商宽祥，夏 吴，陈风敬，卢文新，王志刚，张大洲

(中国五环工程有限公司，湖北 武汉 430223)

专 题 综 论

硝酸铵钙的生产技术与市场前景

商宽祥，夏 吴，陈风敬，卢文新，王志刚，张大洲

(中国五环工程有限公司，湖北 武汉 430223)

介绍了硝酸铵钙的基本特性，比较了硝酸铵钙与其他氮肥的施用效果，阐述了硝酸铵钙的主要生产技术，并对其技术的发展方向和推广应用前景进行了展望。

硝酸铵钙；生产技术；发展方向；应用前景

doi：10.3969/j.issn.1004-8901.2017.01.001

硝酸铵钙是一种新型高效复合肥料，目前在国外尤其是西欧已得到广泛应用。但在2002年中国将硝酸铵纳入爆炸品范围，并禁止将其作为化肥销售后，硝酸铵钙作为硝酸铵的替代品才开始受到关注[1，2]。目前，国内许多硝酸铵厂已转产硝酸铵钙，许多新建的硝酸铵钙生产装置也陆续投产，硝酸铵钙的生产在国内得到了长足发展，但依然存在规模化效应不突出、高端产品缺乏等问题，且尚未得到全面推广。本文从硝酸铵钙的物化性能出发，概述了硝酸铵钙的主要生产技术及市场现状，并对其未来的技术方向和市场前景进行了展望。

1 硝酸铵钙的基本特性

1.1 物化性能

硝酸铵钙产品主要有两种(用硝酸铵钙A、硝酸铵钙B区分)，其技术指标比较见表1。

表1 硝酸铵钙产品的技术指标

正是由于钙元素的存在，硝酸铵钙的吸湿性比硝酸铵低，从而不易结块，热稳定性高，安全性强[1-5]。

1.2 施用效果

与硝酸铵等传统氮肥相比，钙元素的引入使得硝酸铵钙的含氮量有所降低，但同时钙也是作物生长的必需元素，所以硝酸铵钙的综合肥效并未降低。另外，由于硝酸铵钙具有较好的水溶性和对土壤的适应性等，硝酸铵钙的使用范围更广，对钙元素需求较高的作物具有很好的品质改善作用。

硝酸铵钙与硝酸铵的施用效果比较见表2[1，5]。

表2 硝酸铵钙与硝酸铵的施用效果比较

2 硝酸铵钙的生产技术

2.1 硝酸铵钙A[5Ca(NO3)2·NH4NO3·10H2O]

硝酸铵钙A又称农用硝酸铵钙，目前国内已应用的生产方法主要有硝酸磷肥副产物法和硝酸铵碳酸钙混合法。这两种生产方法的典型代表装置分别建于山西天脊煤化工集团有限公司和山西阳煤丰喜肥业有限公司。

硝酸磷肥副产物法生产硝酸铵钙的工艺流程见图1。利用硝酸磷肥装置副产的粗硝酸钙溶液(含有质量分数为3%～8%的硝酸溶液)，采用压滤机除去酸不溶解物后进入中和工序。在中和工序，为了使最终硝酸铵钙的组成为n[Ca(NO3)2]∶n(NH4NO3)∶n(H2O) =5∶1∶10，先加入碳酸钙中和粗硝酸钙溶液中过量的硝酸(至n[Ca(NO3)2]∶n(HNO3)=5∶1)，然后再通入气氨与剩余的硝酸中和，得到粗硝酸铵钙溶液。粗硝酸铵钙溶液进蒸发脱水工段，至n[Ca(NO3)2]∶n(NH4NO3)∶n(H2O)=5∶1∶10后送入圆盘造粒、冷却、包装，得到成品硝酸铵钙。

图1 硝酸磷肥副产物法生产硝酸铵钙的工艺流程

山西阳煤丰喜肥业有限公司则采用硝酸铵与碳酸钙混合法生产硝酸铵钙。该法多用于硝酸铵厂改产硝酸铵钙，其主要工艺流程为：先将石灰石与硝酸中和，得到粗硝酸钙溶液，然后经过过滤、沉降等工序除去固体杂质，再与硝酸铵装置来的硝酸铵溶液按比例混合，接着进入蒸发浓缩，最后送入圆盘造粒、冷却、包装。

