酸性肥料開發可行性分析

王洪富，高進華，袁桂萍，張廣忠，徐勤政

（1.史丹利農業集團股份有限公司，山東 臨沂 276700；2.臨沂市測土配方（企業）重點實驗室，山東臨沂 276700；3.臨沂市技師學院，山東臨沂 276002）

堿性土壤中含有過多的可溶性鹽類，土壤溶液濃度增大，造成作物吸收水分困難，引起植物生理干旱；可溶性鹽聚集表土會對作物胚軸造成傷害，而且土壤堿性增強會減少作物對鉀、磷和其他營養元素的吸收從而影響其生長。堿性土壤改良主要是采用農業、水利工程、物理化學及生物技術等綜合措施［1］。用過磷酸鈣、石膏和硫酸亞鐵改良堿性土壤［2］會使土壤溶液中可溶性鈉離子增加，改良效果較難達到預期。本研究開發一種pH值為3 ～4的酸性肥料，在施肥的同時改善土壤堿性，省時省工，效果顯著。

1 肥料的制備

1.1 原料和設備

尿素，w（N）46.2%，山東華魯恒升化工股份有限公司；磷酸一銨（MAP），w（P2O5+N）55%，四川新洋豐肥業有限公司；磷酸一銨，w（P2O5+N）60%，四川新洋豐肥業有限公司；硫酸鉀，自產；黏土，臨沭縣天發黏土經營部；硫酸，臨沭縣宏達化工貿易有限公司；磷酸，天津市科密歐化學試劑有限公司；磷酸脲，什邡長豐化工有限公司；草酸，山東佳茵化工有限公司；檸檬酸，河南弘毅化工產品有限公司。

磁力加熱攪拌器，79-1，金壇市杰瑞爾電器有限公司；pH計，上海儀電科學儀器股份有限公司。

1.2 實驗過程

固體原料粉碎至全部過0.250 mm（60目）篩，按照配方稱量后在粉碎機內混合1 min。取1 g溶于250 mL水中，攪拌10 min，靜置30 min，測量pH。

2 實驗結果分析

2.1 各原料對肥料pH的影響

硫基平衡肥以尿素、55%磷酸一銨、60%磷酸一銨、硫酸鉀和黏土為原料，調整原料比例，驗證各原料對肥料pH的影響規律。尿素對肥料pH影響配方設計見表1，其他原料（55%磷酸一銨、60%磷酸一銨、硫酸鉀和黏土）對肥料pH 影響的配方設計可參照表1。各原料對肥料pH的影響見圖1。

表1 尿素對肥料pH影響配方設計 %

圖1 不同原料添加比例對肥料pH的影響

從圖1中可以看出，黏土對肥料的pH影響較大，添加量越多，pH值越高；磷酸一銨和硫酸鉀對肥料pH影響較小，添加量越多，pH越小；尿素對肥料pH影響最小。單純調整原料占比無法制備pH 3～4的酸性肥料。

2.2 酸性原料對硫基平衡肥pH的影響

以硫基平衡肥為基礎，添加不同比例酸性原料，驗證各酸性原料對肥料pH的影響，結果見圖2。

圖2 不同酸性原料添加比例對肥料pH的影響

由圖2可知，不同酸性原料對肥料pH影響差異較大，最大為硫酸，添加量6%時pH 3.88，添加量10%時pH 2.94；其次為鹽酸，添加量8%時pH 3.98，添加量14%時pH 3.18；其他依次為磷酸、草酸、磷酸脲和檸檬酸，需較大添加量才能達到pH 3 ～4。

2.3 添加酸性原料價格核算

硫基平衡肥pH為3、4時酸性原料添加量及增加成本見表2。

表2 肥料pH為3、4時酸性原料添加量及增加成本

從表2中可知，使用鹽酸不增加成本，硫酸成本增加60 ～100 元/t；磷酸、草酸、磷酸脲及檸檬酸成本增加200元/t以上，無經濟效益。因此選用鹽酸和硫酸調節肥料pH。

為降低成本，氯基肥料多用鹽酸調節pH，硫基肥料可選擇鹽酸和硫酸搭配使用。

3 酸性肥料生產工藝選擇

目前史丹利農業集團股份有限公司肥料生產擁有高塔、滾筒、氨酸氨化［3-4］、噴漿及雙氨化工藝生產線，由于生產用到硫酸、鹽酸等強酸性原料可選擇氨酸氨化、噴漿及雙氨化生產線生產酸性肥料，無須其他設備技改。含氯肥料產品鹽酸使用比例可高一些；硫基肥料根據國標［5］規定（w（Cl）≤3.0%），鹽酸最大添加量為4.7%，一般添加3.0%。

4 結論

采用氨酸氨化、噴漿及雙氨化工藝，公司副產品鹽酸和硫酸搭配使用，生產pH 3 ～4 的酸性肥料，技術穩定可靠。施用酸性肥料，既能為作物提供所需營養，又能改良鹽漬土，省工省時，同時消耗副產品鹽酸，節能降耗。