张 罡,董朝领

(1.威海沁和实业有限公司，山东 威海 264400；2.岳阳市钾盐科学研究所，湖南 岳阳 414000)

国内市场农业用硝酸钾产品质量特点

张 罡1，2,董朝领1

(1.威海沁和实业有限公司，山东 威海 264400；2.岳阳市钾盐科学研究所，湖南 岳阳 414000)

国内市场上农业用硝酸钾主要来源一是囯内企业生产, 二是从智利与以色列等国进口。由于囯内囯外农业用硝酸钾生产工艺技术各不相同，不同工艺生产的硝酸钾其质量也不一样。本文简要介绍国内国外不同生产工艺所产硝酸钾产品的质量特点，以便人们根据作物需要，选用合理工艺所产农业用硝酸钾。

农业用硝酸钾；质量特点；复分解法；离子交换法

1 前言[1-3]

农业用硝酸钾是一种高效优质氮钾复合肥，被誉为第三代钾肥。自1992年我国在烟草种植上试验推广农业用硝酸钾获得优良使用效果以来，农业用硝酸钾已在烟草、水果、蔬菜、茶树、花卉等高农作物上得到广泛使用；同时，我国农业用硝酸钾生产也得到迅速发展。目前，我国市场上农业用硝酸钾主要来源是囯内企业生产与从智利与以色列等国进口。2006年12月29日国家正式首次发布实施农业用硝酸钾标准GB/T20784-2006，2014年4月11日再次发布实施新的农业用硝酸钾标准GB/T20784-2013代替原标准。该标准的制订实施，对企业组织生产，规范市场流通与质量监督提供了重要依据，发挥较大的作用。

但是，由于我国农业用硝酸钾生产使用较晚，许多地方还尚未使用，使用经验也很缺乏，人们还缺乏对其真实认识，甚至一些农业科研部门都没听说过农业用硝酸钾已开始在农业上使用。因此，一些小的生产厂家及不法商贩，在市场上大肆销售劣质农用硝酸钾，造成市场质量参差不齐，价格也十分混乱。

我国生产农业用硝酸钾主要生产工艺有硝酸铵与氯化钾复分解生产硝酸钾、硝酸铵与氯化钾离子交换法生产硝酸钾、硝酸钠与氯化钾复分解生产硝酸钾、硝酸镁与氯化钾复分解生产硝酸钾、硝酸与氢氧化钾中和生产硝酸钾。国外以色列进口到我国的硝酸钾生产工艺是硝酸与氯化钾低温萃取法生产硝酸钾。智利进口到我国的硝酸钾生产工艺是硝酸钠与氯化钾复分解生产硝酸钾。

由于国内外企业生产农业用硝酸钾生产工艺技术多种多样，各不相同，各种不同工艺生产的硝酸钾其质量是有区别的。因此，有必要让人们了解国内国外不同生产工艺所产硝酸钾产品质量特性，以便人们根据作物需要，选用合理生产工艺所产农业用硝酸钾，选用符合作物需要的硝酸钾；同时，也有必要让人们认识市场上不同生产工艺所产农业用硝酸钾质量的特性及识别方法。

2 农用硝酸钾质量指标要求[4-5]

GB/T 20784-2013标准对农业用硝酸钾质量要求作了规定，其技术要求如表1。

表1 农业用硝酸钾应符合下列要求

由于农作物的多样性以及土壤与施肥方式的多样性，农业用硝酸钾产品质量除按GB/T20784-2013标准规定的上述要求外，可以衡量农业用硝酸钾产品质量的项目指标还应包括硝态氮质量分数、铵态氮质量分数、水不溶物质量分数、一些有害的杂质如钠铅砷钛铬等质量分数、产品溶液PH值、产品结块流动性。尽管GB/T20784-2013国标中未规定这些项目指标技术要求，但在农业用硝酸钾实际使用过程中，许多用户对此是有要求的。如: 烟草对硝态氮质量是有要求的, 要求硝态氮占总氮95%以上；又如用农业用硝酸钾作水溶肥时，要求产品有良好的流动性，有害的杂质较低或没有，也不允许水不溶物过多以防堵塞输送管喷淋孔；再如碱性土壤不宜施PH值小于7的含铵态氮较多的硝酸钾。因此，我们认为全面考察农业用硝酸钾质量应包含以下项目要求(详见表2)。

表2 农业用硝酸钾质量检验指标

表2(续)

3 各工艺所产硝酸钾质量特性

3.1 硝酸铵与氯化钾复分解生产硝酸钾产品质量特点[6]

此法是我国目前主要生产工艺，典型生产企业有威海沁和实业有限公司年产5万吨农业用硝酸钾装置、昆明青上化工有限公司年产2万吨农业用硝酸钾装置。该法生产工艺特点是选用原料硝酸铵与氯化钾，通过复分解反应结晶获得硝酸钾。由于硝酸钾主要是在硝酸铵、氯化钾、硝酸钾、氯化铵四盐水体系中结晶析出硝酸钾，其产品中不可避免地混入了溶液中的硝酸铵与氯化铵杂质，故生产中通常采用水洗方法来减少杂质硝酸铵与氯化铵，水洗后所得产品质量完全可以达到国家GB/T20784-2013标准中一级品或优等品。如将水洗后产品进一步进行重结晶处理，即可制得工业硝酸钾。表3中列出了威海沁和实业有限公司硝铵复分解法生产农业用硝酸钾产品技术指标。

