大量元素液體水溶肥料生產(chǎn)工藝技術(shù)概述

王平飛, 何春云

(云南云天化紅磷化工有限公司 云南開遠 661699)

隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展,規(guī)模化種植經(jīng)濟作物已成為一種趨勢,對液體肥料的需求量大,但高端大量元素液體水溶肥料的配制對原料溶解度的要求較高。云南云天化紅磷化工有限公司于2019年建成投產(chǎn)30 kt/a磷酸二氫鉀生產(chǎn)裝置,以肥料級磷酸二氫鉀產(chǎn)品及其母液為原料,生產(chǎn)具有區(qū)域特性的配方型大量元素液體水溶肥料,既提升了產(chǎn)品的價值,又提高了企業(yè)的效益。

1 大量元素液體水溶肥料生產(chǎn)工藝及設(shè)備

1.1 生產(chǎn)工藝

大量元素液體水溶肥料生產(chǎn)工藝流程見圖1。

圖1 大量元素液體水溶肥料生產(chǎn)工藝流程

將不同固體或液體原料按一定比例經(jīng)計量后投加至反應(yīng)釜(內(nèi)設(shè)攪拌槳、剪切機、高速乳化機)中充分混合,固體原料溶解成為液體肥料半成品,再通過半成品輸送泵送至成品儲槽待檢測。

液體肥料經(jīng)取樣分析檢驗合格后,通過成品輸送泵送至精密過濾器過濾后進入成品包裝系統(tǒng),包裝后送入成品倉庫堆放。

1.2 生產(chǎn)設(shè)備

生產(chǎn)大量元素液體水溶肥料的主要設(shè)備包括原料儲槽、反應(yīng)釜、成品儲槽、離心泵(半成品輸送泵及成品輸送泵)、精密過濾器和成品包裝系統(tǒng)等,見表1。

表1 生產(chǎn)大量元素液體水溶肥料的主要設(shè)備

2 原料

制備大量元素液體水溶肥料的原料包含氮源、磷源、鉀源、中微量元素和其他助劑等。

2.1 氮源

氮源是能提供氮素營養(yǎng)的物質(zhì),生產(chǎn)高端大量元素液體水溶肥料的常用氮源質(zhì)量指標見表2。

表2 常用氮源質(zhì)量指標

2.2 磷源

磷源能提供磷素營養(yǎng),生產(chǎn)高端大量元素液體水溶肥料的常用磷源質(zhì)量指標見表3。

表3 常用磷源質(zhì)量指標

2.3 鉀源

鉀源能提供鉀素營養(yǎng),生產(chǎn)高端大量元素液體水溶肥料的常用鉀源質(zhì)量指標見表4。

2.4 中微量元素

中微量元素是農(nóng)作物不可缺少的營養(yǎng)元素,其中中量元素包括鈣、鎂、硫,微量元素包括鐵、鋅、硼、錳、銅、鉬、氯、鎳。生產(chǎn)高端大量元素液體水溶肥料的常用中微量元素質(zhì)量指標見表5。

表5 常用中微量元素質(zhì)量指標

2.5 其他助劑

在生產(chǎn)含腐殖酸水溶肥料(大量元素型)時,需添加礦物源黃腐酸鉀等其他助劑;在生產(chǎn)高濃度且過飽和液體水溶肥料時,需添加懸浮劑。生產(chǎn)高端大量元素液體水溶肥料的主要助劑質(zhì)量指標見表6。

表6 主要助劑質(zhì)量指標

3 配方設(shè)計

大量元素液體水溶肥料配方是根據(jù)不同土壤、不同作物、不同作物生長期的多年多點試驗和大面積示范確定的,大量元素液體水溶肥料(高氮型、懸浮型)和含腐殖酸液體水溶肥料(大量元素型)的配方見表7和表8。

