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1. 利用磷石膏等化學(xué)石膏生產(chǎn)高早強水泥緩凝劑 該技術(shù)采用添加劑改性和新型成型技術(shù)將磷石膏等化學(xué)石膏制成具有高早強性能的水泥緩凝劑, 水泥 廠試用表明, 其可使水泥3天與28天強度提高3-8MPa與2-3MPa, 經(jīng)核算該緩凝劑生產(chǎn)成本30-40元/噸, 若用其代替水泥廠現(xiàn)用進價為75-115元/噸(價格因品位而異) 的天然石膏, 建成一條

硫磺分解磷石膏制酸的新思路，突破了硫磺低溫分解磷石膏制酸的關(guān)鍵技術(shù)，2014年建成萬噸級工業(yè)示范工程裝置，實現(xiàn)磷石膏資源中的硫和鈣循環(huán)利用，降低磷石膏制硫酸的生產(chǎn)成本，打破制約磷化工發(fā)展的瓶頸，推動磷化工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

小試階段/n本發(fā)明解決磷石膏分解溫度高、能耗大、尾渣成分單一、附加值不高、直接經(jīng)濟效益不明顯的技術(shù)問題。本發(fā)明不僅能有效降低反應(yīng)溫度、加快反應(yīng)速度、減少能耗和降低生產(chǎn)成本，且能實現(xiàn)對固體產(chǎn)物成分的精確控制。本發(fā)明處于待轉(zhuǎn)化階段，應(yīng)用范圍廣闊，市場前景可觀，預(yù)期經(jīng)濟效益優(yōu)異。

成果描述：針對我國磷石膏年處理量不足，且以生產(chǎn)低檔建材產(chǎn)品為產(chǎn)業(yè)鏈主體的利用現(xiàn)狀，建立大量化處理、低成本生產(chǎn)的磷石膏制酸技術(shù)體系是磷化工行業(yè)的迫切需求。該成果從解決現(xiàn)有磷石膏制酸技術(shù)的問題（分解溫度高、能耗高、煙氣SO2濃度低、對磷石膏質(zhì)量要求高）入手，立足自主創(chuàng)新和集成創(chuàng)新，從關(guān)鍵技術(shù)研究、關(guān)鍵設(shè)備開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化示范三個層次來設(shè)立研發(fā)任務(wù)和研究內(nèi)容，形成的主要成果包括：1 節(jié)能化煅燒beta半水石膏技術(shù)研究；2 硫磺低溫分解磷石膏制高濃SO2技術(shù)及關(guān)鍵設(shè)備研究；3 氧化鈣殘渣制備飼料級磷酸氫鈣的高值化利用技術(shù)；4 萬噸級硫磺分解磷石膏制酸裝置，全流程的“三廢”達標(biāo)排放，硫酸生產(chǎn)成本小于硫磺制酸生產(chǎn)成本。市場前景分析：應(yīng)用領(lǐng)域：磷石膏集中排放地、需要大量利用硫酸的企業(yè)，如云南云天化集團等，同時也可擴展到其它石膏品種，如氟石膏等。 市場需求分析：以硫磺代替焦炭分解磷石膏，制酸過程實現(xiàn)節(jié)能減排，為磷石膏制酸的新技術(shù)，此項技術(shù)填補了石膏制酸國際國內(nèi)空白。該技術(shù)磷石膏原料適用面廣，操作性強，為各大磷化工企業(yè)解決磷石膏問題所急需，不僅實現(xiàn)企業(yè)硫循環(huán)，同時拓展鈣的高值化利用，經(jīng)濟成本較低使其具有廣闊的市場前景，同時為國家鼓勵的循環(huán)經(jīng)濟工程。該技術(shù)規(guī)模化裝置成功后可望使該技術(shù)在全國得到推廣，最終解決磷石膏污染的世界性難題。與同類成果相比的優(yōu)勢分析：硫磺分解磷石膏制硫酸裝置，半水石膏煅燒成本≤35kg標(biāo)煤/噸，磷石膏中硫脫除率≥95%，分解溫度≤1100℃，氣相SO2濃度≥10%，脫硫鈣渣可直接代替石灰用于飼料級磷酸氫鈣生產(chǎn)。全流程的“三廢”達標(biāo)排放，硫酸生產(chǎn)成本小于硫磺制酸成本（按硫磺1500元/噸計，則本技術(shù)生產(chǎn)成本應(yīng)≤500元/噸）。 國際先進

改性磷石膏水泥緩凝劑是用于水泥行業(yè)調(diào)節(jié)水 泥凝結(jié)時間的新型節(jié)能環(huán)保緩凝劑，利用磷肥工業(yè)排放廢渣磷 石膏，經(jīng)復(fù)合改性及回轉(zhuǎn)窯煅燒處理，可完全替代價格較高的 天然石膏作為水泥制備過程中的緩凝添加劑使用。 其主要功能包括：成本低，工藝簡單，全機械化流程先進 設(shè)計，循環(huán)利用礦物廢渣，有效解決磷石膏堆積粉塵及水資源 污染問題，避免大量堆場土地占用，為企業(yè)節(jié)約上千萬處理資 金。 項目產(chǎn)品處于中試階段。

中試階段/n本項目解決浮選尾礦污染、回收磷資源并生產(chǎn)石膏晶須和氯化鎂技術(shù)問題?？梢晕驳V中98%的磷、利用95%的鈣和99%的鎂，生產(chǎn)的石膏晶須長徑比達到5080，氯化鎂達到工業(yè)一級品標(biāo)準(zhǔn)，具體技術(shù)指標(biāo)如下：。相關(guān)概述：(1)特點：資源回收率高，成本低；(2)適用礦：浮選磷尾礦；(3)廢水廢氣回收利用，無環(huán)境污染；(4)能高質(zhì)利用磷尾礦。。生產(chǎn)條件：陶瓷反應(yīng)釜；蒸餾釜；結(jié)晶釜；回水池。。支持額度：。500。萬元。承接單位：。湖北省。項目進展：。本項目解決浮選尾礦污染、回收磷資源并生產(chǎn)石膏晶須和氯化鎂技術(shù)問題。