本書圍繞全球磷資源開采壽命有多久？如何永續(xù)利用全球磷資源？這一熱點問題展開，系統分析了地球磷的來源及賦存形態(tài)、地球磷資源的形成及流向，梳理和總結了中國磷礦開采、磷化工生產、磷肥產品生產及磷肥農業(yè)使用過程的經驗及存在問題，論述了肥料領域顛覆性創(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，既是一部反映我國磷資源來龍去脈的著作，也是一部啟迪青年創(chuàng)新能力的讀本。
本書可供涉磷企業(yè)及決策機構、行業(yè)協會、大中型肥料企業(yè)技術人員閱讀，也可供大專院校肥料等相關專業(yè)師生參考。
1.本書為首部關于磷資源與肥料領域的智庫研究報告；
2.本書以在參考文獻情報的基礎上，首次系統分析了地球磷的來源及賦存形態(tài)、地球磷資源的形成及流向，梳理和總結了中國磷礦開采、磷化工生產、磷肥產品生產及磷肥農業(yè)使用過程的經驗及存在問題，論述了肥料領域顛覆性創(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。
3.本書非常適合涉磷企業(yè)及決策機構、行業(yè)協會、大中型肥料企業(yè)技術人員閱讀，也可供大專院校肥料等相關專業(yè)師生參考
本書是一本特殊的出版物。它作為鄭州大學-云天化-富誼聯面對全球的肥料智庫富地研究所（Fertilizer Development Institute）的第一本智庫研究報告，由我國化工領域專業(yè)科技出版社化學工業(yè)出版社公開出版發(fā)行，這是一次新的嘗試。本書的風格、內容都與一般的科技圖書有所不同。
智庫（Think tank）也稱思想庫。智庫集中一群智者就某一專題為決策者提供科學、客觀、公正而全面的決策建議。智庫的英文名稱也可譯為思想坦克，美國知名智庫蘭德公司（RAND Construction Company，RAND是Research And Development研究與開發(fā)的縮寫）是美國最重要的以軍事為主的綜合性戰(zhàn)略研究機構。公司性質是非營利的民辦研究機構，它雖然是一家民營公司，但它注冊的經營范圍卻涉及政治、軍事、經濟、科技和社會。美國蘭德公司確實是一輛巨大的思想坦克。自1948年成立以來，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的政治、經濟、軍事和外交等一系列重大事務的決策。蘭德公司成功地預測了中美建交和德國統一，也對中國21世紀的空軍中國的汽車工業(yè)日本的高科技俄羅斯的核力量數字化戰(zhàn)場上美國快速反應部隊等重大課題形成過研究報告。
富地研究所（Fertilizer Development Institute）是專注研究全球肥料領域的智庫，為關系到全球糧食安全、合理利用資源、人類健康的肥料問題提供宏觀決策支持性質的建議。智庫的使命是為政府、協會、企業(yè)的決策者和執(zhí)行者提供建議；它不是純粹的學術探討，而是將學術探討中得出的結論，轉化為有可操作性的建議；智庫不是咨詢公司，它既解決當前應急的課題，但更重要的是開展長期的戰(zhàn)略研究。智庫肩負著如此重大的使命！為完成本研究報告，我們系統收集和整理了181篇參考文獻，其中，中文135篇，英文和日文46篇；涉及92家國內外高校、企業(yè)，其中，國內59個、國外33個；涉及國內外與研究報告相關的專家110人，其中國內87位，國外23位。他們大多是在所涉領域做出了貢獻的人物。本研究報告力求能提供科學、宏觀、全面的決策建議，這與一般專著的風格不同。
本智庫研究報告選擇一個國家熱點問題全球磷資源開采壽命有多久？如何永續(xù)利用全球磷資源？（提出問題）；分析地球磷來自何方？地殼中有多少磷？地球磷資源流向何方？（分析地球磷的來龍去脈）；介紹中國磷礦開采過程、磷化工生產過程、磷肥產品生產過程、磷肥農業(yè)使用過程的經驗及存在的問題。分析磷在社會性消費流程中的效率，指出解決問題的途徑（解決問題、提出建議）。通常，智庫研究報告通過提出問題、分析問題和解決問題，濃縮為一兩萬字的研究報告，提供給決策方參考。但為了完成研究報告需要10~20倍篇幅的基礎資料作為背景材料，這些背景材料構成了本書的主要內容。
本研究報告的構成為：智庫研究報告中文本、英文本，作為背景資料的專著，共計12章。第1章：地球磷來自何方？介紹宇宙的發(fā)生與發(fā)展，屬于天文知識。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。第5章：中國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)新科學工作者應該上知天，下知地，更應知人間。這樣有助于更深層次認識自己的研究領域，并可能誘發(fā)出相關研究領域的顛覆性創(chuàng)新。第11章：肥料領域顛覆性創(chuàng)新理論。第12章：肥料跨界融合創(chuàng)新，為肥料領域各級決策者提供更新的創(chuàng)新觀念。對于肥料企業(yè)，相關高校和設計研究機構有大批的中青年技術骨干，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)新素質是當前相關企業(yè)、高校、設計研究部門的迫切任務。
