可控生物基高塔造粒功能肥生产工艺的创新发展

黄 杰，蒋 羽，刘 琪

（湖北茂盛生物有限公司，湖北 随州 441300）

0 引言

高塔造粒复合肥是最近几十年来我国发展迅猛的肥料新品类，它是一种不仅含有硝态氮也含有铵态氮的双氮高效肥料。其中，硝态氮较易溶于土壤之中，可在短时间内被农作物根系吸收利用，迅速促进作物生长发育；铵态氮则可被土壤吸收储存，保持稳定缓慢释放状态，是均衡、持久供给作物营养，延长供肥期的有力保障；通过双氮的有机配合，将为作物提供高产优质的强大支撑[1]。我国是一个农业大国，中国的农业要发展，不但要调整农产品结构，发展高产、高效益的农业，而且用肥还要科学、合理。可控生物基高塔功能肥是在总结国内外同类产品生产工艺的基础上不断完善和改进的生产技术，目前在国内正处于大力推广阶段。

1 可控生物基高塔造粒功能肥发展的背景及必要性

1.1 发展背景

近年来农用多功能性肥料促进剂及微生物菌剂促进了高塔复合肥生产技术的迭代升级与创新发展，改进后的可控生物基高塔功能肥产品稳定可靠、使用便捷、环保高效、养分极高，不仅保留了原本基肥的常规特性，同时又含有氮磷钾等作物生长所需的营养元素，养分均衡，有效成分含量高，具备生物菌的高效活性，与传统复合肥相比，肥效快、吸收率高，还具有抗土壤板结特点。与传统尿素相比，养分流失少，酰态氮要先变成硝态氮后才能被农作物吸收[2]，在变换过程中，一部分酰态氮流失，既造成损失，又对环境造成污染。而许多基肥不需经过二次转换就可直接被作物根部吸收。充分满足现有肥料市场的需求，可用于各种经济作物、油料作物、旱地作物的基肥和追肥，广泛适用于各种类型的土壤[3]，是一种具备显著增产效应，具有优良经济效益、社会效益和生态效益的高效肥料。

2020 年以后，功能性肥料促进剂及微生物菌剂，促进了高塔功能肥生产技术的迭代升级，多功能型高塔复合肥开始在国内发展应用。功能性肥料促进剂及微生物菌剂在高塔复合肥生产上的推广应用，改变了我国复合肥结构单一、新品类少的尴尬局面，延长高塔工艺产业链，实现肥化并举，形成多元型、功能型、生物化的产业新格局。从目前的市场行情来看，同等含量的可控生物基高塔功能肥与尿基复合肥相比，其利润空间高200～300 元/t。相比其他品种的复合肥具有一定的价格优势和盈利空间，经济效益比较明显，能够生产功能性肥料促进剂及微生物菌剂高塔功能肥的肥料企业还将在今后很长一段时间内保持住行业领先优势地位。

1.2 发展必要性

可控生物基高塔功能肥也是当前在发达国家广泛应用的优质高效肥料，由于功能性可控生物基高塔造粒功能肥肥效高，性能优异，国外大力提倡推广。当前在我国整体肥料分布中，复合肥仅占16%～22%，而世界目前平均水平为55%，发达国家高达86%以上。因此，肥料的生物化、可控化、功能化仍是我国高塔复合肥生产的发展方向及趋势。特别是在2023 年中央一号文件发布以后，乡村振兴工作成为一项系统性浩大民生工程。大力推动乡村振兴工作迈入攻坚战、决胜战。农业提质增效的紧迫性更加凸显。在国家通过持续性的政策输出大力解决“三农”问题的大背景下，农产品结构调整、经济作物的大面积种植等，都增加了对当下可控生物基高塔功能肥的市场需求，布局发展此类肥料符合国家当前加快推进化肥产业结构调整的产业政策。从我国的用肥结构来看，可控生物基高塔功能肥用量严重偏低。随着现代农业的发展及需求，可控生物基高塔功能肥市场潜力较大。一套设施可同时生产多种品类复合肥，解决了产品单薄、功能片面的风险，还具有调节市场需求的功能。随着广大农民现代用肥技巧意识的逐步提高及农村经济作物种植面积的不断增加，作为可控生物基高塔造粒功能肥的需求量也将呈逐年猛增的态势，这对于肥料企业调整主导产品结构也将起到积极的促进作用[4]。