表3 各种生产工艺所产农业用硝酸钾产品质量技术指标汇总表

实践表明，硝铵复分解法所得产品质量具有以下特点：

(1)产品含有少量铵，由于含有少量铵，其总N含量偏高，远远超过国家标准规定值；

(2)产品氧化钾一般达到国标一级品，调整工艺参数可达到国标优等品。

(3)钠有害杂质量很少，铅砷钛铬等有害杂质基本检不出。

(4)生产中如设置过滤装置，则产品中水不溶物很少。

(5)不添加防结块剂，产品有结块现象，添加合理防结块剂，产品结块现象显著降低，其流动性好。

3.2 硝酸铵与氯化钾离子交换法生产硝酸钾产品质量特点[7]

离子交换法生产硝酸钾是将硝酸铵溶液通过钾型树脂，溶液中铵离子与树脂中钾离子发生交换反应生产硝酸钾溶液，树脂由钾型变成铵型；再用氯化钾溶液通过铵型树脂时，发生交换反应生成氯化铵溶液，铵型树脂变成钾型树脂。在交换反应生产硝酸钾过程中，由于硝酸铵溶液不可避免地产生穿透树脂现象，故所得硝酸钾溶液中含一定量的硝酸铵，硝酸钾溶液经蒸发浓缩、结晶分离及干燥后即为成品硝酸钾。硝铵离子交换法所产农业用硝酸钾产品技术指标详见表3。

实践表明，该法所得产品质量具有以下特点：

(1)生产中如产品不做重结晶处理,一般情况下，所得产品是硝酸钾铵复盐或固溶体，总氮偏高，但氧化钾偏低；产品质量可以达到国家GB/T20784-2013标准中一级品或合格品。

(2)生产中只要钾型树脂洗涤干净，这种工艺产品中氯化物含量很低；

(3)这种工艺所得产品吸湿性强，易结块，结块性很强,添加防结块剂，产品结块现象降低，但流动性差。

(4)钠铅砷钛铬等有害杂质基本上检不出,其它杂质如钙镁含量基本上也检不出。

(5)由于含硝酸钾与硝酸铵，故该法产品氧化性、危险性较大；

(6)少数厂家添加碳酸钾，以除去其中的铵，转化为硝酸钾，可明显提高氧化钾含量，但总氮下降，释放出来的氨气与二氧化碳在包装袋里胀气，有一定危险性，释放田间，氨对作物有毒害作用。

3.3 硝酸钠与氯化钾复分解生产硝酸钾质量特点[8]

该法是以硝酸钠(或硝酸钠矿石)与氯化钾为原料，在高温条件下通过复分解反应结晶分离去氯化纳，其盐母液在低温条件下结晶析出硝酸钾，硝酸钾经洗涤分离、干燥后即为农业用硝酸钾。进一步重结晶处理可生产出工业硝酸钾。目前，国内此法生产硝酸钾企业主要有新疆硝石钾肥有限公司。此外，智利SQM矿山公司硝售我国硝酸钾也采用此法。

由于硝酸钾是在硝酸钠、氯化钾、硝酸钾、氯化钠四盐水体系中结晶析出硝酸钾，且氯化钠与硝酸钾也进入饱和或过饱和溶液状态，故硝酸钾晶体含有硝酸钠与氯化钠杂质，且氯化纳晶粒极小，均匀分布于硝酸钾晶体表面或夹在晶体之间。硝钠复分解法所产农业用硝酸钾产品技术指标详见表3。实践表明，该法所得产品质量具有以下特点：

(1)该法生产的硝酸钾产品含有少量硝酸钠、氯化钠、氯化钾。

(2)由于含硝酸钠，它与硝酸钾同属危险物品，具有危爆性。

(3)产品很容结块，添加防结块剂，其结块现象缓解。

(4)晶体晶格稳定，结晶强度好。

3.4 硝酸镁与氯化钾复分解生产硝酸钾产品特性[9]

用硝酸镁与氯化钾复分解生产硝酸钾与六水氯化镁，其硝酸镁大多采用硝酸中和菱苦土(氧化镁)所得。反应结晶析出的硝酸钾晶体含有大量的氯化镁与硝酸镁，且夹带较多菱苦土混入的不溶物杂质。经洗涤后可以达到农业用硝酸钾合格品标准，重结晶处理后，可以达到工业硝酸钾标准。硝镁复分解法所产农业用硝酸钾产品技术指标详见表3。实践表明，该法所得产品质量具有以下特点：

(1)该法所产农业用硝酸钾可以达到合格品标准。

(2)该法所产产品因硝酸分解致使产品颜色呈淡黄色。

(3)产品含镁盐，如氯化镁、硝酸镁、硅酸盐杂质多。

(4)产品易吸潮结块，流动性差。

3.5 硝酸与氯化钾低温萃取法生产硝酸钾产品特性[3]