可以尾礦中98%的磷、利用95%的鈣和99%的鎂，生產(chǎn)的石膏晶須長徑比達到5080，氯化鎂達到工業(yè)一級品標(biāo)準(zhǔn)，具體技術(shù)指標(biāo)如下：相關(guān)概述：(1)特點：資源回收率高，成本低；(2)適用礦：浮選磷尾礦；(3)廢水廢氣回收利用，無環(huán)境污染；(4)能高質(zhì)利用磷尾礦。生產(chǎn)條件：陶瓷反應(yīng)釜；蒸餾釜；結(jié)晶釜；回水池。。項目基本內(nèi)容：。我國能利用的磷礦資源中，都需要選礦，產(chǎn)生大量的浮選磷尾礦而在成環(huán)境污染；本項目利用磷尾礦和副產(chǎn)鹽酸和磷酸回收磷酸，生產(chǎn)石膏晶須和氯化鎂，所用原料為負(fù)成本，回收磷可以直接用于復(fù)合肥生產(chǎn)、石膏晶須為高質(zhì)原料，氯化鎂用于高檔陶瓷或阻燃劑的原料。能滿足環(huán)保、節(jié)能，效益的要求。因此有廣泛的市場前景。生產(chǎn)1噸尾礦成本約600元，產(chǎn)出1200元1200元/噸，效益明顯。本項目解決浮選尾礦污染、回收磷資源并生產(chǎn)石膏晶須和氯化鎂技術(shù)問題。可以尾礦中98%的磷、利用95%的鈣和99%的鎂，生產(chǎn)的石膏晶須長徑比達到5080，氯化鎂達到工業(yè)一級品標(biāo)準(zhǔn)，具體技術(shù)指標(biāo)如下：相關(guān)概述：(1)特點：資源回收率高，成本低；(2)適用礦：浮選磷尾礦；(3)廢水廢氣回收利用，無環(huán)境污染；(4)能高質(zhì)利用磷尾礦。生產(chǎn)條件：陶瓷反應(yīng)釜；蒸餾釜；結(jié)晶釜；回水池。

一、形勢與需求      《中共中央關(guān)于推進農(nóng)村改革發(fā)展若干重大問題的決定》中，對“三農(nóng)”問題用“三個最需要”進行了總結(jié)（農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)仍然薄弱，最需要加強；農(nóng)村發(fā)展仍然滯后，最需要扶持；農(nóng)民增收仍然困難，最需要加快。）“三農(nóng)”問題是“全黨工作的重中之重”，中國改革的焦點問題。      * 農(nóng)村土地問題      * 糧食安全問題      * 農(nóng)民增收問題      * 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化      耕地面積日益減少，人地關(guān)系緊張，影響到國家的糧食安全。增加優(yōu)質(zhì)耕地，保障18億畝耕地紅線，保障國家糧食安全。國土資源部發(fā)布全國土地整治規(guī)劃(2016～2020年)，改造中低等耕地2億畝，力爭建成6億畝高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田。利用脫硫石膏進行鹽堿地改良，變廢為寶，實現(xiàn)了真正的循環(huán)經(jīng)濟。二、基本原理* 燃煤電站污染物排放控制 * 石灰石-石膏濕法脫硫工藝 * 脫硫反應(yīng)塔 * 脫硫過程的主要化學(xué)反應(yīng) * 石膏漿液脫水系統(tǒng)       石膏漿液達到一定密度后進入脫水系統(tǒng)；      脫水分兩級進行，旋流器將石膏漿液的含水量降至50%wt.左右，真空帶式吸濾機再將含水量降至15%wt.以下；      旋流器脫水效果受石膏晶體粒徑的影響，粒徑越小，脫水效果越差，漿液中的石灰石、飛灰顆粒和Cl-等影響石膏晶體的生長；      真空帶式吸濾機的脫水效果與真空度、濾布類型和石膏體厚度有關(guān)，常用真空度為- 45 – - 55 kPa，石膏體厚度一般為20 – 25 mm；      當(dāng)石膏漿液氧化不充分或漿液pH值小于4.8時，石膏漿液中會含有較多的CaSO3，造成漿液粘稠，脫水困難；* 石灰石石膏法煙氣脫硫技術(shù)－脫硫石膏 * 鹽堿地改良機理三、技術(shù)發(fā)展大事記 * 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀            * 治理鹽堿地的措施一般有水利改良、農(nóng)業(yè)改良、生物改良和化學(xué)改良           * 利用脫硫石膏改良鹽堿地的研究主要在中國，國外鮮有報道           * 在國家科技支撐計劃、863計劃的支持下，開展了一定的研究工作           * 獲得相關(guān)的中國和美國發(fā)明專利14個      從1995年開始進行田間試驗，目前實驗范圍已覆蓋我國北方有鹽堿地的絕大多數(shù)省份，面積達到20萬畝      1995年，與日本東京大學(xué)等單位合作，小麥盆栽實驗       1996年，在沈陽康平24平方米的土地上首次實施利用脫硫石膏改良鹽堿地的玉米大田試驗       1999年–2003年在內(nèi)蒙古托克托縣伍什家鄉(xiāng)鹽堿地改良四、發(fā)明專利序號專利名稱專利號授權(quán)日1燃煤煙氣脫硫廢棄物的用途及其改良堿性土壤的方法2006100111162007.08.222利用燃煤脫硫鎂渣治理沙漠的方法200710121790.92009.03.303Use of the flue gas desulfurization byproduct from thermal power plants an facilities and method for alkali soil