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本書(shū)圍繞全球磷資源開(kāi)采壽命有多久？如何永續(xù)利用全球磷資源？這一熱點(diǎn)問(wèn)題展開(kāi)，系統(tǒng)分析了地球磷的來(lái)源及賦存形態(tài)、地球磷資源的形成及流向，梳理和總結(jié)了中國(guó)磷礦開(kāi)采、磷化工生產(chǎn)、磷肥產(chǎn)品生產(chǎn)及磷肥農(nóng)業(yè)使用過(guò)程的經(jīng)驗(yàn)及存在問(wèn)題，論述了肥料領(lǐng)域顛覆性創(chuàng)新理論及肥料跨界融合創(chuàng)新理念，并提出了磷資源可持續(xù)發(fā)展利用的新模式，既是一部反映我國(guó)磷資源來(lái)龍去脈的著作，也是一部啟迪青年創(chuàng)新能力的讀本。

本書(shū)可供涉磷企業(yè)及決策機(jī)構(gòu)、行業(yè)協(xié)會(huì)、大中型肥料企業(yè)技術(shù)人員閱讀，也可供大專(zhuān)院校肥料等相關(guān)專(zhuān)業(yè)師生參考。

本書(shū)是一本特殊的出版物。它作為鄭州大學(xué)-云天化-富誼聯(lián)面對(duì)全球的肥料智庫(kù)富地研究所（Fertilizer Development Institute）的第一本智庫(kù)研究報(bào)告，由我國(guó)化工領(lǐng)域?qū)I(yè)科技出版社化學(xué)工業(yè)出版社公開(kāi)出版發(fā)行，這是一次新的嘗試。本書(shū)的風(fēng)格、內(nèi)容都與一般的科技圖書(shū)有所不同。

智庫(kù)（Think tank）也稱(chēng)思想庫(kù)。智庫(kù)集中一群智者就某一專(zhuān)題為決策者提供科學(xué)、客觀、公正而全面的決策建議。智庫(kù)的英文名稱(chēng)也可譯為思想坦克，美國(guó)知名智庫(kù)蘭德公司（RAND Construction Company，RAND是Research And Development研究與開(kāi)發(fā)的縮寫(xiě)）是美國(guó)最重要的以軍事為主的綜合性戰(zhàn)略研究機(jī)構(gòu)。公司性質(zhì)是非營(yíng)利的民辦研究機(jī)構(gòu)，它雖然是一家民營(yíng)公司，但它注冊(cè)的經(jīng)營(yíng)范圍卻涉及政治、軍事、經(jīng)濟(jì)、科技和社會(huì)。美國(guó)蘭德公司確實(shí)是一輛巨大的思想坦克。自1948年成立以來(lái)，先后匯集了800位智者的研究成果，在很大程度上影響和左右著美國(guó)的政治、經(jīng)濟(jì)、軍事和外交等一系列重大事務(wù)的決策。蘭德公司成功地預(yù)測(cè)了中美建交和德國(guó)統(tǒng)一，也對(duì)中國(guó)21世紀(jì)的空軍中國(guó)的汽車(chē)工業(yè)日本的高科技俄羅斯的核力量數(shù)字化戰(zhàn)場(chǎng)上美國(guó)快速反應(yīng)部隊(duì)等重大課題形成過(guò)研究報(bào)告。

富地研究所（Fertilizer Development Institute）是專(zhuān)注研究全球肥料領(lǐng)域的智庫(kù)，為關(guān)系到全球糧食安全、合理利用資源、人類(lèi)健康的肥料問(wèn)題提供宏觀決策支持性質(zhì)的建議。智庫(kù)的使命是為政府、協(xié)會(huì)、企業(yè)的決策者和執(zhí)行者提供建議；它不是純粹的學(xué)術(shù)探討，而是將學(xué)術(shù)探討中得出的結(jié)論，轉(zhuǎn)化為有可操作性的建議；智庫(kù)不是咨詢公司，它既解決當(dāng)前應(yīng)急的課題，但更重要的是開(kāi)展長(zhǎng)期的戰(zhàn)略研究。智庫(kù)肩負(fù)著如此重大的使命！為完成本研究報(bào)告，我們系統(tǒng)收集和整理了181篇參考文獻(xiàn)，其中，中文135篇，英文和日文46篇；涉及92家國(guó)內(nèi)外高校、企業(yè)，其中，國(guó)內(nèi)59個(gè)、國(guó)外33個(gè)；涉及國(guó)內(nèi)外與研究報(bào)告相關(guān)的專(zhuān)家110人，其中國(guó)內(nèi)87位，國(guó)外23位。他們大多是在所涉領(lǐng)域做出了貢獻(xiàn)的人物。本研究報(bào)告力求能提供科學(xué)、宏觀、全面的決策建議，這與一般專(zhuān)著的風(fēng)格不同。