据业内人士分析，根据我国的土壤结构和土壤特性，我国几乎所有耕地均适合使用可控生物基高塔功能肥，若这些土地全部使用可控生物基高塔功能肥，年需求量在9 000 万t 以上，特别是我国的西部地区，有着可控生物基高塔功能肥的巨大潜在市场，同时对于内蒙、新疆、青海等干旱、半干旱、盐碱地的碱性土壤以及江南地区的酸性土壤来说也是非常好的调理酸碱的优质平衡肥料，相比其它品种的复合肥料具有一定的价格优势和盈利空间，因此，可控生物基高塔功能肥市场发展空间广阔。

可控生物基高塔功能肥产品在具备尿基、硝基复合肥的优点之外更兼备如下的特点与优势：

1）具有良好多元性的应用效果，可以明显提升农作物产量及品质，对土壤生态温和友好，具备一定的修复和再造功效；

2）具有良好的抗逆性，能够有效抵抗自然环境与病虫害对作物生长的影响；

3）具备良好的营养结构，能够满足作物全生命周期内的营养需求；

4）具有良好的可控性，能够根据不同的作物需求进行生产智能调节；

5）具有良好的环保性，能够有效减少对环境的影响。

2 可控生物基高塔功能肥主要工艺及技术规格

2.1 主要工艺

可控生物基高塔功能肥造粒生产工艺的技术原理就是在已有高塔造粒工艺上的进一步技术革新，即尿素（改性硝铵磷）熔融分别进入后续1#混合槽、2#混合槽液在加入适当的磷肥或钾肥的同时添加（可溶性）多功能剂，搅拌均匀，然后进行造粒，再经过一系列的冷却、在防结块的包裹的同时添加（可溶性）生物活性剂（也包含微生物活性菌剂）处理，最后形成成品。

工艺流程简述：

1）尿素（改性硝铵磷）溶液。尿素（改性硝铵磷）在熔融槽中熔融，装置布置在造粒塔顶，将制得尿素（改性硝铵磷）熔融液经过自重（在槽体中出料口）满流至后续1#、2#混合槽中，然后可以依靠重力灌注入造粒系统。

2）固体物料运输及配料计量。粉体系统由磷酸一铵、钾肥、多功能性添加剂、活性生物菌剂及填充料组成。依据生产工艺，磷酸一铵按配方要求进行计量、筛分，由钢丝皮带斗提机输送至造粒塔顶料仓，经过计量与来自一级混合槽的料浆在二级混合槽混合。本装置所采用的颗粒原料由人工（部分自动）拆包分别倒入固体物料贮斗，经皮带送到振动筛，筛除掉杂质和大块颗粒的合格物料经科学计量和配比后，进入到提升机，送至塔顶原料贮斗，进入混合槽处理。

3）熔融料浆制备。自熔融槽的＞99%尿素（改性硝铵磷）熔液先在1#、2#混合槽与功能性菌剂或添加剂及填充料、磷酸一铵混合，再流入二级混合槽与钾肥掺混（根据产品不同，添加剂投入顺序有所差异），制备出熔融态料浆，从一定高度依靠重力流入造粒喷头。

4）造粒。熔融料浆经由混合槽进到本工艺专用造粒喷头，喷头从塔顶将熔融料浆喷淋成液滴状，在造粒塔中与螺旋式上升的空气进行热交换后凝结冷却成为1～4 mm 的肥料颗粒，落至塔底收料斗，由塔底皮带送至冷却包裹系统。

5）活性微生物菌剂及填充料添加。成球后的固体颗粒先进入滚筒冷却筛分系统进行冷却、筛分，然后进入包裹机，在包裹机中进行防结块油粉表面处理和活性微生物菌剂及填充料等物质的科学添加，然后输出包裹机，由皮带输送至包装工序。

6）包装及仓储。粒状成品经冷却及包裹处理后，由栈桥送至包装工序。成品经自动包装机包装成袋后送至成品库房储存。

生产工艺流程如图1 所示。

图1 可控生物基高塔功能肥工艺流程图

2.2 可控生物基高塔功能肥技术规格

出造粒塔产品颗粒粒度（1.00～4.75 mm）≥85%，出塔温度＜65 ℃。最终产品平均粒度≥2.5 mm，返料率＜5%，产品温度＜40 ℃。有效活菌数≥20 亿CFU/kg，养分释放周期≥9 个月，其中硝酸铵钙产品质量指标符合标准HG/T 3790—2005，高中低浓度N-P-K 复肥产品质量指标符合标准GB/T 15063—2020。