另外，近期有研究者提出了一种结晶法生产硝酸铵钙的工艺，主要工艺流程见图2。该法在反应过程上与硝酸铵碳酸钙混合法类似，先用青石与稀硝酸反应生成粗硝酸钙溶液，经过滤、中和后再与硝酸铵溶液混合，最后进入蒸发浓缩、造粒工序。该法的特点在于蒸发、造粒阶段，它采用真空双效连续蒸发装置，且省去了传统复肥产品生产中的干燥工段，整个流程无排水，具有较强的环保节能优势[6]。但是，该工艺尚处于工程论证阶段，没有工程化应用的案例。

图2 结晶法生产硝酸铵钙的工艺流程

2.2 硝酸铵钙B(NH4NO3·CaCO3)

硝酸铵钙B一般采用硝酸铵与碳酸钙混合法生产，采用塔式造粒，多见于利用原有的硝酸铵装置改产硝酸铵钙，其工艺流程见图3。该法的代表装置建于四川金象化工产业集团股份有限公司。

图3 NH4NO3·CaCO3生产工艺流程

工艺流程由两段中和、两段蒸发、混合、造粒以及冷却干燥等工序组成。一段、二段中和采用氨和硝酸在加压条件下进行反应，然后进入蒸发浓缩工段，得到硝酸铵熔融液(浓度为96.0%～97.5%)。熔融液进入混合槽，与粒度为20～40μm的石灰石按比例混合，反应生成含水3%～4%的硝酸铵钙料浆，再将该料浆泵送至造粒塔顶的高位槽，利用其自身位差流入造粒塔内的旋转造粒器内，进行造粒。造粒器出来的硝酸铵钙粒子再经干燥、冷却、筛分、包装后，得到成品硝酸铵钙。

2.3 造粒工艺

硝酸铵钙生产的反应历程较为简单，条件要求也比较温和，但由于硝酸铵钙产品极易吸潮，因此造粒较为困难。目前国内外主要的造粒工艺及其特点见表3。4种造粒工艺主要通过造粒设备来区分，各有优缺点，一般根据实际的生产需要来选择合适的造粒工艺。

3 硝酸铵钙的市场前景

3.1 国际市场有一定供应缺口

20世纪初，随着合成氨技术的突破和工业化，氮肥工业迎来了长足发展，进而掀起了全球农业生产的革命。一个多世纪过去，欧美等发达国家已逐渐淘汰氮损失率高的尿素等传统氮肥，转而用硝酸铵钙等高端氮肥产品代替，而中国、印度等发展中国家目前依然以传统氮肥为主。

硝酸铵钙于20世纪80年代在西欧国家开发成功，并迅速推广使用，逐渐取代硝酸铵。目前，挪威、德国、荷兰等西欧国家的硝酸铵钙生产工艺已非常成熟，单套装置的最高年产量达到40万t，硝酸铵钙的消费量也占到氮肥总用量的50%以上[7，8]。

据统计，目前国际市场上硝酸铵钙的年需求缺口约为100万t，但基本被西欧国家的品牌产品垄断，国内硝酸铵钙的出口量还较小。因此，在提高产品质量的同时大力提高国际知名度，打破国外知名厂商的市场垄断，是国内硝酸铵钙生产企业的当务之急。

表3 硝酸铵钙的主要造粒工艺比较

3.2 国内市场需求有望逐年上升

目前，国内的氮肥仍然以尿素、碳酸氢铵等传统产品为主，硝酸铵钙、尿素硝酸铵等新型高效复合肥的使用量还很小。但是，传统氮肥产品多存在氮素流失严重、利用率偏低的问题，而使用硝酸铵钙时氮的损失率仅为10%左右，其环保性、经济性优势明显。因此，随着社会经济水平的发展进步和人们对于环保质量要求的提升，硝酸铵钙等高效环保肥料必将逐步取代传统氮肥，迎来市场需求爆发的春天。

经过十多年的发展，国内已经逐渐涌现了一些规模较大的硝酸铵钙生产企业，如山西天脊煤化工集团有限公司、山西阳煤丰喜肥业有限公司等。这些公司生产的硝酸铵钙产品已经基本能满足当前国内市场的需求，并且开始有少量产品出口到新加坡、澳大利亚等国家。近年来，随着国家对新型复合肥的重视力度增加和国内市场需求的逐渐旺盛，各地建设硝酸铵钙生产装置的热情也逐渐高涨，如天脊煤化工集团有限公司将原有的3万t/a硝酸铵钙生产装置扩建到20万t/a，且目前正投资建设100万t/a硝酸磷钾联产50万t/a硝酸铵钙项目，建成后有望成为国内最大的硝酸铵钙生产厂家。

