直接使用，减少水的用量、减少人工搬运、减少等待固体肥料溶解的时间。同时肥料成本也大为降低。唯一缺点是包装费用高于固体，但是如同国外一定区域所分布的液体肥料工厂及分装厂、加肥站甚至可以将包装取消或者重复利用。液体肥料产业将是今后中国的发展方向，期待这场革命。目前重要是国家液体肥料的标准相对落后，监管也是个大问题，有待时机。

5.2有机与无机的结合

液体肥料非常容易地与其它有机液体相结合，例如来源广泛的的氨基酸、腐植酸、生化腐植酸等等，有机无机的结合对农业的好处也是明显，发展是必然的。目前重要是国家液体肥料的标准相对落后，监管也是个大问题，有待时机。

5.3湿法磷酸有机萃取净化   

肥料级磷酸有机萃取净化成工业磷酸是传统磷肥企业升级产品结构调整的好路径。可望取代传统热法制各种水溶肥料。

5.4热法流程向高级品发展

向高级产品包括低重金属级及食品级产品方向发展，满足国际国内部分高端植物营养产品的需求，创立高质量的品牌，满足有机绿色农业的需求。热法企业需要合并整合，用资本产量来进行上下游整合，建立起具有世界级话语权的企业集团。

5.5重视在中国的农业应用技术推广

例如磷酸脲产品在中国农业上的推广，氮磷复合，氮钾复合，磷与其它营养的复合，磷与农药的复合。

六．马龙三福与云南磷资源优势

   云南是中国磷资源的大省，占中国50%的各种磷肥制品的资源和产能优势，云南马龙三福科技产业有限公司，总部坐落于美丽的春城 - 昆明，是一家拥有自营进出口权、专业从事水溶肥料和其它特种植物营养产品的研发、生产、销售及服务于一体的国际产业公司。公司自 2005 年 3 月成立以来，立足发展优势产业，先后在昆明海口工业园、马龙小寨工业园、四川什邡、泰国曼谷投资兴建了水溶性肥料生产基地。目前拥有5万吨高纯磷系列水溶单质肥料、2万吨高端水溶性肥料自有生产线以及与大集团配套整合的硝酸铵、尿素、合成氨及铁路专用线，凭借这些强大的资源优势，多年来与东南亚各国以及美国、智利、以色列等多家全球著名企业建立了持续良好的合作关系，，公司基础水溶肥料及复合肥料 (NPK+TE) 等系列产品已畅销亚太、中东、澳洲及欧美等农业发达国家和地区，在全球各大洲被广泛应用于农业，受到业界一致认可和好评，在国际树立了良好的企业形象。
凭借多年的国际市场运作的成功经验，马龙三福将国际上成熟的水溶性肥料研发、生产技术引入国内，致力于推动国内低碳农业、节水农业的发展。作为中国主流水溶肥料专业制造商，马龙三福分别在在 2009 年和2010年推出了 “数字农场”系列配方水溶肥和“精萃”系列高端水溶肥，该两大系列一经推出既得到众多经销商和农户的认可。 “数字农场”充分体现了平衡施肥的科学性，将发达国家先进的农场施肥模式引入千家万户，科学的配方、合理的用量、低投入高回报，一切都能用数字来证明。 “精萃”系列产品的推出，更是体现了公司对产品研发精益求精的态度，全部采用工业级、食品级原料精制而成，国际品质、出口配方，真正满足高端设施农业、节水农业的要求。2011年，马龙三福不断创新，突破水溶性肥料剂型的束缚，大胆与国际技术接轨，研发并推出高浓度悬浮流体肥料。我们需要肩负起安全环保、节能减排、利国利农、可持续发展的社会使命，一定会为实现“水肥一体化”做出不懈努力，走出一条自主创新的水溶性肥料国际化品牌之路，引领水溶肥向更高端、更精细化的国际标准发展，利国利农。