硫酸钾镁肥生产现状与市场前景

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　     汪家铭
　　　　　　　　　　　　       (川化集团有限责任公司，四川成都610301)

摘 要：硫酸钾镁肥是从盐湖卤水或固体钾镁盐矿中仅经物理方法提取或直接除去杂质制成的含镁、硫等中量元素的新型钾肥产品，是硫酸钾的换代产品和平衡施肥的理想肥料。施用硫酸钾镁肥能够有效地提高农作物产量、改善农作物品质。随着中国现代农业发展的需要，硫酸钾镁肥目前正面临着良好的发展机遇。介绍了硫酸钾镁肥的产品标准、生产方法、中国现状、施用效果、市场前景方面的一些情况，并对今后中国硫酸钾镁肥产业的发展提出了一些建议。
关键词：硫酸钾镁肥；软钾镁矾；硫酸钾；氧化镁

硫酸钾镁肥，分子式为K2SO4·m(MgSO4)·nH2O，其中m=1～2，n=0～6。硫酸钾镁肥在世界上只有美国、德国等少数国家生产。在美国硫酸钾镁肥每年施用量在几十万吨，除直接施用外还大量用于配制复合肥，根据各个农场的土壤质量及作物状况配制专用肥。在中国硫酸钾镁肥尚属钾肥系列的一个新品种。目前，硫酸钾镁肥在世界范围内已被广泛应用，美国硫酸钾镁肥品牌“施宝密”总产量的30％销往墨西哥、哥斯达黎加、哥伦比亚、巴西、委内瑞拉、厄瓜多尔、秘鲁、澳大利亚、日本、韩国、菲律宾、马来西亚、泰国及欧洲一些地区等。硫酸钾镁肥在美洲、澳洲等地区主要用于果树、蔬菜及油料等作物，在韩国、日本、马来西亚等亚洲国家进口量在不断上升。日本是销售“施宝密”的最大市场，年销售量为7万t左右，韩国近年来“施宝密”的进口量呈继续上升趋势。与传统硫酸钾产品相比，硫酸钾镁肥增加了镁中量元素，为作物提供更全面均衡的养分。硫酸钾镁肥的生产原料主要为盐湖软钾镁矾矿，其生产技术目前在中国已开发成功。硫酸钾镁肥在生产过程中不添加任何化学添加剂，因此是一种纯天然绿色肥料，可广泛施用于粮食和经济作物，尤其适宜蔬菜、果树、烟草、茶叶和花卉等经济作物施用，已经越来越受到广大农民的青睐。

1产品标准
　　硫酸钾镁肥产品标准GB／T20937--2007适用于从盐湖卤水或固体钾镁盐矿中仅经物理方法提取或直接除去杂质制成的含镁、硫等中量元素的硫酸钾镁肥产品，不适用于用硫酸钾和镁化合物掺混而成的产品[1]。
　　硫酸钾镁肥产品应符合表1要求。