本智庫(kù)研究報(bào)告選擇一個(gè)國(guó)家熱點(diǎn)問(wèn)題全球磷資源開(kāi)采壽命有多久？如何永續(xù)利用全球磷資源？（提出問(wèn)題）；分析地球磷來(lái)自何方？地殼中有多少磷？地球磷資源流向何方？（分析地球磷的來(lái)龍去脈）；介紹中國(guó)磷礦開(kāi)采過(guò)程、磷化工生產(chǎn)過(guò)程、磷肥產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程、磷肥農(nóng)業(yè)使用過(guò)程的經(jīng)驗(yàn)及存在的問(wèn)題。分析磷在社會(huì)性消費(fèi)流程中的效率，指出解決問(wèn)題的途徑（解決問(wèn)題、提出建議）。通常，智庫(kù)研究報(bào)告通過(guò)提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，濃縮為一兩萬(wàn)字的研究報(bào)告，提供給決策方參考。但為了完成研究報(bào)告需要10~20倍篇幅的基礎(chǔ)資料作為背景材料，這些背景材料構(gòu)成了本書(shū)的主要內(nèi)容。

本研究報(bào)告的構(gòu)成為：智庫(kù)研究報(bào)告中文本、英文本，作為背景資料的專(zhuān)著，共計(jì)12章。第1章：地球磷來(lái)自何方？介紹宇宙的發(fā)生與發(fā)展，屬于天文知識(shí)。第2章：地殼中磷的賦存形態(tài)。第3章：地球磷資源的形成。第4章：地球中的磷流向何方，屬于地理知識(shí)。第5章：中國(guó)磷資源及其流向至第10章:如何永續(xù)利用地殼中的磷？為人間狀態(tài)。創(chuàng)新科學(xué)工作者應(yīng)該上知天，下知地，更應(yīng)知人間。這樣有助于更深層次認(rèn)識(shí)自己的研究領(lǐng)域，并可能誘發(fā)出相關(guān)研究領(lǐng)域的顛覆性創(chuàng)新。第11章：肥料領(lǐng)域顛覆性創(chuàng)新理論。第12章：肥料跨界融合創(chuàng)新，為肥料領(lǐng)域各級(jí)決策者提供更新的創(chuàng)新觀念。對(duì)于肥料企業(yè)，相關(guān)高校和設(shè)計(jì)研究機(jī)構(gòu)有大批的中青年技術(shù)骨干，在此創(chuàng)新大潮中，他（她）們發(fā)揮著承上啟下的作用，提高廣大中青年科技人才的創(chuàng)新素質(zhì)是當(dāng)前相關(guān)企業(yè)、高校、設(shè)計(jì)研究部門(mén)的迫切任務(wù)。

當(dāng)今，科學(xué)技術(shù)日新月異，創(chuàng)新發(fā)明層出不窮。決策者除需掌握科學(xué)的決策方法，從決策者個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)決策到委托專(zhuān)業(yè)人士進(jìn)行可行性研究（也稱(chēng)孤立決策），委托專(zhuān)職機(jī)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)決策（宏觀、微觀決策支持系統(tǒng)決策）外，還必須緊跟時(shí)代發(fā)展步伐，更新創(chuàng)新觀念。2015年的創(chuàng)新觀念強(qiáng)調(diào)顛覆性創(chuàng)新；2017年強(qiáng)調(diào)引領(lǐng)性創(chuàng)新；2018年強(qiáng)調(diào)跨界融合創(chuàng)新。這種快速變化，絕不是炒概念，而是我們科技進(jìn)步快速發(fā)展的要求。正因?yàn)槲覈?guó)科技隊(duì)伍的萬(wàn)馬奔騰，促使我國(guó)科技口號(hào)日新月異。