该法主要为以色列海法公司采用，其产品在中国市场上占有较大份额。该法利用有机溶剂异成醇为萃取剂萃取氯化氢生产硝酸钾，副产盐酸。硝酸低温萃取法所产农业用硝酸钾产品技术指标详见表3。该产品主要质量特点：

(1)该法产品氯离子含量较高，以氯化钾形式存在。

(2)该法产品氧化钾含量能达到国家优等品。

(3)该法产品含硝态氮不含铵态氮，总氮含量低。

3.6 硝酸与氢氧化钾中和生产硝酸钾产品特性

硝酸与氢氧化钾溶液中和生产硝酸钾是近年来国内采用的工艺，虽然该工艺原料成本较高，但因产品质量存在优势受到国内企业重视。硝酸中和法所产农业用硝酸钾产品技术指标详见表3。该法所产硝酸钾质量特性：

(1)各工艺参数控制合理，完全可以达到国家一等品以上要求。

(2)结晶粒度较细，但粒度均匀，结块性能不严重，刚生产出的产品有一定流动性。

(3)由于硝酸易热分解，产品颜色稍差点。

4 结论

从上述产品检验结果与质量特点可知，不论哪种生产工艺，只有工艺控制合理，均能生产出符合国家标准的农用硝酸钾，但其产品质量各有特色：

(1)从营养成份来看，硝铵复分解法，硝铵离了交换法，总养份较高，硝钠复分解法与硝酸低温萃取法较低，也就是说国产农业用硝酸钾总养份优于进口农业用硝酸钾。

(2)从有害杂质分析来看，硝酸铵复分解法与硝铵离子交换法较少，但硝酸镁法与智利硝酸钠复分解及硝酸低温萃取法较低较多。

(3)从产品结块流动性来分析，硝铵复分解法、硝酸钠复分解法、硝酸低温萃取法、中和法所产农用硝酸钾产品松散；硝铵离子交换法、硝酸镁复分解法所产农用硝酸钾产品结块性较强。

(4)从土壤适应性来看，硝铵复分解法、硝酸钠复分解法、硝酸镁复分解法、硝酸低温萃取法、中和法所产农用硝酸钾产品适应所有土壤；硝铵离子交换法所产农用硝酸钾对碱性土壤应慎用。

(5)国产农用硝酸钾与进口农用硝酸钾相比, 国产农用硝酸钾总养分(N+K2O) 优于进口农用硝酸钾标准,其它质量指标也完全可与进口硝酸钾相媲美。

[1] 张 罡,夏重阳,何斌鸿,等.我国硝酸钾市场竞争力分析[J].化学工业,2007(9)：16-18.

[2] 张 罡.我国农用硝酸钾市场前景与发展对策[J].化肥设计,2002(5)：48-50.

[3] 李雅芙,刘素片.硝酸钾生产工艺综述[J].海湖盐与化工,2005(3)：27-30.

[4] 全国肥料和土壤调理剂标准化技术委员会.GB/T20784-2013，农业用硝酸钾[S].北京：中国标准出版社，2014.

[5] 中国农业科学院土壤肥料研究所主编.中国肥料[M].上海:科学技术出版社，1994: 219.

[6] 张 罡.2万t/a工业硝酸钾装置设计概况[J].化工矿物与加工,2009(8)：24-26.

[7] 贾海江,艾翠玲.ISEP系统生产硝酸钾的中试研究[J].应用化工2002(4)：39-41.

[8] 张 罡.硝酸钠转化法制取硝酸钾新工艺装置[J].化工设计,2009(5)：11-13.

[9] 易健民,张罡, 沈晃宏,等.硝酸钾与氯化镁联产新工艺[J].现代进展,2005(6)：52-54.

(本文文献格式：张 罡,董朝领.国内市场农业用硝酸钾产品质量特点[J].山东化工，2016，45(14)：90-92，94.)

Domestic Market Potassium Nitrate for Agricultrue Product Quality Characteristics

ZhangGang1,2,DongChaoling1

(1.Weihai Qinhe industrial Co., Ltd., Weihai 26400,China；2.Potassium salt science institute of Yueyang， Yueyang 414000,China)

Agricultural Potassium Nitrate products used in China are either produced domestically or imported from countries such as Chile and Israel. As the production technology varies, the quality of the products are different accordingly. This paper briefly describes the quality and characteristics of Agricultural Potassium Nitrate produced by different production processes in China and abroad, so that people can choose the appropriate Agricultural Potassium Nitrate products based on the needs of crops.

potassium nitrate for agriculture;quality characteristics;double decomposition method; Ion-exchange method

2016-05-10

张 罡(1965—),湖南岳阳人，本科，教授级高级工程师，主要从事化学工程技术研究开发与设计工作，湖南省新世纪121人才，中国化工学会无机酸碱盐专业委员会专家组成员，中国无机盐工业协会钾盐分会专家组成员，已发表论文92篇，获得中国发明专利14项，主持与参与国家、省、市科研项目8项。

TQ442

A

1008-021X(2016)14-0090-03