【化肥市場】高爐磷酸新工藝降低磷肥重金屬含量

【化肥市場】高爐磷酸新工藝降低磷肥重金屬含量一、磷肥使用對農業(yè)環(huán)境的污染

目前我國普遍采用溶劑法即濕法生產(chǎn)磷酸，再由這種被稱為“濕法磷酸”來制造磷肥。濕法磷酸生產(chǎn)伴生大量的廢渣磷石膏。堆放的大量磷石膏造成附近河流嚴重的總磷污染，這已是眾所周知的事實。

此外，在濕法磷酸生產(chǎn)過程中磷礦石中的各種重金屬元素絕大多數(shù)都能與硫酸、磷酸作用生成相應的鹽而溶于磷酸中。因此，用這種富含重金屬的磷酸與氨反應生成磷銨即磷肥，必然含有較多的重金屬。為了提高磷酸質量，降低重金屬含量，可采用各種沉降劑通過化學反應將重金屬沉淀過濾予以脫除，可以生產(chǎn)出“精制磷酸”。這樣做使?jié)穹�磷酸生產(chǎn)工藝變得更加復雜，成本也顯著提高。

當前，國內用于農業(yè)生產(chǎn)的磷肥重金屬含量較高；這首先是說與氮、鉀肥相比磷肥重金屬含量超高，有些金屬含量甚至超高1~2個數(shù)量級；第二，磷肥尚無重金屬含量的國家標準，生產(chǎn)磷肥的廠家對實際已經(jīng)很高的重金屬含量卻不以為然。

在我國，磷肥特別是磷復肥用量大、范圍廣，重金屬對土壤、地下水造成污染的事實不容忽視。我國受污染的耕地面積占總量的20%左右，每年減產(chǎn)約1000萬噸糧食。重金屬污染具有一定的隱蔽性和滯后性；污染物蓄積發(fā)揮作用的時間很長；對食品安全和人體健康的危害在短期內不易顯現(xiàn)。只有當重金屬含量特別大，或者在土壤、飲用水乃至人體中經(jīng)長期集聚的數(shù)量較大并達到某一危害閾值時，才能使人致病。因而重金屬污染事件常具有爆發(fā)的特性，這會造成嚴重的社會影響。

二、“高爐磷酸”與“濕法磷酸”重金屬含量的比較

2009年6月1日，5m3高爐磷酸新工藝在北京由中國石油化工聯(lián)合會組織專家評審通過。利用高爐磷酸制造的磷酸一銨、磷酸二銨外觀潔白，而由濕法磷酸制造的磷肥灰度較大，預示后者的重金屬含量較高。

2011年9月18日從貴州開陽磷化公司拿到兩種被稱為“本色磷銨”的濕法磷肥，聯(lián)同用高爐磷酸制的磷酸一銨、磷酸二銨一起共4種磷肥試樣，于11月由筆者委托中國環(huán)境科學院進行了化驗。表1列出這4種磷肥中重金屬鉻（cr）、錳（mn）、鎳（ni）、銅（cu）、鋅（zn）、鎘（cd）、鉛（pb）、砷（as）、汞（hg）等元素的含量，單位為mg/kg。可見開陽磷銨的重金屬含量遠比高爐磷銨的重金屬含量要高。

表1.4種磷銨重金屬含量的實測結果，mg/kg

序號

金屬元素品名

cr

mn

ni

cu

zn

as

cd

hg

pb

no1

高爐磷一銨

3.69

2.87

1.56

1.11

31.97

53.09

0.01

0.12

1.35

no2

高爐磷二銨

5.89

2.47

2.54

0.96

40.22

59.63

0.02

0.03

1.15

no3

濕法磷銨①

13.98

692.41

7.82

74.81

80.63

25.75

0.13

0.06

1.59

no4

濕法磷銨②

16.48

728.89

8.61

78.35

76.90

24.49

0.13

0.03

1.65

表2列出濕法磷銨重金屬含量高于高爐法磷銨重金屬含量的倍數(shù)�？梢�，高爐磷銨比濕法磷銨質量要高出很多，重金屬含量差別為數(shù)量級差。也就是說兩者重金屬含量有的元素相差數(shù)倍，有些則相差數(shù)十、百倍，只有as與hg含量前者略高后者。