本書(shū)得到了國(guó)家十三五重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃作物專(zhuān)用高效復(fù)混肥料的研制與產(chǎn)業(yè)化（2016YFD0200401）課題的資助，特此致謝！

本書(shū)非常適合全球涉磷企業(yè)、行業(yè)協(xié)會(huì)、國(guó)內(nèi)涉磷決策機(jī)構(gòu)及企業(yè)、大中型肥料企業(yè)技術(shù)人員及高校師生參考，在幫助企業(yè)通過(guò)顛覆性技術(shù)創(chuàng)新、跨界融合創(chuàng)新，走出困境的同時(shí)，為全球磷資源永續(xù)利用提供決策參考。

許秀成侯翠紅

2019年5月

智庫(kù)磷研究報(bào)告001

The Think Tank Report on Phosphorus012

緒論030

第1章地球磷來(lái)自何方/033

1.1宇宙大爆炸033

1.2宇宙的前世今生033

1.2.1宇宙未來(lái)的4種推測(cè)034

1.2.2宇宙前世的4種推測(cè)034

1.2.3宇宙同源035

1.3磷素的來(lái)源037

參考文獻(xiàn)039

第2章地殼中磷的賦存狀態(tài)/041

2.1地球基本知識(shí)041

2.2磷在地殼中的分布045

參考文獻(xiàn)046

第3章地球磷資源的形成/048

3.1磷質(zhì)來(lái)源048

3.2磷礦資源基本知識(shí)049

3.3世界磷礦資源050

3.3.1磷礦資源量050

3.3.2磷礦資源分布051

3.3.3磷礦開(kāi)采量052

3.3.4磷礦資源品位053

3.4世界磷礦開(kāi)采壽命預(yù)測(cè)054

參考文獻(xiàn)055

第4章地球中的磷流向何方？/056

4.1地球磷循環(huán)的基本過(guò)程056

4.2地球陸地和水生生態(tài)系統(tǒng)的磷流量058

4.3全球磷資源的流向059

參考文獻(xiàn)063

第5章中國(guó)磷資源及其流向/064

5.1中國(guó)磷資源的成因064

5.2中國(guó)磷資源儲(chǔ)量065

5.3中國(guó)磷資源在食物鏈中的流動(dòng)066

5.4中國(guó)磷礦可開(kāi)采多久？069

參考文獻(xiàn)071

第6章磷礦開(kāi)采過(guò)程/073

6.1磷礦開(kāi)采073

6.1.1磷礦開(kāi)采方式073

6.1.2中國(guó)磷礦主要開(kāi)采技術(shù)與特點(diǎn)075

6.2磷礦選礦技術(shù)077

6.2.1選礦工藝078

6.2.2選礦藥劑080

6.2.3選礦設(shè)備081

6.2.4選礦尾礦082

6.2.5選礦損失083

6.3中國(guó)磷礦開(kāi)發(fā)利用的主要特點(diǎn)084

6.4在磷礦開(kāi)采方面中國(guó)開(kāi)展的幾項(xiàng)工作085

6.4.1全國(guó)磷資源開(kāi)發(fā)系統(tǒng)研究085

6.4.2中國(guó)科學(xué)院學(xué)部咨詢?cè)u(píng)議項(xiàng)目《我國(guó)磷科技發(fā)展關(guān)鍵問(wèn)題與對(duì)策》086