3 可控生物基高塔功能肥产品发展趋势及价格需求走势

3.1 可控生物基高塔功能肥产品发展趋势

就当前行业现状来看，在竞争中产品同质化现象非常严重，目前企业可控生物基高塔功能肥技术领先，质量优势及成本优势明显，与这些主要竞争者的竞争主要在市场份额的抢占方面，公司通过持续的产品创新，进行工艺改进，提高产品结构，提档产品质量，通过创新占有市场以及提供优质产品，就能在竞争中占据优势领先地位。

当前国家对可控生物基高塔功能肥的扶植政策总体而言呈现出功能化、复合化、高效化的发展方向，肥料功能化、复合化率则是衡量一个国家化肥工业发展水平和现代绿色农业发展水平的重要标志。中国颁布实施的《化肥工业产业政策》、《化肥工业“十二五”发展规划》、《产业结构调整指导目录（2019 年本）》等相关政策文件先后明确，要大力支持、鼓励高浓度缓释复合肥和专用肥生产，推动均衡施肥、提高肥料利用率。过去十多年，中国化肥功能化、生物化率一直稳步提高，目前已达到30%左右，但与发达国家高达80%水平相比，仍明显偏低，与农业农村部要求的2025 年达到60%也有距离。按照功能化、生物化率60%计算，2021 年中国复混（合）肥施用量达到2323.39 万t（折纯），但实际上预计施用量为1788 万t（折纯），复合率仅为32.5%，因此，可控生物基高塔功能肥发展前景广阔，具备投产示范的良好经济效益及社会生态效益。

目前我国高端的多功能复合肥主要依靠进口肥料弥补，但进口肥由于受原料、汇率、运输，以及生产国的政治因素等影响，供给始终不稳定，给经销商的销售带来很多不确定性因素。随着国产高塔多功能肥生产工艺的提升、生产质量的提高以及品牌效应的开拓，国产高塔多功能肥完全有能力挤占部分进口高塔复合肥市场。

此外，随着中国农村土地流转进程推进，大型的农业合作社、种植大户为主导的高端农业将进入高速发展期，对高端可控生物基高塔功能肥的需求将逐渐增多。由于该产品价格较高，立足随州本地，扎根鄂北区域，合理辐射全国，综合生产成本相对较低，因此具有较强的市场竞争力。

3.2 可控生物基高塔功能肥产品价格需求走势

可控生物基高塔功能肥与进口复合肥相比，由于品质、资源、劳动成本、运输等优势市场竞争能力强，而且进口产品品种单一，则可以根据土壤理化性状及作物营养需求来调节养份配比，灵活性较强。

高塔功能肥产品在世界范围内得到了极大的推广和使用，高塔造粒功能肥在国外已处于成熟生产和使用阶段。近年来由于原料、能源以及产品价格的持续暴涨，我国的高塔功能肥和生物肥料价格走势一直在跟涨，历经这几年的涨价潮，目前正逐步趋于稳定，根据现在市场供需平衡情况来看，预计近期我国的功能肥价格不会出现太大的波动，平稳情况下略有下降。

高塔功能肥未来预计国内新增产能500 万t，占现有产能比重为2.34%，受益于农作物价格上涨以及国家对农业的大力扶持和资源倾斜，农民种田积极性普遍提高，随着原材料价格逐渐企稳，回归理性，预计2023—2025 年功能性高塔功能肥需求量缺口仍创历史新高。

4 结语

可控生物基高塔功能肥可以满足农业生产的多种需求，展现良好市场前景。具有丰富均衡的营养成分，可以提高作物的产量和品质，改善土壤肥力，修复土壤生态结构，优化农田微生物菌群，减少农药的使用，预防土壤盐碱化、贫瘠化和板结化。从而节约成本，提高农业生产效率，是一种值得大力推广的新型化工技术。

近几年来，在市场巨大需求的引领下，国内功能性可控高塔复合肥逐步兴起，并迅速进行技术迭代升级，目前国内同行业存在同质化倾向，且技术单一、同质化现象日趋严重。未来，业内技术引领者的可控生物基高塔造粒功能肥产业化将进一步发展，逐步放大到全国推广示范，因其可靠性、稳定性以及技术领先性，赢得市场发展先机。