2生产方法
　　目前市场上销售的硫酸钾镁肥分进口和国产两种，进口的硫酸钾镁肥主要来自德国和美国，国产的硫酸钾镁肥按照原料和工艺不同分为天然提取法和掺混法两种。天然提取法包括采用盐湖卤水或固体钾镁盐矿经物理方法直接生产和采用钾镁矾矿直接生产两种工艺。掺混法是用硫酸钾或氯化钾与镁盐简单掺混而制取的。
　　美国拥有世界上唯一大型的具有商业开采价值的盐湖矿床资源。美国西南数千公顷土地经过2000多年海水逐渐蒸发，导致数百万吨的盐类沉积，钾盐是主要沉积的盐类之一，其成分为氯化钾和氯化钠的混合物，可用于生产肥料氯化钾。另一类沉积的盐类是无水钾镁矾，是生产硫酸钾镁肥即“施宝密”的原料。无水钾镁矾矿存在于距地表300m以下的地方，开采后通过转运带送至矿井上，然后进一步粉碎并剔除杂质，其中包括用盐水溶解氯化钠以及洗去泥土和其他不溶性物质，并进行干燥、过筛，再根据需要，制成不同颗粒的硫酸钾镁产品。
　　典型的“施宝密”化学组成为：ω(K20)=22％，ω(Mg)=11％及ω(S)=22％。其最重要性状是可溶性好(100％水溶)，但溶解度稍低于氯化钾。“施宝密”的另一重要性状是其为中性盐，施用不会影响土壤pH。由于其组成主要为硫酸根，氯离子质量分数低于1．5％，因而其盐指数相对较低。
　　目前，中国生产硫酸钾镁肥的原料是软钾镁矾矿，分子式为K2Mg(SO4) 2·6H2O，是可溶性钾盐矿的主要矿物之一，含氧化钾质量分数23．39％、氧化镁质量分数10．01％、三氧化硫质量分数39．76％、水质量分数26．84％。
　　中国天然提取法生产硫酸钾镁肥的工艺原理是：利用含有钾盐镁钡和钾镁矾盐湖卤水中的氯化钠粒度明显大于新生成软钾镁矾盐矿物粒度的特征，采用机械方法脱氯化钠、两段转化生产硫酸钾镁肥。工艺过程为通过采收盐湖晶间卤水到盐田自然摊晒，钾混盐原料加水溶解，蒸发结晶，两次转化(脱钠、脱氯)，分离脱水，烘干造粒，自动包装等环节制得硫酸钾镁肥。其中钾混盐加水溶解、蒸发结晶工序采用反浮选-冷结晶工艺。
　　反浮选-冷结晶工艺是目前世界上先进的钾肥生产工艺。该工艺既要从理论上掌握分解与结晶速度，又要解决设备工业化后存在的诸多工程技术问题，此前一直作为以色列的专有技术。近年来中国自行开发成功反浮选-冷结晶工艺。反浮选的目的产物不是有用矿物而是无用矿物，与正浮选刚好相反，故称为反浮选。冷结晶的理论基础是控速分解和控速结晶。软钾镁矾是生产硫酸钾镁肥十分关键的中间原料。以盐湖卤水为原料生产软钾镁矾，其生产工艺也可分为两个阶段：先除去氯化钠得到低钠光卤石，运用反浮选技术，通过泡沫浮选将杂质氯化钠和精光卤石有效分离，制得高品质的低钠光卤石；再通过冷结晶搅拌分离杂质，这时必须控制光卤石的溶解速度，溶解过快，易使过饱和度过高，从而产生大量细晶影响结晶收率。该工艺产品质量好、产量高、连续性强、回收率高、粒度大，具有很强的市场竞争力。缺点是工艺流程较为复杂，操作控制不方便，在浮选及结晶的操作过程中精度要求较高。
　　采用硫酸钾和氧化镁等简单掺混方式生产的硫酸钾镁肥是否可以称得上是硫酸钾镁肥，主要应看其氯离子含量，同时钾含量应大于镁含量。目前市场上销售的一些掺混的硫酸钾镁肥产品，虽然都含有钾、硫、镁，但有些氯离子是超标的，有些产品的镁含量大于钾含量。专家提醒，由于硫酸钾镁肥富含硫、钾和镁3种养分，且养分配比关系微妙，对其推广和使用需要持慎重态度。

3 中国现状
　　目前中国硫酸钾镁肥的生产厂家不多，仅有山东临沂金天大化肥业有限公司、斯科沃肥业(山东)有限公司、山东海化集团有限公司、青海中信国安科技发展有限公司等，估计年产量在50万t左右。目前，全国各地中小肥料企业纷纷开始生产硫酸钾镁类肥料，但多数以掺混为主，产品有效成分含量不足、质量参差不齐，急待市场规范。青海中信国安是最大的生产厂家，公司现有3套15万t／a硫酸钾镁肥的生产装置，2套在西台，1套在东台，共计产能45万t／a。目前其硫酸钾镁肥已经完全可以实现产业化，单套装置的开工率可以达到80％以上，2007年公司硫酸钾镁肥的产销量在25万t左右，2008年预计可达到40万t。
　　中信国安硫酸钾镁肥的研制成功填补了中国硫酸钾镁肥生产的空白，其核心技术在中国处于领先水平，项目整体技术含量达到国际先进水平，“硫酸钾镁肥的生产工艺”等关键专利技术已收到了国家专利局的授权通知书[2]。
　　目前，中国有资源的企业已开始涉足硫酸钾镁产业，在青海开发利用其丰富的盐湖软钾镁矾矿资源，新建硫酸钾镁肥生产项目也正在进行。青海省滨地钾肥股份有限公司30万t／a钾镁肥项目于2008年6月26日投产。该项目是规划中的滨地百万吨钾肥工业园区的重点项目，产品大颗粒硫酸钾镁肥、硫酸钾、大颗粒氯化钾镁肥将改变国外产品在中国市场一统天下的局面，其产品的数量和价格优势将直接惠及广大终端消费者。
　　最近计划建设硫酸钾镁项目的还有山东无棣海丰集团有限公司，公司拟采用合作、合资或外商独资的方式，建设年产60万t硫酸钾镁生产装置。工艺技术是以本公司所属盐场海盐副产苦卤为原料，用少量氯化钾调配组分后生产出的钾镁混盐，采用加水分解转化的生产技术，将氯化钾转化为钾盐镁矾和钾镁矾。钾镁矾经除钠后二次加水分解转化得软钾镁矾，经离心过滤、再制浆、洗涤、过滤、干燥包装后即为成品硫酸钾镁肥。项目建成后，年可实现销售收入5．1亿元，年创利税1．3亿元，年利润9000万元，投资回收期7 a。