當今，科學技術日新月異，創(chuàng)新發(fā)明層出不窮。決策者除需掌握科學的決策方法，從決策者個人的經驗決策到委托專業(yè)人士進行可行性研究（也稱孤立決策），委托專職機構進行系統決策（宏觀、微觀決策支持系統決策）外，還必須緊跟時代發(fā)展步伐，更新創(chuàng)新觀念。2015年的創(chuàng)新觀念強調顛覆性創(chuàng)新；2017年強調引領性創(chuàng)新；2018年強調跨界融合創(chuàng)新。這種快速變化，絕不是炒概念，而是我們科技進步快速發(fā)展的要求。正因為我國科技隊伍的萬馬奔騰，促使我國科技口號日新月異。
本書得到了國家十三五重點研發(fā)計劃作物專用高效復混肥料的研制與產業(yè)化（2016YFD0200401）課題的資助，特此致謝！
本書非常適合全球涉磷企業(yè)、行業(yè)協會、國內涉磷決策機構及企業(yè)、大中型肥料企業(yè)技術人員及高校師生參考，在幫助企業(yè)通過顛覆性技術創(chuàng)新、跨界融合創(chuàng)新，走出困境的同時，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
徐秀成，鄭州大學化工與能源學院，教授，我國肥料領域知名學者，一直致力于我國化學肥料教學、研究、開發(fā)、產業(yè)化、情報服務、國際交流與國際培訓工作。1957年畢業(yè)于天津大學化工系無機物工學專業(yè)，后留校任教。1959年3月集體支持河南高校事業(yè)，由天津大學調入新成立的河南化工學院，后歷經院系調整，鄭州工學院鄭州工業(yè)大學鄭州大學化工與能源學院，2001年9月退休。歷任教研室主任、系主任、院學術委員會副主任、《磷肥與復肥》主編等職。
智庫磷研究報告001
The Think Tank Report on Phosphorus012
緒論030
第1章地球磷來自何方/033
1.1宇宙大爆炸033
1.2宇宙的前世今生033
1.2.1宇宙未來的4種推測034
1.2.2宇宙前世的4種推測034
1.2.3宇宙同源035
1.3磷素的來源037
參考文獻039
第2章地殼中磷的賦存狀態(tài)/041
2.1地球基本知識041
2.2磷在地殼中的分布045
參考文獻046
第3章地球磷資源的形成/048
3.1磷質來源048
3.2磷礦資源基本知識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磷礦開采量052
3.3.4磷礦資源品位053
3.4世界磷礦開采壽命預測054
參考文獻055
第4章地球中的磷流向何方？/056
4.1地球磷循環(huán)的基本過程056
4.2地球陸地和水生生態(tài)系統的磷流量058
4.3全球磷資源的流向059
參考文獻063
第5章中國磷資源及其流向/064
5.1中國磷資源的成因064
5.2中國磷資源儲量065
5.3中國磷資源在食物鏈中的流動066
5.4中國磷礦可開采多久？069
參考文獻071
第6章磷礦開采過程/073
6.1磷礦開采073
6.1.1磷礦開采方式073
6.1.2中國磷礦主要開采技術與特點075
6.2磷礦選礦技術077
6.2.1選礦工藝078
6.2.2選礦藥劑080
6.2.3選礦設備081
6.2.4選礦尾礦082
6.2.5選礦損失083
6.3中國磷礦開發(fā)利用的主要特點084
6.4在磷礦開采方面中國開展的幾項工作085
6.4.1全國磷資源開發(fā)系統研究085
6.4.2中國科學院學部咨詢評議項目《我國磷科技發(fā)展關鍵問題與對策》086
6.4.3鄭州工學院、鄭州大學開展的工作088
參考文獻088
第7章磷化工產品生產過程/090
7.1磷的理化性質090
7.2磷化工產品091
7.3黃磷生產基本知識092
7.3.1黃磷生產方法092
7.3.2黃磷生產赤磷、黑磷092
7.3.3黃磷生產有機磷化物093
7.3.4黃磷生產熱法磷酸094
7.4黃磷生產現狀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)級磷酸鹽產品099
7.6.1三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉099
7.6.2電子級磷酸、食品級磷酸100
7.6.3工業(yè)級磷酸一銨、磷酸二氫鉀100
7.7世界磷化工行業(yè)發(fā)展特點101
7.8中國磷化工行業(yè)發(fā)展特點101
參考文獻102
第8章磷肥產品生產過程/103
8.1濕法磷酸104
8.1.1濕法磷酸生產的基本原理104
8.1.2濕法磷酸生產方法105
8.1.3中國五環(huán)工程有限公司在濕法磷酸建設工程中取得的卓越成績107
8.1.4濕法磷酸凈化112
8.2磷酸銨類肥料114
8.2.1磷酸銨類肥料基本知識114
8.2.2磷酸一銨（四川大學研究成果）114
8.2.3磷酸二銨118
8.3過磷酸鈣120
8.3.1普鈣、重鈣、富鈣與半鈣120
8.3.2普鈣生產工藝流程121
8.4重過磷酸鈣124