6.4.3鄭州工學(xué)院、鄭州大學(xué)開(kāi)展的工作088

參考文獻(xiàn)088

第7章磷化工產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程/090

7.1磷的理化性質(zhì)090

7.2磷化工產(chǎn)品091

7.3黃磷生產(chǎn)基本知識(shí)092

7.3.1黃磷生產(chǎn)方法092

7.3.2黃磷生產(chǎn)赤磷、黑磷092

7.3.3黃磷生產(chǎn)有機(jī)磷化物093

7.3.4黃磷生產(chǎn)熱法磷酸094

7.4黃磷生產(chǎn)現(xiàn)狀094

7.5黃磷三廢處理與綜合利用095

7.5.1黃磷尾氣095

7.5.2黃磷廢水098

7.5.3黃磷廢渣098

7.6主要工業(yè)級(jí)磷酸鹽產(chǎn)品099

7.6.1三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉099

7.6.2電子級(jí)磷酸、食品級(jí)磷酸100

7.6.3工業(yè)級(jí)磷酸一銨、磷酸二氫鉀100

7.7世界磷化工行業(yè)發(fā)展特點(diǎn)101

7.8中國(guó)磷化工行業(yè)發(fā)展特點(diǎn)101

參考文獻(xiàn)102

第8章磷肥產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程/103

8.1濕法磷酸104

8.1.1濕法磷酸生產(chǎn)的基本原理104

8.1.2濕法磷酸生產(chǎn)方法105

8.1.3中國(guó)五環(huán)工程有限公司在濕法磷酸建設(shè)工程中取得的卓越成績(jī)107

8.1.4濕法磷酸凈化112

8.2磷酸銨類(lèi)肥料114

8.2.1磷酸銨類(lèi)肥料基本知識(shí)114

8.2.2磷酸一銨（四川大學(xué)研究成果）114

8.2.3磷酸二銨118

8.3過(guò)磷酸鈣120

8.3.1普鈣、重鈣、富鈣與半鈣120

8.3.2普鈣生產(chǎn)工藝流程121

8.4重過(guò)磷酸鈣124

8.4.1重鈣生產(chǎn)的基本原理124

8.4.2重鈣生產(chǎn)對(duì)原料的要求125

8.4.3重鈣生產(chǎn)工藝流程126

8.5硝酸磷肥127

8.5.1硝酸分解磷礦制硝酸磷肥的基本原理127

8.5.2硝酸磷肥生產(chǎn)工藝128

8.5.3硝酸磷肥的肥效134

8.5.4硝酸磷肥與其他產(chǎn)品的比較135

8.6鈣鎂磷肥136

8.6.1鈣鎂磷肥基本知識(shí)136

8.6.2中國(guó)創(chuàng)新：鈣鎂磷肥玻璃結(jié)構(gòu)因子配料方法138

8.7脲硫酸復(fù)肥143

8.7.1脲硫酸復(fù)肥工藝的開(kāi)發(fā)143

8.7.2脲硫酸復(fù)肥工藝原理144

8.7.3脲硫酸功能性復(fù)肥的工藝路線及特點(diǎn)145

8.7.4脲硫酸復(fù)肥的應(yīng)用效果146

8.7.5磷銨廠、過(guò)磷酸鈣廠新增功能性脲硫酸復(fù)肥裝置的經(jīng)濟(jì)分析146

8.8無(wú)機(jī)材料反應(yīng)成膜緩釋復(fù)合肥料147

8.8.1包裹肥料的概念與范疇147

8.8.2包裹肥料的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展149

8.8.3包裹肥料的加工原理與工藝150

8.8.4包裹肥料的特點(diǎn)152

8.8.5包裹肥料施用技術(shù)153

8.8.6包裹肥料施用效果154

8.8.7無(wú)機(jī)包裹型緩釋復(fù)合肥料的節(jié)能減排效果157

8.8.8標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)158

8.9飼料級(jí)磷酸鹽158

8.9.1飼料級(jí)磷酸氫鈣基本知識(shí)158

8.9.2飼料級(jí)磷酸三鈣（TCP）技術(shù)159

8.10磷肥生產(chǎn)三廢處理與回收的基本狀況160

8.10.1磷肥廢氣160

8.10.2磷肥廢水161

8.10.3磷肥廢渣161

8.11中國(guó)磷肥行業(yè)發(fā)展概況及未來(lái)發(fā)展方向164

8.11.1磷肥行業(yè)發(fā)展歷程164

8.11.2產(chǎn)業(yè)集中度與產(chǎn)能分布168

8.11.3磷肥行業(yè)主要產(chǎn)品發(fā)展概況169

8.12磷肥工業(yè)發(fā)展172

8.132016年磷復(fù)肥行業(yè)運(yùn)行特點(diǎn)175

8.14磷肥行業(yè)未來(lái)發(fā)展方向176

8.15中國(guó)磷復(fù)肥工業(yè)協(xié)會(huì)177

8.16《磷肥與復(fù)肥》雜志178

參考文獻(xiàn)179

