大量元素液體水溶肥料生產工藝技術概述

王平飛, 何春云

(云南云天化紅磷化工有限公司 云南開遠 661699)

隨著現代農業的發展,規模化種植經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30 kt/a磷酸二氫鉀生產裝置,以肥料級磷酸二氫鉀產品及其母液為原料,生產具有區域特性的配方型大量元素液體水溶肥料,既提升了產品的價值,又提高了企業的效益。

1 大量元素液體水溶肥料生產工藝及設備

1.1 生產工藝

大量元素液體水溶肥料生產工藝流程見圖1。

圖1 大量元素液體水溶肥料生產工藝流程

將不同固體或液體原料按一定比例經計量后投加至反應釜(內設攪拌槳、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,包裝后送入成品倉庫堆放。

1.2 生產設備

生產大量元素液體水溶肥料的主要設備包括原料儲槽、反應釜、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等,見表1。

表1 生產大量元素液體水溶肥料的主要設備

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的物質,生產高端大量元素液體水溶肥料的常用氮源質量指標見表2。

表2 常用氮源質量指標

2.2 磷源

磷源能提供磷素營養,生產高端大量元素液體水溶肥料的常用磷源質量指標見表3。

表3 常用磷源質量指標

2.3 鉀源

鉀源能提供鉀素營養,生產高端大量元素液體水溶肥料的常用鉀源質量指標見表4。

2.4 中微量元素

中微量元素是農作物不可缺少的營養元素,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。生產高端大量元素液體水溶肥料的常用中微量元素質量指標見表5。

表5 常用中微量元素質量指標

2.5 其他助劑

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

表6 主要助劑質量指標

3 配方設計

大量元素液體水溶肥料配方是根據不同土壤、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)質量分數分別為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)質量分別約為300、105、106、3 g。

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

4 生產控制技術要點

4.1 常見設備運行故障及排除方法

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

表9 常見設備運行故障及排除方法

4.2 常見技術問題及處理方法

大量元素液體水溶肥料在生產中的常見技術問題及處理方法見表10。

表10 常見技術問題及處理方法

5 產品質量指標

大量元素液體水溶肥料的產品質量須符合行業標準《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,產品應至少包含其中2種大量元素;單一大量元素質量濃度不低于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不大于15 g/L;氯離子質量濃度大于300 g/L的產品,應在包裝袋上注明“含氯(高氯)”;標識“含氯(高氯)”的產品,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品質量指標

含腐殖酸液體水溶肥料(大量元素型)的產品質量須符合行業標準《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,產品應至少包含其中2種大量元素;單一大量元素質量濃度不低于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不大于15 g/L。

表12 含腐殖酸液體水溶肥料(大量元素型)產品質量指標

6 結語

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,可滿足高產作物快速生長期對營養的需求。液體肥料由于具有速溶、均勻的優點,是灌溉設備施肥的首選肥料,配合滴灌系統需水量僅為普通化肥的30%,施肥作業幾乎可以不用人工,大大節約了人力成本。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,非常適合現代農業水肥一體化設施施肥,已越來越受土肥專家、農業技術推廣專家、農資經銷商和用戶的喜愛。