ameliorationUS8,007,560B22011.08.304一種土壤改良劑播撒裝置201210583720.62013.11.065能量自給的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)和方法201310095402.x2014.05.216微藻養(yǎng)殖設(shè)備201210475788.22014.11.267對濱海鹽堿地的土壤進行脫鹽的方法和系統(tǒng)201210477260.92014.11.268重度堿化土壤改良劑的應(yīng)用201210590249.32014.11.269輕度堿化土壤改良劑及其加工方法2012105848842014.12.3110中度堿化土壤改良劑及其加工方法201210590238.52015.03.0411輕度堿化土壤改良劑的應(yīng)用201210589939.72015.03.0412中度堿化土壤改良劑的應(yīng)用20121059022432015.04.1513重度堿化土壤改良劑及其加工方法201210585011.12016.03.3014一種復(fù)合微生物菌素鹽堿地改良劑及其制備方法與應(yīng)用20131011440152016.04.20五、鹽堿地改良項目的推進得到各級領(lǐng)導(dǎo)人的積極肯定與支持

成果簡介本項目的技術(shù)是采用氯化鈣溶液與稀硫酸反應(yīng)， 晶須模板劑存在時緩慢生長成為二水硫酸鈣晶須， 溶液中同時生成鹽酸溶液。 反應(yīng)后的濾液與石灰石反應(yīng)又重新生成氯化鈣溶液， 可以繼續(xù)與稀硫酸反應(yīng)再次生成二水硫酸鈣晶須。 本項目實際是以石灰石和稀硫酸為主要原料制備二水硫酸鈣晶須， 具有工藝簡單， 成本低廉的特點， 并且生產(chǎn)過程中沒有廢水排放， 廢氣生成和廢渣產(chǎn)生成熟程度和所需建設(shè)條件已完成工業(yè)化生產(chǎn)中試。技術(shù)指標(biāo)晶須長 5-50 微米， 直徑 1-

一、項目背景1.1 農(nóng)產(chǎn)品有機化與健康食品的需要現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)離不開肥料的使用。然而，化學(xué)肥料的大量使用導(dǎo)致了嚴(yán)重的土壤酸化板結(jié)以及對地表水系的生態(tài)破壞，在回歸自然、農(nóng)產(chǎn)品有機化的全球大趨勢中，有機肥料則成為關(guān)鍵的源頭。 近年來，世界上有機農(nóng)業(yè)所占比例越來越高，各國都相繼頒布了相關(guān)法律法規(guī)，多數(shù)國家規(guī)定只有通過有機認(rèn)證的農(nóng)產(chǎn)品才允許進口。人們對農(nóng)產(chǎn)品的需求在悄悄的改變，溫飽問題解決以后，人們更加重視食品的安全、口感、健康和環(huán)保。而直接關(guān)系生態(tài)環(huán)境、食品安全、身體健康的關(guān)鍵因素就是農(nóng)產(chǎn)品種植所必須的肥料、農(nóng)藥等生產(chǎn)資料。因此，在食品安全革命的背后是一場肥料、農(nóng)藥等農(nóng)資和種植技術(shù)的革命。2002年4月，農(nóng)業(yè)部和國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局發(fā)布了《無公害農(nóng)產(chǎn)品管理辦法》，隨后又出臺了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；當(dāng)年7月，國務(wù)院又發(fā)布了《關(guān)于在全國范圍內(nèi)開展無公害食品行動計劃》的綱領(lǐng)性文件，對食品生產(chǎn)所采用的肥料、農(nóng)藥、土質(zhì)等作了全新的規(guī)定，并逐漸成為全社會的共同要求和必然趨勢。一個全新的、有著巨大潛力的朝陽產(chǎn)業(yè)和新型項目——有機農(nóng)業(yè)所必備的生產(chǎn)資料——高效生物活性有機肥的時代來臨了。 近年來，國家加大了對農(nóng)業(yè)的投入，大部分的省份加大了農(nóng)業(yè)補貼的力度。同時，農(nóng)產(chǎn)品的銷售價格大幅上揚，農(nóng)民收入增加了，生產(chǎn)積極性高漲。然而，由于長期施用化肥、農(nóng)藥使土壤板結(jié)、肥力下降，還造成了環(huán)境污染，影響了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。另一方面，包括化肥在內(nèi)等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料價格大幅上漲，使農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)成本上升。因此農(nóng)民急需尋找一種能部分或全部替代常規(guī)化肥、改良土壤、優(yōu)質(zhì)高效、價格實惠的新型肥料。 近年來，以施用有機肥料為主而生產(chǎn)的綠色食品深受廣大消費者的青睞，綠色食品的生產(chǎn)增加了有機肥料的需求。對應(yīng)4000多億元的化肥銷售總額，生物有機肥僅占2%左右，約74億元。由于生物有機肥的諸多優(yōu)勢逐步被人們認(rèn)可，加上國家政策的傾斜，生態(tài)有機肥將成為未來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的必需品。