第9章磷肥農(nóng)業(yè)使用過(guò)程/181

9.1磷在肥料領(lǐng)域的作用與特點(diǎn)181

9.1.1磷的作用181

9.1.2作物缺磷表現(xiàn)出的癥狀182

9.2磷肥消費(fèi)量基本狀況184

9.3中國(guó)磷資源消耗和環(huán)境影響187

9.4中國(guó)施肥合理的標(biāo)準(zhǔn)188

9.4.1養(yǎng)分平衡法188

9.4.2磷肥過(guò)量、合理與不足190

9.4.3磷合理施用與產(chǎn)量的關(guān)系192

參考文獻(xiàn)195

第10章如何永續(xù)利用地殼中的磷？/196

10.1基本狀況196

10.2哪些因素影響磷礦基礎(chǔ)儲(chǔ)量的使用壽命？197

10.3影響磷資源消耗的因素197

10.3.1全球磷資源流動(dòng)模型效率因子197

10.3.2全球磷資源永續(xù)利用敏感性分析200

10.4磷回收的工藝技術(shù)201

10.4.1AirPrex磷回收工藝201

10.4.2Ostara Pearl磷回收工藝202

10.4.3第二代磷回收工藝202

10.4.4生物-結(jié)晶法磷回收工藝204

10.5磷肥生產(chǎn)領(lǐng)域，中國(guó)磷資源永續(xù)利用新模式205

10.5.1鄭州大學(xué)-云天化-富誼聯(lián)磷資源永續(xù)利用新模式205

10.5.2金正大生態(tài)工程集團(tuán)股份有限公司磷化工清潔生產(chǎn)技術(shù)體系208

10.6農(nóng)學(xué)、化學(xué)、化工多學(xué)科聯(lián)合，探討中國(guó)磷礦資源危機(jī)及緩解對(duì)策210

10.6.1調(diào)整磷肥產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，合理利用中國(guó)的磷礦資源211

10.6.2磷資源循環(huán)利用211

10.6.3建立科學(xué)施磷制度213

參考文獻(xiàn)216

第11章肥料領(lǐng)域顛覆性創(chuàng)新理論/218

11.1未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展方向218

11.1.1精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)218

11.1.2機(jī)器人與城市農(nóng)業(yè)221

11.1.3植物工廠221

11.1.4基因工程、基因編輯與基因選擇223

11.1.5藍(lán)色經(jīng)濟(jì)224

11.2中國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀225

11.3肥料領(lǐng)域顛覆性創(chuàng)新理論228

11.3.1肥料領(lǐng)域顛覆性創(chuàng)新理論由來(lái)228

11.3.2肥料領(lǐng)域的概念創(chuàng)新229

11.3.3宇宙同源230

參考文獻(xiàn)235

第12章肥料跨界融合創(chuàng)新/236

12.1肥料研究/發(fā)展方向236

12.2植物生長(zhǎng)的氣237

12.2.1氣的認(rèn)識(shí)237

12.2.2氣血共振的奧秘237

12.2.3農(nóng)用低溫等離子體238

12.3植物生長(zhǎng)的血238

12.3.1緩/控釋肥料238

12.3.2小分子碳241

12.4植物的抗體243

12.4.1植物生物刺激素的概念與定義243

12.4.2生物刺激素精細(xì)化學(xué)品的發(fā)展現(xiàn)狀245

12.5增強(qiáng)作物光合作用的氣灌系統(tǒng)246

12.5.1氣灌的作用246

12.5.2氣灌系統(tǒng)組成247

12.6利用微生物全面提升農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和食品安全水平247

12.6.1微生物247

12.6.2國(guó)內(nèi)外微生物的研究與發(fā)展動(dòng)向249

12.6.3生物肥料在全球作物生產(chǎn)中的應(yīng)用251

12.7基于分子生物學(xué)的精準(zhǔn)供應(yīng)最低量全面營(yíng)養(yǎng)的均衡施肥256

12.8納米、亞微米材料農(nóng)用257

12.8.1納米材料的特性257

12.8.2納米材料的農(nóng)業(yè)應(yīng)用258

參考文獻(xiàn)262

附錄/263

附表1不同數(shù)據(jù)來(lái)源的中國(guó)與世界磷肥消費(fèi)量年際變化263

附表2單位籽粒需氮量指標(biāo)265

附表3單位產(chǎn)量磷和鉀吸收量265

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