表2.濕法磷銨重金屬含量高于高爐法磷銨的倍數(shù)

金屬元素項名

cr

mn

ni

cu

zn

as

cd

hg

pb

濕法磷銨①與高爐磷一銨

重金屬含量比

3.846

250

5.01

67.56

2.71

13

1.18

0.485

0.5

濕法磷銨②與高爐磷二銨

重金屬含量比

2.8

294.7

3.38

81.6

1.89

6.5

1.435

0.41

1

形成這種質量差別的根本原因是高爐磷酸新工藝與濕法磷酸工藝有著本質的不同。

磷酸與磷肥中的重金屬來源于磷礦石。高爐法制磷酸工藝過程中，礦石首先經(jīng)過冶煉，磷升華從上方進入回收系統(tǒng)，礦石中各種重金屬達到熔點與爐渣一起排出。磷與重金屬分離靠的是相變過程，因而保障高爐磷酸重金屬含量甚微。這是這種工藝的重要優(yōu)點之一。

三．幾個應引起關注的問題

1.鑒于磷肥在我國的用量巨大，且磷肥中重金屬含量對我國土地、地下水的污染不容忽視，因此，必須盡快制定磷肥質量的國家標準。

由于土壤與居民飲用水的國家標準中，重金屬含量的標準值較低，今后可能隨民眾環(huán)保意識的提高會使允許標準值進一步走低；此外，近年來我國向美日歐出口食品中重金屬含量要求十分嚴酷。因此，制定的磷肥重金屬含量要比現(xiàn)有所謂合格的磷肥重金屬含量標準低得多才行。例如，表1中所列的濕法磷肥中有些重金屬含量甚至比土壤重金屬含量標準gb15618-1995的規(guī)定值還高，顯然，這是絕對不能允許的�？梢�，濕法磷肥如何全面降低重金屬含量而又不大幅漲價，是這種工藝能否繼續(xù)施用下去的重要決定因素之一。

2.限制磷肥中重金屬的含量，首先要考慮的是對人體健康的危害。在制定國家標準時，應當盡可能全部計入所有的有害重金屬的影響。

事實上，表1所列磷銨中9種重金屬在人體的體液、組織和器官中蓄積量超過安全值時，都可能使人致病。遺憾的是有些重金屬含量的含量往往不被人所重視，以錳（mn）為例就常常被忽視。實際上2006年國家就制定了慢性錳（mn）中毒的診斷標準gbz3-2006，分為三個等級：輕者只引起頭痛、頭暈、乏力、睡眠障礙；重者侵犯肝臟與腎臟；特別嚴重者將引起自主神經(jīng)功能紊亂、反應遲鈍、哭笑無常、四肢與頭部震顫，救治不及時會引起死亡。2010年我國西部某地曾發(fā)生錳礦渣垮壩污染河水造成居民中毒和供水中斷10天的事件。因此，除砷、鎘、鉛、鉻、汞之外，其他有害重金屬在磷肥中的含量也必須在制定標準時嚴格加以限定。

3.高爐磷酸中重金屬含量已經(jīng)很低，而實際上仍有繼續(xù)降低的可能，達到所謂“精制磷酸”的水準，而無需增加生產(chǎn)工步。高爐磷酸質量與磷礦石品位和重金屬含量多寡幾近無關，均可制造出品質優(yōu)異的磷酸成品。例如，表1中所列的高爐磷銨就是使用貴州織金縣低品位、高鎂含量的磷礦石經(jīng)高爐法生成的高品質磷酸后再制成的，這種礦石中p2o5含量17.05%，mgo含量9.6%。因此，高爐磷酸新工藝對開發(fā)我國占90%的中、低品位磷礦資源，提高資源利用率，具有特別重要的現(xiàn)實意義。用這種工藝生產(chǎn)的磷酸制成磷肥由于重金屬含量很低，可免除對農田與居民飲用水的污染，當然也具有重要的環(huán)保意義。更多農資資訊,農資新聞,農資行新聞信息請關注農資電子畫冊網(wǎng)農資資訊網(wǎng)！【m.security-secrethostess.com/】推廣》》農資電子畫冊網(wǎng)農資百科頻道改版啦！看看>>

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