據(jù)有關(guān)部門預(yù)測，未來5年內(nèi)，我國生物有機肥市場將以每年5％的速度增長，2015年預(yù)計將超過1500億元的產(chǎn)值。從而給高效生物有機肥的生產(chǎn)創(chuàng)造了巨大的市場空間和商業(yè)機會。 目前，由于人們認(rèn)識上的誤區(qū)以及技術(shù)手段所限，有機肥中磷、鉀元素的補充仍然延用磷酸銨、硫酸鉀等常規(guī)化學(xué)肥料，對肥料的全面有機化形成了技術(shù)障礙。 清華大學(xué)與合作者經(jīng)過十年潛心研發(fā)，富磷鉀無機有機復(fù)合肥突破了非水溶性磷肥制備的技術(shù)瓶頸，為有機農(nóng)業(yè)的發(fā)展奠定了補充磷鉀元素的技術(shù)基礎(chǔ)。 1.2解決磷資源短缺與傳統(tǒng)磷肥環(huán)境問題的需要磷，是人類賴以生存且不可替代的資源，而作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基本物質(zhì)的磷肥消耗了80%的優(yōu)質(zhì)磷礦資源。我國耕地面積占世界的9%，養(yǎng)活了20%的人口，使用了全世界30%以上的化肥，仍造成70%的土壤缺磷。在大力使用速效化肥創(chuàng)造糧食生產(chǎn)奇跡的同時，也引發(fā)了水污染、土壤板結(jié)、磷石膏堆放等一系列環(huán)境問題。特別是磷肥工業(yè)仍以酸法制備水溶性化學(xué)磷肥為主，2006年以來，我國每年使用化學(xué)磷肥1100萬噸（按照純P2O5計量），而生產(chǎn)與使用酸法水溶性磷肥已導(dǎo)致一系列環(huán)境與資源問題： 充分利用磷礦資源的要求。磷礦資源是非可再生資源，近幾年來，全球的高品位磷礦資源儲量急劇下降，作為磷肥原料的磷礦品位逐年降低。據(jù)IFA統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,世界磷礦石折P2O5后含量降低,1999年為31.41%,而2006年為31.04%,品位下降了0.4個百分點,對于大噸位磷礦石來說,磷礦品位下降,不僅是有效磷含量的降低,而且還會導(dǎo)致磷礦加工成本的上升。磷礦資源大國已開始有意識地減少磷礦開采，以保證國內(nèi)磷肥企業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計資料顯示，1999年世界磷礦石出口量為3278萬噸,2006年為2965萬噸,礦石出口下降了9.5%,年均復(fù)合降低1.42%個百分點。世界磷礦出口減少，供需趨緊,價格上升。我國擁有資源儲量為178.6億噸，其中儲量11.8億噸，基礎(chǔ)儲量31.7億噸，居世界第二位，僅次于摩洛哥，中以中低品位為主，P2O5平均含量不足17％，富礦儲量僅占6.6%。國土資源部已把磷礦列為不能滿足國民經(jīng)濟發(fā)展需要的礦種之一。利用微晶化納米粉體加工技術(shù)和生物發(fā)酵技術(shù)可以充分利用我國的中低品位磷礦資源制成生物磷肥，保障磷肥供應(yīng)，平抑磷肥價格。 低碳清潔化磷肥生產(chǎn)的需要。首先，酸法生產(chǎn)化學(xué)磷肥的雜質(zhì)含量影響用酸量的多少，關(guān)系到生產(chǎn)的成本和工藝復(fù)雜性，雜質(zhì)含量高的磷礦甚至造成生產(chǎn)中斷。故酸法磷肥生產(chǎn)直接使用的磷礦粉一般是品位28%以上、雜質(zhì)含量低的優(yōu)質(zhì)磷礦。因此普遍存在用富棄貧的現(xiàn)象。選礦產(chǎn)生的含磷低于10%的尾礦和生產(chǎn)過程產(chǎn)生的磷石膏堆積成山，不僅占用大量土地資源，也給周圍安全帶來威脅有些磷礦，甚至品位較高的磷礦，因選礦難度大而沒得以利用。其次，磷肥生產(chǎn)產(chǎn)生大量的廢水廢氣也污染周圍環(huán)境。再次，酸法生產(chǎn)過磷酸鈣和磷銨的耗酸量巨大。2008年我國生產(chǎn)磷銨（MAP+DAP）類肥料總計740萬噸 P2O5，共耗用優(yōu)質(zhì)磷礦近2800萬t，耗硫酸2100萬t。我國缺少硫磺資源，用硫磺燃燒制備硫酸需要大量進口硫磺；國內(nèi)用硫鐵礦燃燒法制硫酸從開采、運輸?shù)揭睙挘紩聿蝗莺鲆暤奈廴締栴}，有些地區(qū)還會帶來酸雨危害。微晶化納米粉體加工過程是純物理過程，沒有“三廢”排放，能耗低；生物發(fā)酵過程消耗工農(nóng)業(yè)廢棄物，變廢為寶、清潔環(huán)境的工藝。 解決土壤面源污染、優(yōu)化土壤環(huán)境的新思路。近幾年的研究表明，農(nóng)田過量使用化肥是造成河流湖泊等水體富營養(yǎng)化的主要原因，而磷是水體富營養(yǎng)化的決定因素。水溶性磷肥施加到田間后磷酸根極易隨灌溉或雨水流失。大量磷元素隨農(nóng)田進入河流湖泊，形成藻類繁衍基礎(chǔ)物質(zhì)的富磷化面源污染。太湖流域每年每畝農(nóng)田施用化肥34公斤左右（約1/3的磷肥）。約30億立方米“回流水”攜帶大量由化肥產(chǎn)生的氮磷污染物，從而造成太湖流域大面積出現(xiàn)藍藻。水溶性化學(xué)肥料剛施入土壤后，造成局部濃度過高，會毒害作物根系和土壤微生物；之后又在環(huán)境因子作用下?lián)]發(fā)、流失或沉淀，造成肥料利用率降低，磷為2—25％，氮為30—60％，鉀為30—60％。