表7 大量元素液體水溶肥料(高氮型、懸浮型)的配方

表8 含腐殖酸液體水溶肥料(大量元素型)的配方

按表7配方生產(chǎn)的大量元素液體水溶肥料(高氮型、懸浮型)中N、P2O5、K2O及中微量元素(鎂、鐵、硼、鋅)質(zhì)量分數(shù)分別為20.02%、7.00%、7.05%、0.17%,密度為1.50 g/mL,1 L肥料中的N、P2O5、K2O及中微量元素(鎂、鐵、硼、鋅)質(zhì)量分別約為300、105、106、3 g。

按表8配方生產(chǎn)的含腐殖酸液體水溶肥料(大量元素型)中N、P2O5、K2O及腐殖酸質(zhì)量分數(shù)分別為5.48%、4.60%、11.80%、3.25%,密度為1.32 g/mL,1 L肥料中的N、P2O5、K2O及腐殖酸質(zhì)量分別約為72、61、156、43 g。

4 生產(chǎn)控制技術(shù)要點

4.1 常見設(shè)備運行故障及排除方法

在設(shè)備運行過程中,如出現(xiàn)異常情況,應(yīng)緊急停機、斷電,查明原因并消除故障后,方可開機。常見設(shè)備運行故障及排除方法見表9。

表9 常見設(shè)備運行故障及排除方法

4.2 常見技術(shù)問題及處理方法

大量元素液體水溶肥料在生產(chǎn)中的常見技術(shù)問題及處理方法見表10。

表10 常見技術(shù)問題及處理方法

5 產(chǎn)品質(zhì)量指標

大量元素液體水溶肥料的產(chǎn)品質(zhì)量須符合行業(yè)標準《大量元素水溶肥料》(NY/T 1107—2020)的要求,見表11。其中:大量元素含量指總N、P2O5、K2O含量之和,產(chǎn)品應(yīng)至少包含其中2種大量元素;單一大量元素質(zhì)量濃度不低于40 g/L;各單一大量元素測定值與標明值負偏差的絕對值應(yīng)不大于15 g/L;氯離子質(zhì)量濃度大于300 g/L的產(chǎn)品,應(yīng)在包裝袋上注明“含氯(高氯)”;標識“含氯(高氯)”的產(chǎn)品,氯離子含量可不做檢驗和判定。

表11 大量元素液體水溶肥料產(chǎn)品質(zhì)量指標

含腐殖酸液體水溶肥料(大量元素型)的產(chǎn)品質(zhì)量須符合行業(yè)標準《含腐植酸水溶肥料》(NY 1106—2010)的要求,見表12。其中:大量元素含量指總N、P2O5、K2O含量之和,產(chǎn)品應(yīng)至少包含其中2種大量元素;單一大量元素質(zhì)量濃度不低于20 g/L;各單一大量元素測定值與標明值負偏差的絕對值應(yīng)不大于15 g/L。

表12 含腐殖酸液體水溶肥料(大量元素型)產(chǎn)品質(zhì)量指標

6 結(jié)語

大量元素液體水溶肥料是一種速效性肥料,水溶性好、無殘渣,可以完全溶解于水中,能被作物的根系和葉面直接吸收利用。大量元素液體水溶肥料的有效吸收率比傳統(tǒng)的造粒復合肥的高2～3倍,達到80%～90%,并且肥效快,可滿足高產(chǎn)作物快速生長期對營養(yǎng)的需求。液體肥料由于具有速溶、均勻的優(yōu)點,是灌溉設(shè)備施肥的首選肥料,配合滴灌系統(tǒng)需水量僅為普通化肥的30%,施肥作業(yè)幾乎可以不用人工,大大節(jié)約了人力成本。隨著人工成本的不斷上升,液體肥料由于其即用性、無需攪拌溶解,非常適合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)水肥一體化設(shè)施施肥,已越來越受土肥專家、農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣專家、農(nóng)資經(jīng)銷商和用戶的喜愛。