4施用效果
　　多年的大田试验结果证明，硫酸钾镁肥中量元素相结合，养分搭配合理，对提高农作物产量，改善品质作用明显，适用于任何作物，尤其适用于各种经济作物，既可做基肥、追肥，也可做叶面喷肥，还可以作为复合肥、BB肥的钾肥原料使用。硫酸钾镁肥施用后，其利用率高达80％，容易被农作物吸收；而传统的氯化钾、硫酸钾的利用率只有40％，55％左右。硫酸钾镁肥是一种新型钾肥，早在1985年美国IMC公司就开始在中国推广硫酸钾镁肥，当时分别在国内40多个试验点，对26种作物进行了试验及示范，结果表明，对作物产量、品质及效益等方面有显著提高。但由于进口肥料价格过高和农技推广较少等原因，没有得到广泛推广[3]。
　　为使该新型肥料尽快被市场和用户认识，中信国安公司早在硫酸钾镁肥工程建设之初，就利用中试产品，与中国农科院土肥所、福建省农科院土肥所等农业科研机构共同开展了玉米、花生、烤烟、香蕉、大白菜、棉花、甘蔗、水稻、西瓜等多种农作物田问试验和示范，取得了显著增产增效的优势，为该新型优质肥料品种的推广应用打下了基础。大量田间试验证明，在缺乏硫、镁的土壤或需要施用含氯量低的硫酸形态钾的条件下，硫酸钾镁肥在平衡施肥及促进作物产量、品质及效益提高方面具有显著作用。公司根据各类作物的特点，提出了具体施肥建议，如1／15hm2水稻推荐施用硫酸钾镁30～35kg，氮磷钾适宜质量比为1：(0．4～0．5)：(0．7～0．8)；1／15hm2小白菜用硫酸钾镁33～37 kg，氮磷钾施用适宜质量比为1：(0．4～0．6)：(0．9～1．1)；1／15hm2西瓜用硫酸钾镁75～95kg，氮磷钾质量比为1：(0．4～0．5)：(1．0～1．1)。