生物磷肥是利用微晶化磷礦粉結(jié)合生物發(fā)酵制造而成，由于主要養(yǎng)分形態(tài)為非水溶性態(tài)，在土壤物理的、化學(xué)的和生物的因素作用下緩緩釋放，不但根系土壤環(huán)境，發(fā)酵產(chǎn)生的有機酸還能促進土壤團粒結(jié)構(gòu)的形成，刺激作物生長。施用非水溶性磷肥減少了磷的流失，從而降低環(huán)境水體富營養(yǎng)化的風(fēng)險。 可結(jié)合農(nóng)作物秸稈與畜禽糞便的循環(huán)利用實施。我國每年產(chǎn)生各類農(nóng)作物秸稈約6.5億噸，畜禽糞便產(chǎn)生量約20億噸，是工業(yè)廢棄物的3倍。隨著種植和畜牧養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)廢棄物數(shù)量還在增加。農(nóng)業(yè)廢棄物不但污染農(nóng)村環(huán)境，還易引起火災(zāi)。利用農(nóng)業(yè)廢棄物制造生物磷肥，不但凈化農(nóng)村環(huán)境，而且變廢為寶，成為優(yōu)質(zhì)肥料，是農(nóng)業(yè)物質(zhì)循環(huán)利用的一條新途徑。 農(nóng)業(yè)科技發(fā)展的新提示。我國農(nóng)業(yè)專家李振聲院士多年來從事磷高效基因型作物品種的選育工作，利用改良作物品種提高作物對非水溶性磷素的吸收能力，并取得巨大成功。這也啟示我們，非水溶性磷也是作物吸收利用的重要磷源。許多農(nóng)業(yè)專家研究表明，改性磷礦粉在北方石灰性土壤上也具有明顯效果。非水溶性的磷代替高消耗高污染的水溶性磷肥在實踐上是可行的。 有機農(nóng)業(yè)發(fā)展的好助手。隨著我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化水平的提高和人們健康意識的增加，有機無公害農(nóng)業(yè)在我國取得快速發(fā)展，有機農(nóng)業(yè)面積已躍居世界第二位。但有機農(nóng)業(yè)要求禁用化學(xué)人工合成的肥料。現(xiàn)在有機農(nóng)業(yè)基地主要采用有機肥和骨粉補磷。有機肥含磷量低，骨粉資源不足且價格高昂。長期下去必然造成有機農(nóng)業(yè)基地土壤磷的虧缺，造成作物生長不良，產(chǎn)品品質(zhì)下降，產(chǎn)量和效益降低。采用天然礦質(zhì)和生物發(fā)酵技術(shù)制成的生物磷肥，符合有機農(nóng)業(yè)用肥要求，試驗證明在實踐上也是可行的，是一種質(zhì)優(yōu)價廉的有機農(nóng)業(yè)用肥，具有廣闊的發(fā)展前景。 適合國情的可持續(xù)發(fā)展之路。酸法磷肥帶來的“生產(chǎn)環(huán)節(jié)環(huán)境負(fù)擔(dān)大—優(yōu)質(zhì)磷礦資源短缺—水溶性磷肥流失污染水系”等一系列問題的形成是基于傳統(tǒng)磷化工產(chǎn)業(yè)和化肥體系基礎(chǔ)之上的，特別是近幾年水溶性磷的產(chǎn)能激增，與我國主要以中低品位磷礦為主、硫資源不足的資源特點不相適應(yīng)。用微晶化納米技術(shù)和生物技術(shù)生產(chǎn)生物磷肥，直接利用中低品位磷礦，不耗酸，降低選礦成本，減少施肥污染，是環(huán)境友好型的低碳農(nóng)業(yè)用磷途徑。我國幅員遼闊，氣候土壤類型眾多。過磷酸鈣和磷銨等對農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收雖然做出巨大貢獻，但并不是適合所有土壤的最佳選擇。我國南北方都有土壤酸化問題，過磷酸鈣含有游離酸，會加重土壤酸化。而生物磷肥可以平抑土壤酸性，改良土壤結(jié)構(gòu)。水田施用非水溶性的磷更能降低肥料損失。坡地施用生物磷肥可減少翻耕，降低水土流失風(fēng)險。 多年來，我們以多學(xué)科交叉合作的方式，深入探索創(chuàng)新材料微晶化技術(shù)，將難選的中低品位磷礦利用與農(nóng)業(yè)廢棄物資源生物發(fā)酵等新技術(shù)結(jié)合，形成具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)新技術(shù)，制備能夠替代水溶性化學(xué)磷肥的新一代緩釋性生物磷肥，已在小麥、玉米、棉花、大豆、花生、水稻、茶樹、冬棗、橡膠、蔬菜、荔枝、鴨梨等作物的試驗中取得了與水溶性磷和骨粉等同的效果，并正向更多作物種類試驗推廣。二、產(chǎn)品的技術(shù)特點“有機農(nóng)業(yè)發(fā)展的肥料瓶頸—生產(chǎn)環(huán)節(jié)環(huán)境負(fù)擔(dān)大—優(yōu)質(zhì)磷礦資源短缺—水溶性磷肥流失污染水系”等一系列問題的形成是基于傳統(tǒng)磷化肥的生產(chǎn)和施用體系。雖然，傳統(tǒng)磷化肥為人類生存的糧食生產(chǎn)做出了不可磨滅的貢獻。然而，在資源短缺、環(huán)境與健康矛盾日趨尖銳的今天，需要重新考慮如何突破傳統(tǒng)水溶性磷肥技術(shù)瓶頸，開發(fā)高效非水溶性生物磷肥。100多年前，化學(xué)家認(rèn)為作物必須通過水溶性磷化合物才能吸收磷元素；而近代植物營養(yǎng)學(xué)家研究卻發(fā)現(xiàn)：植物根系對磷元素的吸收，主要是靠根部分泌的生物酸緩慢分解土壤中的含磷礦物質(zhì)而進行的。 我們能否找到一種在弱酸或自然狀態(tài)下，能夠向土壤中補充作物所需要磷元素的技術(shù)途徑呢？ 