3.3 政策支持力度加强

2004～2005年，国家发改委发布了硝酸铵钙的2个化工行业标准，将硝酸铵钙正式纳入氮钙复合肥的行列。2012年，农业部也颁布了农业行业标准NY 2269—2012《农业用硝酸铵钙》，对农业用硝酸铵钙的登记要求、试验方法、检验规则等进行了明确规定。这些行业标准的颁布，体现了政府对硝酸铵钙发展的重视，为硝酸铵钙的规范化发展奠定了基础。

近年来，国家有关部门对硝酸铵钙等新型高效复合肥的重视力度进一步加强。工信部2015年发布的《关于推进化肥行业转型发展的指导意见》指出，中国的化肥行业目前正处于转型发展的重要关口，急需通过转型升级化解产业过剩的压力，推动化肥产品质量和结构升级，提升行业的核心竞争能力，努力实现中国化肥行业“由大变强”。氮肥工业协会起草的《氮肥“十三五”发展指南》也强调，要以提高氮肥利用率为目标，大力发展增值尿素和尿素硝酸铵溶液(UAN)等高效环保的新型肥料。到“十三五”末，要实现以尿素为代表的传统氮素肥料用量的减少和利用率的提高，还要实现尿素硝酸铵溶液、农业用改性硝酸铵和硝酸铵钙等新型氮复肥的逐步发展。

可以预见，随着国家指导政策的加快出台和扶持力度的不断加强，随着广大用户对新型高效复合肥优势的认识不断提高，硝基复合肥、尿素硝铵溶液(UAN)、硝酸铵钙等水溶性良好的氮肥产品将逐渐成为未来市场聚焦的热点。

4 结语

作为替代硝酸铵的一种新型水溶性氮钙复合肥，硝酸铵钙具有许多优良特性，是目前国家化肥产业大力推广的品种之一，具有广阔的市场前景。硝酸铵钙在西欧国家的广泛应用，更是其远大发展前景的有力证明。因此，尽管现阶段国内硝酸铵钙的市场尚未完全打开，但在国家产业政策的支持下，在政府部门、生产企业和用户的共同开拓下，硝酸铵钙必将进一步扩大应用范围，迎来发展的爆发期。

硝酸铵钙生产工艺的难点在于造粒，这是限制其产能的关键。因此，加强其工艺技术开发，找到更加适合硝酸铵钙规模化生产的造粒工艺，将显著提高其生产效率。

[1] 汪家铭.新型复合肥硝酸铵钙发展概况及市场前景[J].上海化工，2009，34(9)：32-36.

[2] 唐文骞，苗兴旺.硝酸铵钙的生产技术[J].化肥工业，2010，37(6)：15-17.

[3] 汪家铭.高效复合肥料硝酸铵钙的生产及市场概况[J].化肥设计，2007，45(1):59-61.

[4] 汪家铭.硝酸铵钙的生产与市场概况[J].磷肥与复肥，2007，22(1)：50-51.

[5] 王康平，孟令兵，吉晓林，吴刚.硝酸铵钙的生产技术及市场前景[J].河南化工，2013，30(3)：27-29.

[6] 李倩.结晶法生产硝酸铵钙工艺技术及经济分析[J].中氮肥，2014(3)：27-29.

[7] 梁军.硝酸铵钙复合肥市场分析[J].化学工业，2008，26(7)：56-58.

[8] 汪家铭.硝酸铵钙市场现状[J].技术与市场，2007(11)：6.

Production Technology and Market Prospect of Calcium Ammonium Nitrate

SHANG Kuan-xiang，XIA Wu，CHEN Feng-jing，LU Wen-xin，WANG Zhi-gang，ZHANG Da-zhou

(WuhuanEngineeringCo.，Ltd.，WuhanHubei430223China)

This article introduces the basic characteristics of calcium ammonium nitrate，and compares its application effects with the other nitrogen fertilizers.The paper also expounds the main production technologies of calcium ammonium nitrate and anticipates their development direction，expansion and application.

calcium ammonium nitrate；production technologies；development direction；application prospect

商宽祥(1986年—)，男，湖北巴东人，2014年毕业于浙江大学化学工程专业，博士，工程师，现主要从事煤化工技术开发和精细化工产品开发工作。

10.3969/j.issn.1004-8901.2017.01.001

TQ441.12

A

1004-8901(2017)01-0001-03

2016-10-27