5市场分析
　　随着农作物产量和氮、磷肥用量的不断提高，作物从土壤中移走的钾量逐渐增加，而以有机肥、秸秆还田和施用含钾化肥等形式归还土壤的钾量不能补足作物从土壤中的移走量，中国土壤钾素耗竭日趋严重，土壤缺钾面积逐渐扩大。近年来，随着作物产量不断提高，植物从土壤中携走的镁数量不断增加，又因土壤镁素得不到有效补充，植物缺镁现象在各地陆续出现。硫酸钾镁肥可以有效地补充土壤中的钾和镁，加之，中国目前正在大力推广测土配方施肥技术，这将有力地推动配方专用BB肥的发展，对硫酸钾镁肥也是一个利好因素，将面临良好的市场发展机遇[4]。
　　中国是一个钾资源十分缺乏的国家，已探明的钾肥工业储量仅占世界的0．47％，远远不能满足需求，国家每年都要大量进口钾肥。2007年，中国钾肥产量249．6万t(以K20计)，产能已近300万t，表观消费量达到831．3万t，进口量达到597．2万t，自给率仅为30％。硫酸钾镁肥作为绿色环保的新型肥料，将随着中国农业种植经济作物比例的增加成为未来中国钾肥市场的主要产品之一。目前，中国现有钾肥生产企业大部分生产的是氯化钾，国内市场的硫酸钾镁肥主要是进口美国、德国等国家的产品。随着中国企业生产的硫酸钾镁肥产量的增加，国产硫酸钾镁肥在价格方面，与国外同类产品比较具备明显的性价比优势。产品可替代部分进口，满足日益增长的市场需求，弥补供需缺口，也会对转变农业增长方式、促进农业又好又快发展起到重要的作用。
　　目前，中国施用硫酸钾镁肥估计不足20万t/a，近几年仍有少量进口。预计到2010年，国内仅作为化肥施用的硫酸钾镁需求量就将达到60万t/a。由于中国土壤中镁的有效性还有可能进一步降低，所以，镁肥及含镁肥料的应用数量将进一步增加。因此如果只考虑用硫酸钾镁为植物补给镁元素，则到2010年需硫酸钾镁肥的量应为120万t左右。目前青海中信国安年产45万t硫酸钾镁肥项目已稳定运行，到2010年将实现年产硫酸钾镁肥100万t的目标。目前已签订的协议定货量达到了70万t以上，硫酸钾镁肥处于供不应求的状况。在需求快速增长的形势下，公司价格战略也由前期低价铺货促销向品质与价格同步提升转变，产品价格已经由2006年1000元/t涨到目前的1 500元/t，预测2008年年底将提高到2000元/t，市场前景看好。

6发展建议
6．1 规范发展国内硫酸钾镁产业
　　　当前实行的硫酸钾镁肥国家标准为推荐性标准，对众多采用掺混法生产的硫酸钾镁肥企业并未实行有效约束，这导致了硫酸钾镁肥市场出现鱼龙混杂的局面。建议相关部门一方面加大监管力度，抵制假冒伪劣产品。另一方面更应当重视掺混类钾镁肥产品标准缺位带来的严重后果，及早采取有效措施，从根本上堵住这个漏洞，例如推出强制性的相关国家标准。从而规范硫酸钾镁肥的生产与使用，使硫酸钾镁肥行业朝着健康、稳定的方向发展。
6．2加大硫酸钾镁推广应用力度
　　　中国耕地目前约有1／3缺钾，需要大量钾肥，而中国中、微量元素推广应用不平衡，地区差别也很大，一些作物如蔬菜和果树，对于某些中量元素的需要甚至超过了对大量元素的需求。为此，必须迅速采取有效措施加大中、微量元素的推广和应用。硫酸钾镁肥的应用和推广必将对改善土壤环境，促进作物丰产提供重要的保证。由于国产硫酸钾镁资源丰富，生产工艺先进，价格较低，市场潜力大，国产的硫酸钾镁肥可以替代进口的同类产品。今后还应进一步加大硫酸钾镁肥的推广应用力度。同时还要利用中国丰富的盐湖资源和成熟的工艺技术，生产更多的硫酸钾镁肥，除可满足国内市场需求外，还可以出口创汇，参与国际市场的竞争。
6．3 硫酸钾镁用于化肥的二次加工
　　　硫酸钾镁肥一方面可以直接施用，另一方面还将作为复合肥厂和混肥厂的原料，进行二次加工生产配方专用BB肥，具有良好的市场前景。在美国和加拿大使用最多的是用于掺混肥。掺混肥最大的优点之一是，可以根据土壤测试进行混配，从而满足土壤及作物需求。当土壤缺乏硫、镁或作物需要低氯的硫酸根形态的养分或要求盐指数较低时，以掺混肥方式施用或以其他方式直接施用。目前BB肥多以氯化钾为主，不利于忌氯作物的应用，用大颗粒硫酸钾镁肥与氮磷肥掺混加工成BB肥或复混肥，平衡大、中、微量元素养分，有利于土壤养分的平衡。随着中国测土配方施肥技术的推广，BB肥生产工艺的不断改进和提高，将会有更多的农民接受BB肥产品。因此，用硫酸钾镁肥作为复混肥的基础肥料，是化肥市场的需要，也是农业发展的需要，具有一定的推广应用价值。