針對上述問題，清華大學(xué)、山東農(nóng)業(yè)大學(xué)和中國農(nóng)科院等單位歷經(jīng)10年努力，開發(fā)了“富磷鉀礦物有機無機復(fù)合肥”。本產(chǎn)品是采用經(jīng)過高能活化的磷鉀礦物為主要原料，在特效菌種的作用下與有機質(zhì)共同發(fā)酵處理而得到的；其特點是長效緩釋、非酸化、非水溶性，后效性顯著，一季使用多季有效；該肥料的使用可以優(yōu)化土壤礦物組成和結(jié)構(gòu)，避免了化學(xué)肥料對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量及土壤酸化等不良影響，達到增產(chǎn)、改善品質(zhì)、綠色生態(tài)的效果。 該產(chǎn)品的原材料來源廣泛，除磷鉀礦物外，發(fā)酵過程中的有機物料可以利用各地農(nóng)作物秸稈、食用菌殘渣、泥碳、褐煤、風(fēng)化煤、糖渣、部分發(fā)酵法制作食品類的廢棄物、各種炸油廢棄物、沼氣殘留物、禽畜糞便及屠宰廢棄物及生活垃圾等，能減少環(huán)境污染、凈化環(huán)境、也起到生態(tài)循環(huán)作用。 該技術(shù)的研發(fā)得到了科技部農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化項目的支持，獲得多項國家發(fā)明專利，并通過教育部組織的專家技術(shù)鑒定。鑒定委員會認(rèn)為，該項目總體達到國際先進水平，中低品位磷礦微晶化活化磷元素的技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平。中國農(nóng)科院、山東農(nóng)業(yè)大學(xué)、山東林科院、海南大學(xué)的作物科學(xué)、資源環(huán)保學(xué)、土壤肥料學(xué)等方面的專家、教授參加、主持多次的大田試驗、科研論證，在山東、浙江、江蘇、遼寧和海南等30多種作物上推廣示范使用，都取得了令人矚目的效果。中國化工報、中國礦業(yè)報、農(nóng)資導(dǎo)報、農(nóng)民日報、糧油市場報等各大媒體專題報道，它的普及推廣將為我國發(fā)展節(jié)本增效、綠色、環(huán)保的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)起到極大的推動作用。 三、產(chǎn)品的應(yīng)用效果 3.1與其他化學(xué)肥料的對比與差異分析“富磷鉀礦物無機有機復(fù)合肥”生產(chǎn)技術(shù)開辟了磷肥生產(chǎn)的新途徑，工藝簡單，成本降低，且對環(huán)境無污染。我們歸納了幾種常用磷肥的的生產(chǎn)工藝、肥效與環(huán)境效果，請參閱以下流程圖和表1。表1 本產(chǎn)品與化學(xué)磷肥的對比磷肥種類磷礦原料品位加工條件供磷機理供磷速度肥效供求平衡生產(chǎn)使用對環(huán)境的污染磷銨高品位加溫耗酸水溶性很快短前期過高，易失效，后期不足有，易造成土壤板結(jié)過磷酸鈣中高耗酸水溶性枸溶性快較長前期過高，易失效，后期不足有，易造成土壤板結(jié)鈣鎂磷肥中低高溫水溶性枸溶性慢長供<求有，易造成土壤板結(jié)磷礦粉中低-水溶性枸溶性很慢最長供<求無富磷有機無機復(fù)合肥中低-非水溶性枸溶性適中適中供=求需求拉動釋放無，改良土壤 3.2在蔬菜種植中的試驗研究3.2.1蕹菜圖1為施用相同含磷量不同磷肥時，蕹菜的生長狀況?？梢钥闯觯┯盟姆N磷肥的蕹菜長勢差異性明顯，由好到差的順序為：富磷有機無機復(fù)合肥>過磷酸鈣>普通磷礦粉。圖1施用不同肥料的蕹菜收獲圖片（山東泰安） 表2中PB1、PB2、PB3 為不同微晶化程度磷礦粉的處理，且PB1 處理號Treatment 葉長(cm)Length(cm) 葉寬(cm)Width(cm) 株高cmHeight(cm) 鮮重g/盆F.W. 增產(chǎn)%Rate of increment 較CK0 較CK1 較CK4 空白CK0 8.00 2.80 19.50 76.21 - - - 過磷酸鈣CK1 7.90 2.93 18.63 86.61 13.65 - - 普通磷礦粉CK4 7.20 2.43 17.33 66.64 - - - 富磷復(fù)合肥PB4 9.10 2.77 22.00 111.47 46.27 28.70 67.27 3.2.2油白菜油白菜是對磷比較敏感的植物，幼苗期如果缺磷會導(dǎo)致植株矮小，生長發(fā)育緩慢，根系小且發(fā)育不良，葉片少、小而厚，嚴(yán)重時葉片蜷曲。圖2為棕壤上的盆栽對比試驗。在對照不施磷肥的處理中，油菜幼苗生長不正常，植株矮小，莖葉纖細(xì)；施用生物磷肥提高了油白菜幼苗的葉片數(shù)、葉面積、根長和干重。圖3 生物磷肥對油菜的肥效（山東泰安） 由表3可以看出，在相同施磷量處理下，與原磷礦粉CK2相比，富磷有機無機復(fù)合肥1、2、3、4產(chǎn)量分別提高5.62%、6.95%、10.57%、15.39%。在相同施磷量處理下，富磷有機無機復(fù)合肥3和4比鈣鎂磷肥CK1有增產(chǎn)作用，分別在0.69%和5.08%。 