大量元素液体水溶肥料生产工艺技术概述

王平飞, 何春云

(云南云天化红磷化工有限公司 云南开远 661699)

随着现代农业的发展,规模化种植经济作物已成为一种趋势,对液体肥料的需求量大,但高端大量元素液体水溶肥料的配制对原料溶解度的要求较高。云南云天化红磷化工有限公司于2019年建成投产30 kt/a磷酸二氢钾生产装置,以肥料级磷酸二氢钾产品及其母液为原料,生产具有区域特性的配方型大量元素液体水溶肥料,既提升了产品的价值,又提高了企业的效益。

1 大量元素液体水溶肥料生产工艺及设备

1.1 生产工艺

大量元素液体水溶肥料生产工艺流程见图1。

图1 大量元素液体水溶肥料生产工艺流程

将不同固体或液体原料按一定比例经计量后投加至反应釜(内设搅拌桨、剪切机、高速乳化机)中充分混合,固体原料溶解成为液体肥料半成品,再通过半成品输送泵送至成品储槽待检测。

液体肥料经取样分析检验合格后,通过成品输送泵送至精密过滤器过滤后进入成品包装系统,包装后送入成品仓库堆放。

1.2 生产设备

生产大量元素液体水溶肥料的主要设备包括原料储槽、反应釜、成品储槽、离心泵(半成品输送泵及成品输送泵)、精密过滤器和成品包装系统等,见表1。

表1 生产大量元素液体水溶肥料的主要设备

2 原料

制备大量元素液体水溶肥料的原料包含氮源、磷源、钾源、中微量元素和其他助剂等。

2.1 氮源

氮源是能提供氮素营养的物质,生产高端大量元素液体水溶肥料的常用氮源质量指标见表2。

表2 常用氮源质量指标

2.2 磷源

磷源能提供磷素营养,生产高端大量元素液体水溶肥料的常用磷源质量指标见表3。

表3 常用磷源质量指标

2.3 钾源

钾源能提供钾素营养,生产高端大量元素液体水溶肥料的常用钾源质量指标见表4。

2.4 中微量元素

中微量元素是农作物不可缺少的营养元素,其中中量元素包括钙、镁、硫,微量元素包括铁、锌、硼、锰、铜、钼、氯、镍。生产高端大量元素液体水溶肥料的常用中微量元素质量指标见表5。

表5 常用中微量元素质量指标

2.5 其他助剂

在生产含腐殖酸水溶肥料(大量元素型)时,需添加矿物源黄腐酸钾等其他助剂;在生产高浓度且过饱和液体水溶肥料时,需添加悬浮剂。生产高端大量元素液体水溶肥料的主要助剂质量指标见表6。

表6 主要助剂质量指标

3 配方设计

大量元素液体水溶肥料配方是根据不同土壤、不同作物、不同作物生长期的多年多点试验和大面积示范确定的,大量元素液体水溶肥料(高氮型、悬浮型)和含腐殖酸液体水溶肥料(大量元素型)的配方见表7和表8。

表7 大量元素液体水溶肥料(高氮型、悬浮型)的配方

表8 含腐殖酸液体水溶肥料(大量元素型)的配方

按表7配方生产的大量元素液体水溶肥料(高氮型、悬浮型)中N、P2O5、K2O及中微量元素(镁、铁、硼、锌)质量分数分别为20.02%、7.00%、7.05%、0.17%,密度为1.50 g/mL,1 L肥料中的N、P2O5、K2O及中微量元素(镁、铁、硼、锌)质量分别约为300、105、106、3 g。

按表8配方生产的含腐殖酸液体水溶肥料(大量元素型)中N、P2O5、K2O及腐殖酸质量分数分别为5.48%、4.60%、11.80%、3.25%,密度为1.32 g/mL,1 L肥料中的N、P2O5、K2O及腐殖酸质量分别约为72、61、156、43 g。

4 生产控制技术要点

4.1 常见设备运行故障及排除方法

在设备运行过程中,如出现异常情况,应紧急停机、断电,查明原因并消除故障后,方可开机。常见设备运行故障及排除方法见表9。

表9 常见设备运行故障及排除方法

4.2 常见技术问题及处理方法

大量元素液体水溶肥料在生产中的常见技术问题及处理方法见表10。

表10 常见技术问题及处理方法

5 产品质量指标

大量元素液体水溶肥料的产品质量须符合行业标准《大量元素水溶肥料》(NY/T 1107—2020)的要求,见表11。其中:大量元素含量指总N、P2O5、K2O含量之和,产品应至少包含其中2种大量元素;单一大量元素质量浓度不低于40 g/L;各单一大量元素测定值与标明值负偏差的绝对值应不大于15 g/L;氯离子质量浓度大于300 g/L的产品,应在包装袋上注明“含氯(高氯)”;标识“含氯(高氯)”的产品,氯离子含量可不做检验和判定。

表11 大量元素液体水溶肥料产品质量指标

含腐殖酸液体水溶肥料(大量元素型)的产品质量须符合行业标准《含腐植酸水溶肥料》(NY 1106—2010)的要求,见表12。其中:大量元素含量指总N、P2O5、K2O含量之和,产品应至少包含其中2种大量元素;单一大量元素质量浓度不低于20 g/L;各单一大量元素测定值与标明值负偏差的绝对值应不大于15 g/L。

表12 含腐殖酸液体水溶肥料(大量元素型)产品质量指标

6 结语

大量元素液体水溶肥料是一种速效性肥料,水溶性好、无残渣,可以完全溶解于水中,能被作物的根系和叶面直接吸收利用。大量元素液体水溶肥料的有效吸收率比传统的造粒复合肥的高2～3倍,达到80%～90%,并且肥效快,可满足高产作物快速生长期对营养的需求。液体肥料由于具有速溶、均匀的优点,是灌溉设备施肥的首选肥料,配合滴灌系统需水量仅为普通化肥的30%,施肥作业几乎可以不用人工,大大节约了人力成本。随着人工成本的不断上升,液体肥料由于其即用性、无需搅拌溶解,非常适合现代农业水肥一体化设施施肥,已越来越受土肥专家、农业技术推广专家、农资经销商和用户的喜爱。