懸浮態液體肥料生產技術簡析

李建峰，孫文廣，鄭繼亮

新疆心連心能源化工有限公司，新疆昌吉 832205

液體肥料，主要包括清液型液體肥(以下簡稱“清液肥”)，即以含N、P2O5、K2O的水溶性營養成分為溶質溶解于水中成為真溶液；懸浮態液體肥(以下簡稱“懸浮肥”)，即借助于懸浮劑的作用，將超出自身溶解度的水溶性營養成分，以微型固體顆粒的形式懸浮在液體中。以常規品質、溶解度一般的水溶性原料(如尿素、磷酸一銨和氯化鉀)配制的清液肥，養分含量低、運輸成本高，難以做成高附加值產品。采用高品質、溶解度較高的水溶性原料(如UAN、聚磷酸銨、甲酸鉀)制備的高含量清液肥，產品穩定性好，采用小包裝銷售，利潤高。但區別于廣東、廣西等南方市場，新疆種植高利潤作物種類較少，此類產品難以獲得較大市場份額和利潤。采用常規品質水溶性原料，在特定的生產設備處理下，輔以懸浮助劑制成的懸浮肥[2]，養分含量較高且生產成本較低，即可滿足棉花等常規作物全生育期營養需求，又符合種植戶肥料成本預期。同時搭配智能施肥機使用，可實現肥料定時、定量施用，兼具節省人工、提升肥料利用效率的優勢。

1 原料選擇

1.1 氮源

硫酸銨，生理酸性，含N量一般20～20.5%，白色晶體。20℃時，每100g水可溶解70g，為作物生長提供銨態氮(NH4+)。

尿素，白色顆粒，含N量高達46.4%。易吸濕，20℃時，每100g水可溶解100g尿素。施入土壤后，在植物根系分泌的脲酶作用下，逐漸轉變為碳酸銨，并在水中解離為NH4+。

硝酸銨，含N量一般為34～35%，白色或黃色晶體顆粒。20℃時，每100g水可溶解190g，溶于水后解離為銨態氮(NH4+)和硝態氮(NO3-)。一般認為，土壤膠體電荷為負電，NO3-不易被吸附，流動性大，為速效氮肥。部分地區對硝酸銨銷售、生產進行管制，需注意。

UAN，即尿素硝酸銨溶液，為尿素、硝酸銨和水配制而成，市售多為含N量為30%產品。由于原料屬性各不相同，該產品覆蓋速效、緩效氮肥的優點。

1.2 磷源

磷酸一銨，白色晶體或粉狀，工業級產品含量68%、72%，是一種含N、P2O5的原料。20℃時，每100g水可溶解36g，水溶液呈酸性。晶體硬度較大，生產設備處理效果一般。

聚磷酸銨，白色顆粒，含量不等，市售有76%、78%，是一種含N、P2O5的原料。20℃時，每100g水可溶解160g。由于聚磷酸鹽在土壤中逐漸轉化為正磷酸鹽被作物吸收，其自身具備磷肥緩釋的作用。

1.3 鉀源

氯化鉀，白色晶體，K2O含量一般為60%～62%，分為國產和進口兩種。20℃時，每100g水可溶解34g，為化學中性和生理酸性產品。晶體硬度較大，生產設備處理效果一般。

1.4 其他

增稠劑，包括黏土類、黃原膠、阿拉伯樹膠和改性纖維素等。一般采用復配效果好，可節省用量、提升黏度；分散劑和潤濕劑，包括硅表面活性劑、十二烷基硫酸鈉、藻酸、烷基磷酸酯、聚甘油酯和纖維素醚等；微量元素，包括鋅錳硼等，分為離子態與螯合態，后者效果最佳；腐植酸類物質，包括礦源腐植酸和生化黃腐酸，依據實際情況自行添加。

2 生產工藝

通過近幾年的生產探索，制備懸浮肥應注意，在控制成本和保證產品穩定性前提下，應盡量減少硬度較高的原料，采用質地較軟、水溶性較好、易于機械設備處理的原料進行生產，進一步保證產品穩定效果。

2.1 配制懸浮體系

采用具有剪切、乳化功能的機械設備，在劇烈攪動下，添加懸浮材料(增稠劑+分散劑)，使其在水中形成凝膠，不同材料制備黏度和成品添加量各有差異。實際生產中，增稠劑等在水中經設備處理時，容易抱團，導致分散不均勻，不能充分發揮出懸浮效果，應注意設備選型和生產操作，如延長處理時間和緩慢均勻加入懸浮材料。

2.2 原料處理

若使產品穩定懸浮，顆粒必須足夠小。生產過程中配制研磨設備和大型剪切裝置，砂磨機或者膠體磨等，對原料進行處理至微米級，處理時間依據原料選型和設備功率等實際生產情況而定。

2.3 成品分散

將研磨后的原料與懸浮體系充分混合，使原料粒子均勻分散在懸浮體系中，可阻止晶體粒子長大發生沉淀和分層。一般采用大型攪拌分散機和循環泵配合使用。

3 質量控制

在產品存放過程中，會出現晶體粒子逐漸匯聚、長大的現象，小顆粒變成大顆粒，稱之為“熟化”。懸浮體系無法支撐，大顆粒緩慢發生下沉，高含量產品嚴重會發生固液分離的情況。解決該類問題一般需要高品質的分散劑，如水溶性高分子量分散劑和聚合表面活性劑，阻止小粒子之間的作用，使其長期穩定保持原有狀態。

由于原料選擇的不科學，也會發生化學反應產生絮凝、沉淀的現象。如礦源腐植酸和二價金屬離子(一般為微量元素)之間會發生絮凝，導致沉淀出現。此時可考慮生化類腐植酸或者螯合態的微量元素。通過原料的科學配伍，保證產品存放時的穩定性。

脹氣，一般與原料間的反應、pH、尿素用量有關。在做好上述方面的優化后，采用透氣性好的瓶蓋也可防止該問題發生。

4 結語

植棉業在新疆農業產業中的重要性不言而喻，公司近年來開發適用于棉花生長的懸浮肥，覆蓋面積已近6667hm2，種植戶反應肥效良好。正是由于懸浮肥可流動、可計量的特性，搭配智能施肥機使用，可定時、定量、一鍵操作，更加科學合理的制訂作物施肥操作方案，進一步解放了勞動力，這對于推動棉花生產全程機械化和智慧農業的發展具有重要意義。