表3 不同處理對油白菜生物量的影響編號處理方案株高（cm）鮮重(g/盆)增重(%)較CK0較CK1較CK2CK0不施磷肥17.33356.21---CK1鈣鎂磷肥24.33410.6115.27-9.82CK2原磷礦粉18.63373.914.97--1PR1+FYM+PSB20.83394.9910.89-5.622PR2+FYM+PSB21.00399.9112.27-6.953PR3+FYM+PSB22.00413.4316.060.6910.574PR4+FYM+PSB24.67431.4721.135.0815.39 圖3 盆栽油菜（浙江長興）3.2.3西蘭花在北京近郊有機蔬菜基地的潮土上，施用生物磷肥的西蘭花比僅施用有機肥對照組的生物產(chǎn)量和經(jīng)濟產(chǎn)量都顯著提高，研究發(fā)現(xiàn)葉片的SPAD（葉綠素相對含量）含量高、平均花頭更重。 圖5 施用富磷有機無機復(fù)合肥對西蘭花生長的影響(北京昌平)3.2.4辣椒在浙江長興辣椒幼苗的盆栽試驗中，土壤類型為紅壤，施用等磷量的辣椒幼苗的生長量：生物磷肥與鈣鎂磷肥、磷酸二銨效果相當(dāng)，均優(yōu)于普通磷礦粉與空白。圖6 不同磷肥對辣椒生長的影響（浙江長興） 3.2.5葉用萵苣南方紅壤上的葉用萵苣盆栽試驗表明，在等磷量的施肥水平條件下，分析土壤中的有效磷含量：過磷酸鈣>富磷有機無機復(fù)合肥>對照處理；土壤容重：生物磷肥>對照處理>過磷酸鈣處理；植株鮮重：生物磷肥>過磷酸鈣>對照處理。這是因為生物磷肥的有機活性因子刺激了植株的生長。圖7生物磷肥對葉用萵苣生長的影響（浙江長興） 3.3在小麥玉米種植中的試驗研究3.3.1 小區(qū)小麥試驗從表4看出，施用生物磷肥和過磷酸鈣處理能提高小麥的生物產(chǎn)量和經(jīng)濟產(chǎn)量。富磷有機無機復(fù)合肥處理PA4的生物產(chǎn)量和經(jīng)濟產(chǎn)量與過磷酸鈣相當(dāng)，顯著高于對照和普通磷礦粉。 表4小麥田間試驗的產(chǎn)量和磷的吸收處理生物產(chǎn)量kg/mu經(jīng)濟產(chǎn)量kg/mu籽粒含磷量g/kg秸稈含磷量g/kg總吸磷量kg/mu空白CK1880.00387.535.341.582.86過磷酸鈣750kg/ha CK21024.49498.035.432.243.88普通磷礦粉750kg/ha CK3947.69442.255.941.643.46生物磷肥750kg/ha PA41029.38498.335.521.523.56圖8 小麥小區(qū)試驗（左為對照，右為生物磷肥，山東泰安）3.3.2小麥—玉米輪作體系下的肥效試驗該試驗在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資環(huán)試驗站進行。前季小麥和后季玉米的活化微晶化磷礦粉處理和生物磷肥處理，在植株生物量、經(jīng)濟產(chǎn)量、磷吸收量等方面接近或超過過磷酸鈣處理，較空白對照和普通磷礦粉處理都達顯著或極顯著水平。該試驗表明，活化微晶化磷礦粉和生物磷肥不僅對當(dāng)季作物有效，而且對后季作物有一定程度的肥效。圖9小麥-玉米輪作肥效試驗（山東泰安） 3.4生物磷肥的推廣應(yīng)用3.4.1在大田小麥上的應(yīng)用（1）生態(tài)小麥增收試驗。試驗點位于黃河三角洲高效生態(tài)園區(qū)陽信現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范區(qū)，小麥品種為魯麥23，土壤類型為黏質(zhì)鹽化潮土，自2010年10月16日播種，2011年6月16收獲。結(jié)果表明，施用富磷有機無機復(fù)合肥的小麥較對照增產(chǎn)8.2%，施用等施磷量的傳統(tǒng)磷肥（磷酸二銨）的小麥增產(chǎn)8.7%，這證明了這類非水溶性肥料與水溶性磷肥的肥效相當(dāng)。圖10 生物磷肥小麥高產(chǎn)示范(山東陽信)   表5 施用生物磷肥對小麥產(chǎn)量的影響處理產(chǎn) 量 結(jié) 構(gòu)產(chǎn)量（kg/ha）較對照增產(chǎn)%畝穗數(shù)（萬/畝）穗粒數(shù)（個/穗）千粒重（g）空白26.3540.4254.228771.9習(xí)慣施肥（二銨）27.4043.3051.649531.58.7生物磷肥26.4644.1049.489489.88.2 （2）有機小麥增收試驗。試驗點位于山東省菏澤市銀香偉業(yè)有機農(nóng)業(yè)基地，土壤類型為黃河沖積砂質(zhì)潮土，輕鹽堿。供試小麥品種為新麥9408，2010年10月30日播種，播種量為7.5公斤/畝，2011年6月5日收獲。圖11 富磷有機無機復(fù)合肥在有機小麥高產(chǎn)示范（山東曹縣） 表6為苗期小麥的出苗、分蘗和植株生長狀況。施用生物磷肥促進了小麥的出苗率、分蘗和冬前生長，高于對照，與磷酸二銨相近。生物磷肥1是活化磷礦粉與有機物發(fā)酵制成，含有生物活性因素，對種子發(fā)芽和幼苗生長具有刺激作用，價格低廉，已有多項指標(biāo)超過磷酸二銨。從冬前苗期生物量和年后總分蘗數(shù)上看，生物磷肥都顯著高于對照和單施磷酸二銨處理 表6 富磷無機有機復(fù)合肥（生物磷肥）對小麥生長的影響處理出苗影響萬株/畝冬前分蘗數(shù)個/株冬前主莖葉齡數(shù)平均總分蘗個/株冬前生物量g/株Kg/畝空白CK13.461.003.002.750.2838.32磷酸二銨14.321.863.343.110.3550.17等磷生物磷肥115.391.833.253.450.4061.58等值生物磷肥115.902.173.224.130.4774.35等磷生物磷肥215.291.403.065.580.3960.08等值生物磷肥214.631.433.164.020.2942.22表7示小麥產(chǎn)量狀況?？