酸性肥料开发可行性分析

王洪富，高进华，袁桂萍，张广忠，徐勤政

（1.史丹利农业集团股份有限公司，山东 临沂 276700；2.临沂市测土配方（企业）重点实验室，山东临沂 276700；3.临沂市技师学院，山东临沂 276002）

碱性土壤中含有过多的可溶性盐类，土壤溶液浓度增大，造成作物吸收水分困难，引起植物生理干旱；可溶性盐聚集表土会对作物胚轴造成伤害，而且土壤碱性增强会减少作物对钾、磷和其他营养元素的吸收从而影响其生长。碱性土壤改良主要是采用农业、水利工程、物理化学及生物技术等综合措施［1］。用过磷酸钙、石膏和硫酸亚铁改良碱性土壤［2］会使土壤溶液中可溶性钠离子增加，改良效果较难达到预期。本研究开发一种pH值为3 ～4的酸性肥料，在施肥的同时改善土壤碱性，省时省工，效果显著。

1 肥料的制备

1.1 原料和设备

尿素，w（N）46.2%，山东华鲁恒升化工股份有限公司；磷酸一铵（MAP），w（P2O5+N）55%，四川新洋丰肥业有限公司；磷酸一铵，w（P2O5+N）60%，四川新洋丰肥业有限公司；硫酸钾，自产；黏土，临沭县天发黏土经营部；硫酸，临沭县宏达化工贸易有限公司；磷酸，天津市科密欧化学试剂有限公司；磷酸脲，什邡长丰化工有限公司；草酸，山东佳茵化工有限公司；柠檬酸，河南弘毅化工产品有限公司。

磁力加热搅拌器，79-1，金坛市杰瑞尔电器有限公司；pH计，上海仪电科学仪器股份有限公司。

1.2 实验过程

固体原料粉碎至全部过0.250 mm（60目）筛，按照配方称量后在粉碎机内混合1 min。取1 g溶于250 mL水中，搅拌10 min，静置30 min，测量pH。

2 实验结果分析

2.1 各原料对肥料pH的影响

硫基平衡肥以尿素、55%磷酸一铵、60%磷酸一铵、硫酸钾和黏土为原料，调整原料比例，验证各原料对肥料pH的影响规律。尿素对肥料pH影响配方设计见表1，其他原料（55%磷酸一铵、60%磷酸一铵、硫酸钾和黏土）对肥料pH 影响的配方设计可参照表1。各原料对肥料pH的影响见图1。

表1 尿素对肥料pH影响配方设计 %

图1 不同原料添加比例对肥料pH的影响

从图1中可以看出，黏土对肥料的pH影响较大，添加量越多，pH值越高；磷酸一铵和硫酸钾对肥料pH影响较小，添加量越多，pH越小；尿素对肥料pH影响最小。单纯调整原料占比无法制备pH 3～4的酸性肥料。

2.2 酸性原料对硫基平衡肥pH的影响

以硫基平衡肥为基础，添加不同比例酸性原料，验证各酸性原料对肥料pH的影响，结果见图2。

图2 不同酸性原料添加比例对肥料pH的影响

由图2可知，不同酸性原料对肥料pH影响差异较大，最大为硫酸，添加量6%时pH 3.88，添加量10%时pH 2.94；其次为盐酸，添加量8%时pH 3.98，添加量14%时pH 3.18；其他依次为磷酸、草酸、磷酸脲和柠檬酸，需较大添加量才能达到pH 3 ～4。

2.3 添加酸性原料价格核算

硫基平衡肥pH为3、4时酸性原料添加量及增加成本见表2。

表2 肥料pH为3、4时酸性原料添加量及增加成本

从表2中可知，使用盐酸不增加成本，硫酸成本增加60 ～100 元/t；磷酸、草酸、磷酸脲及柠檬酸成本增加200元/t以上，无经济效益。因此选用盐酸和硫酸调节肥料pH。

为降低成本，氯基肥料多用盐酸调节pH，硫基肥料可选择盐酸和硫酸搭配使用。

3 酸性肥料生产工艺选择

目前史丹利农业集团股份有限公司肥料生产拥有高塔、滚筒、氨酸氨化［3-4］、喷浆及双氨化工艺生产线，由于生产用到硫酸、盐酸等强酸性原料可选择氨酸氨化、喷浆及双氨化生产线生产酸性肥料，无须其他设备技改。含氯肥料产品盐酸使用比例可高一些；硫基肥料根据国标［5］规定（w（Cl）≤3.0%），盐酸最大添加量为4.7%，一般添加3.0%。

4 结论

采用氨酸氨化、喷浆及双氨化工艺，公司副产品盐酸和硫酸搭配使用，生产pH 3 ～4 的酸性肥料，技术稳定可靠。施用酸性肥料，既能为作物提供所需营养，又能改良盐渍土，省工省时，同时消耗副产品盐酸，节能降耗。