鲁西集团与郑州大学联合开发的脲硫酸分解磷矿一步法制取复合肥工艺，克服了磷复肥生产中的最大缺陷：生产过程不产生磷石膏。目前项目已在山东聊城鲁西化工第五化肥有限公司成功投产。据鲁西集团负责人介绍，该技术为国内首创，并在2015年荣获中国石油和化学工业联合会科技进度二等奖。

　　多营养、功能性脲硫酸复合肥生产新技术具有显著的经济、社会效益和环境效益，产品可减少肥料施用量、节本增效，是一个极具市场潜力的肥料品种。

　　技术突破

　　据鲁西集团负责人介绍，该工艺技术难点在保证脲硫酸分解磷矿石初期的转化率，以及在生产中如何中和、造粒，这是该项技术成功的关键。该公司在实验室进行了脲硫酸分解磷矿石的系统研究，通过活化剂研制、高效反应器开发、反应条件优化控制及料浆性质研究等，突破了技术瓶颈。

　　多营养、功能性脲硫酸复合肥的核心工艺之一为酸解剂的制备。酸解剂是尿素、硫酸、水以不同的物质的量比配成制剂。工艺要求酸解剂有一定的稳定性和结晶温度等，酸解剂配比尤为关键。为使酸解剂呈完全液相，需选择尿素、硫酸、水3种物料的配比，并配合一定的温度。

　　肥料产品配方灵活，操作弹性大，装置运行稳定可靠。

　　鲁西集团和郑州大学联合设计并成功建设了1套年产20万吨和1套年产10万吨的脲硫酸复合肥生产线。两条生产线分别在2013年10月和2014年4月投产，目前运行稳定。该工艺配方灵活，可根据市场需求生产多种功能性脲硫酸复合肥。产品符合国家复混肥料标准。截至2018年6月底，鲁西脲硫酸复合肥销量已超过38万吨。

　　以磷矿石为原料直接生产多种功能性脲硫酸复合肥，大大降低了生产成本。据测算，含氮磷钾40%～42%的中浓度、多营养、功能性脲硫酸复合肥含有10.4%的钙、镁、硫、硅、铁等中量营养元素，其利润空间比普通氮磷钾复合肥每吨高214元，为企业持续健康发展奠定了基础。

　　摆脱磷石膏

　　脲硫酸复合肥开创了磷复肥工业可持续发展的清洁技术。

　　脲硫酸复合肥生产过程中不排磷石膏，从根本上解决了传统酸解磷矿石工艺存在的磷石膏堆积污染和再利用问题；基本无“三废”排放，是一种清洁型生产工艺。生产系统含氟废气排放减少，操作环境改善，环境治理费用大大缩减。

　　磷石膏排放一直是高浓度磷复肥生产最头痛的问题。据了解，一套年产能18万吨的磷铵装置，1年要排放磷石膏50万吨左右。磷石膏约70%堆放在堆场中，占用土地、污染环境。

　　脲硫酸复合肥利用中低品位磷矿石直接生产，可适用于不同作物，生产过程中可直接使用12%～25%（P2O5）的磷矿石，大大延长了磷资源的开采寿命，对磷资源的合理利用和农业可持续发展具有重要意义。在生产过程中不排磷石膏，大大减少了由于磷石膏的排放、堆积造成的污染和治理费用。

　　磷肥生产最大的污染是氟化物废气污染。磷矿石中均含有一定量的氟，我国磷矿石含氟量2%～5%，不同磷矿和工艺条件下氟逸出率不同。在湿法磷酸生产中，磷矿石中部分氟随废气一起逸出，部分溶解于磷酸，余下一部分氟进入石膏中。与传统工艺相比，脲硫酸分解磷矿石一步法生产复合肥，气相氟逸出率低于7%，解决了氟无组织排放问题，操作环境大大改善。

　　对于年产10万吨的过磷酸钙企业，氟加工回收投资约400万元。脲硫酸复合肥生产新工艺，氟逸出率在7%以下，氟回收系统设备投资降低2/3以上。同时，氟在产品中以氟硅酸脲的形式存在，其缓慢释放不会对土壤和环境造成污染；兼具杀虫作用，减少农药用量，节本增效、保护环境。

　　效益突出

　　多营养、功能性脲硫酸复合肥系列产品的生产投放，满足了客户的需求。脲硫酸复合肥除含氮磷钾大量元素外，还含有钙、镁、硫、硅、铁、锰、锌等作物不可缺少的中微量营养元素，注重营养平衡。

　　脲硫酸复合肥具有促进作物健壮生长，增强作物抗倒伏、防病害能力，抗逆性增强等功能，可提高农产品品质。由于产品中形成了尿素络合物，赋予产品氮素适度缓释性能，减少了淋溶挥发损失，提高了养分利用率。

　　经全国农技中心在山东的小麦，河南、湖北的水稻，东北的春玉米等作物上的试验，脲硫酸复合肥取得非常好的效果。在亩均降低2～4个养分、等量施肥的情况下，单位面积产量提高6.3%～8.9%，减肥增产效果明显。多地试验表明，等重量施肥，与普通高浓度复合肥相比，可节约2%～5%氮磷钾养分，效果相当。（图/杨健）