8.4.1重鈣生產的基本原理124
8.4.2重鈣生產對原料的要求125
8.4.3重鈣生產工藝流程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硝酸磷肥與其他產品的比較135
8.6鈣鎂磷肥136
8.6.1鈣鎂磷肥基本知識136
8.6.2中國創(chuàng)新：鈣鎂磷肥 玻璃結構因子配料方法138
8.7脲硫酸復肥143
8.7.1脲硫酸復肥工藝的開發(fā)143
8.7.2脲硫酸復肥工藝原理144
8.7.3脲硫酸功能性復肥的工藝路線及特點145
8.7.4脲硫酸復肥的應用效果146
8.7.5磷銨廠、過磷酸鈣廠新增功能性脲硫酸復肥裝置的經濟分析146
8.8無機材料反應成膜緩釋復合肥料147
8.8.1包裹肥料的概念與范疇147
8.8.2包裹肥料的國內外研究進展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152
8.8.5包裹肥料施用技術153
8.8.6包裹肥料施用效果154
8.8.7無機包裹型緩釋復合肥料的節(jié)能減排效果157
8.8.8標準與檢測158
8.9飼料級磷酸鹽158
8.9.1飼料級磷酸氫鈣基本知識158
8.9.2飼料級磷酸三鈣（TCP）技術159
8.10磷肥生產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中國磷肥行業(yè)發(fā)展概況及未來發(fā)展方向164
8.11.1磷肥行業(yè)發(fā)展歷程164
8.11.2產業(yè)集中度與產能分布168
8.11.3磷肥行業(yè)主要產品發(fā)展概況169
8.12磷肥工業(yè)發(fā)展172
8.132016年磷復肥行業(yè)運行特點175
8.14磷肥行業(yè)未來發(fā)展方向176
8.15中國磷復肥工業(yè)協會177
8.16《磷肥與復肥》雜志178
參考文獻179
第9章磷肥農業(yè)使用過程/181
9.1磷在肥料領域的作用與特點181
9.1.1磷的作用181
9.1.2作物缺磷表現出的癥狀182
9.2磷肥消費量基本狀況184
9.3中國磷資源消耗和環(huán)境影響187
9.4中國施肥合理的標準188
9.4.1養(yǎng)分平衡法188
9.4.2磷肥過量、合理與不足190
9.4.3磷合理施用與產量的關系192
參考文獻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儲量的使用壽命？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-結晶法磷回收工藝204
10.5磷肥生產領域，中國磷資源永續(xù)利用新模式205
10.5.1鄭州大學-云天化-富誼聯磷資源永續(xù)利用新模式205
10.5.2金正大生態(tài)工程集團股份有限公司磷化工清潔生產技術體系208
10.6農學、化學、化工多學科聯合，探討中國磷礦資源危機及緩解對策210
10.6.1調整磷肥產品結構，合理利用中國的磷礦資源211
10.6.2磷資源循環(huán)利用211
10.6.3建立科學施磷制度213
參考文獻216
第11章肥料領域顛覆性創(chuàng)新理論/218
11.1未來農業(yè)發(fā)展方向218
11.1.1精準農業(yè)218
11.1.2機器人與城市農業(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藍色經濟224
11.2中國農業(yè)現狀225
11.3肥料領域顛覆性創(chuàng)新理論228
11.3.1肥料領域顛覆性創(chuàng)新理論由來228
11.3.2肥料領域的概念創(chuàng)新229
11.3.3宇宙同源230
參考文獻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植物生長的氣237
12.2.1氣的認識237
12.2.2氣血共振的奧秘237
12.2.3農用低溫等離子體238
12.3植物生長的血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生物刺激素精細化學品的發(fā)展現狀245
12.5增強作物光合作用的氣灌系統246
12.5.1氣灌的作用246
12.5.2氣灌系統組成247
12.6利用微生物全面提升農產品質量和食品安全水平247
12.6.1微生物247
12.6.2國內外微生物的研究與發(fā)展動向249
12.6.3生物肥料在全球作物生產中的應用251
12.7基于分子生物學的精準供應最低量全面營養(yǎng)的均衡施肥256
12.8納米、亞微米材料農用257
12.8.1納米材料的特性257
12.8.2納米材料的農業(yè)應用258
參考文獻262
附錄/263
附表1不同數據來源的中國與世界磷肥消費量年際變化263
附表2單位籽粒需氮量指標265
附表3單位產量磷和鉀吸收量265
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