梢钥闯鍪┯酶鞣N磷肥都較顯著提高小麥的畝穗數(shù)。由于該試驗地塊處于沙質(zhì)潮土上，土壤肥力薄，無水澆條件并有輕度鹽堿化，小麥后期群體和個體發(fā)育矛盾突出，生育期偏短，穗粒數(shù)和千粒重低于對照，但施用生物磷肥處理的每公頃產(chǎn)量都在6300kg以上，增產(chǎn)在17%以上。 表7富磷有機無機復(fù)合肥（生物磷肥）對小麥產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響處理畝穗數(shù)（萬株/畝）穗粒數(shù)（粒/穗）千粒重（g/千粒）產(chǎn)量（kg/ha）較對照增產(chǎn)%空白CK24.729.648.985379.36—磷酸二銨35.327.447.976960.8729.40等磷生物磷肥135.226.345.486307.8017.26等值生物磷肥135.125.846.366300.2417.12等磷生物磷肥232.228.646.616437.0219.66等值生物磷肥233.228.146.416492.4020.69 3.4.2在油菜上的應(yīng)用油菜是我國的重要油料作物，也是對磷敏感的作物。在浙江長興的紅壤上，施用富磷有機無機復(fù)合肥（生物磷肥）增加土壤有機質(zhì)，改良土壤結(jié)構(gòu)，降低土壤酸度，促進植株生長。油菜幼苗的生物量：生物磷肥>鈣鎂磷肥>普通磷礦粉>對照。 圖12富磷有機無機復(fù)合肥（生物磷肥）的油菜試驗（浙江長興） 3.4.3在有機紅菜頭上的應(yīng)用圖13 施用富磷鉀有機無機復(fù)合肥（生物磷肥）的紅菜頭與對照（北京昌平） 在北京昌平興壽保護地有機蔬菜基地上，在普施有機肥的基礎(chǔ)上，施用富磷鉀有機無機復(fù)合肥（生物磷肥）的紅菜頭較對照平均鮮重和葉面積顯著提高。生長50天的幼苗鮮重，施用生物磷肥處理較空白單施有機肥處理增重18.5%，商品增重13.0%。 表8富磷鉀有機無機復(fù)合肥（生物磷肥）對紅菜頭產(chǎn)量（鮮重）的影響處 理施肥量 kg/畝總 產(chǎn)商品產(chǎn)量kg/畝增產(chǎn)%kg/畝增產(chǎn)%空 白—1600.00—1600.00增產(chǎn)生物磷肥801896.3018.51807.4113.0生物鉀肥1002168.8935.62008.8925.6生物磷鉀肥P80+K1002115.5632.21866.6716.7有機蔬菜安全無公害，很受人們歡迎，價格較高，從表9看出，施用富磷鉀有機無機復(fù)合肥（生物磷肥）具有較高效益，畝增值在萬元左右，產(chǎn)投比較高。 表9富磷鉀有機無機復(fù)合肥（生物磷肥）對紅菜頭產(chǎn)產(chǎn)值的影響處理肥料投入 元/畝畝增值/元畝實增 元/畝產(chǎn)出/投入產(chǎn)值增值空 白—32000.00———生物磷肥8036148.159481.559401.55117.5生物鉀肥10040177.7813511.1813411.18134.1生物磷鉀肥18037333.3310666.7310486.7358.3注：有機蔬菜實際價格：20元/ kg3.4.4 在蘆筍上的應(yīng)用蘆筍又名石刁柏、龍須菜，屬于百合科，為多年生宿根草本植物。圖14為紅壤上的保護地蘆筍種植。生物磷肥由于供肥均勻，降低土壤酸度，改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤透氣性，促進蘆筍健康生長。施用生物磷肥較傳統(tǒng)磷肥過磷酸鈣地上部莖葉生長更加健康，提高采收量和產(chǎn)品品質(zhì)。圖14 保護地蘆筍施用生物磷肥和傳統(tǒng)磷肥對比（浙江長興）3.4.5在非洲菊上的應(yīng)用非洲菊是多年生常綠宿根草本植物。圖15為施用不同磷肥的非洲菊。富磷有機無機復(fù)合肥（生物磷肥）含有的有機質(zhì)能刺激作物生長，且供肥均勻，調(diào)節(jié)土壤酸度，改良土壤結(jié)構(gòu)，促使非洲菊植株生長健壯。施用這類新型肥料的優(yōu)質(zhì)鮮切花的產(chǎn)出率高于過磷酸鈣8%。圖15保護地上的非洲菊（浙江長興）  四、工藝流程特點本產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程清晰簡明，分為礦物活化、生物發(fā)酵和干燥造粒三個工序。根據(jù)實際需要，每個工序都可以形成不同階段的產(chǎn)品： 產(chǎn)品A：由磷鉀等礦物組成的活化礦物粉體，可以直接施用，也可以配送到不同地點與不同的有機質(zhì)原料進行發(fā)酵處理，形成產(chǎn)品B或產(chǎn)品C。以滿足有機質(zhì)原料和形成的富磷鉀有機-無機復(fù)合肥不適合長距離運輸?shù)膱龊稀?產(chǎn)品B：活化礦物粉體與有機質(zhì)在菌種作用下發(fā)酵處理后的產(chǎn)品，可以直接施用，也可以進入下一個工序，形成高度商品化的造粒產(chǎn)品C。以滿足具有大批量有機質(zhì)原料和有機肥用戶距離較近、生產(chǎn)與用戶關(guān)聯(lián)度較高的場合，避免干燥造粒的成本和干燥過程中的菌群和有機酸的損失。 產(chǎn)品C：將有機化處理后的富磷鉀有機無機復(fù)合肥進行干燥、造粒和包裝等成品化處理，以便用戶使用和市場流通過程中的儲存運輸。  

開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)。在工藝層構(gòu)建了包含所有速率控制步驟的脫硫過程化學(xué)模型。