曾 銳，葉坤國，王 剛，彭 晨

(湖北新洋豐肥業(yè)股份有限公司 湖北荊門 448000)

0 前言

全水溶性肥料的施用方法十分簡便，能以噴灌、滴灌等方式隨灌溉水進行施用，既節(jié)約了水資源和肥料，又節(jié)省了勞動力，而且施肥極為均勻。隨著我國農(nóng)業(yè)施肥技術水平的不斷提升，市場對水溶性肥料的要求也越來越高，目前國產(chǎn)水溶性顆粒硝硫基復合肥與進口產(chǎn)品(如雅冉、中挪等)的市場競爭越來越激烈，而生產(chǎn)出具有市場競爭力的水溶性顆粒硝硫基復合肥必須解決以下幾個問題。

1 原料的適應性問題

以荊門新洋豐中磷肥業(yè)有限公司(以下簡稱新洋豐中磷公司)15- 15- 15硝硫基復合肥為例，其生產(chǎn)所用的原料為硝酸銨、工業(yè)磷酸一銨、磷酸氫二鉀、氯化鉀、硫酸鉀、微量元素等，各原料的總養(yǎng)分如表1所示。為保證生產(chǎn)的連續(xù)性和產(chǎn)品的水溶性，對所使用的工業(yè)磷酸一銨和硫酸鉀的指標提出了明確的要求[1- 2]：工業(yè)磷酸一銨150m(100目)通過率≥40%(質(zhì)量分數(shù)，下同)，>880m(18目)通過率<1%，pH(1∶100)為3.5～5.5，水不溶物質(zhì)量分數(shù)(1∶250)≤0.2%；硫酸鉀150m(100目)通過率≥40%，>880m(18目)通過率<1%，含游離硫酸根質(zhì)量分數(shù)≤1.5%，水不溶物質(zhì)量分數(shù)(1∶250)≤0.5%。其他原料要求使用優(yōu)級品。

表1 原料總養(yǎng)分

1.1 磷酸一銨的選用

采用工業(yè)磷酸一銨代替普通磷酸一銨的目的是為了提高產(chǎn)品的水溶性，減少產(chǎn)品溶水后的殘渣量。磷酸一銨的pH≤3.5或≥5.5時，造粒塔結疤率顯著升高，且制得的水溶性顆粒硝硫基復合肥不光滑，呈瓣狀較多。由于磷酸一銨的pH是影響高塔熔體造粒裝置結疤率的關鍵因素，故選用pH在3.5～5.5的工業(yè)磷酸一銨[3]。

規(guī)定磷酸一銨和硫酸鉀的細度是為保證產(chǎn)品生產(chǎn)的連續(xù)性。若要求的物料太細，會增大破碎難度，功耗增加，同時密封困難，導致粉塵飛揚；若要求的物料太粗，容易堵塞造粒噴頭孔眼，且扁平球狀產(chǎn)品較多[4- 6]。

1.2 硫酸鉀的選用

目前，國內(nèi)高塔硝硫基復合肥料生產(chǎn)常用的硫酸鉀主要采用鹵水法、曼海姆法和復分解法生產(chǎn)，其中曼海姆法生產(chǎn)的硫酸鉀水不溶物含量低、白度值高，是用于生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的水溶性復合肥料的理想原料[7]。

2 產(chǎn)品結塊問題

顆粒水溶肥料的結塊問題一直是生產(chǎn)中的難點和市場最為關注的問題之一。影響產(chǎn)品結塊的因素很多，主要是產(chǎn)品水分含量和包裝溫度，但近年來隨著原材料品質(zhì)的下降，物料雜質(zhì)含量和pH也成為影響產(chǎn)品結塊的主要因素。要有效解決高塔硝硫基顆粒水溶肥的結塊問題，就必須要求產(chǎn)品含水質(zhì)量分數(shù)≤0.8%，產(chǎn)品包裝溫度≤45 ℃，pH在4.8～6.0[5]。

2.1 產(chǎn)品水分含量對結塊的影響

以新洋豐中磷公司15- 15- 15硝硫基復合肥為例進行試驗，樣品制作過程模擬高塔造粒工藝，將硝酸銨熔融后與其他原料混合，硝酸銨熔融溫度160～165 ℃，混合時間20 min，室溫20～25 ℃，空氣濕度保持在70%以下，冷卻凝固時間30～40 s。制取的樣品采用塑料自封袋封裝并存放在陰涼干燥處避免陽光直射，對樣品進行檢測和跟蹤，不同水分含量對硝硫基復合肥產(chǎn)品結塊的影響如圖1所示。

圖1 不同水分含量對硝硫基復合肥產(chǎn)品結塊的影響

從圖1可看出，產(chǎn)品中水分含量越高，相同時間內(nèi)的結塊率就越高；在水分含量相同的情況下，隨著存放時間的延長，產(chǎn)品結塊率也會升高。在肥料存放過程中，由于自帶水分以及吸收空氣中的水分，同時由于溫度的不斷變化，肥料顆粒表面會不斷發(fā)生溶解-重結晶過程，加劇產(chǎn)品結塊傾向。而當產(chǎn)品含水質(zhì)量分數(shù)≤0.8%時，存放30 d的結塊率為6%，產(chǎn)品的結塊率能夠滿足市場銷售要求。

2.2 pH對產(chǎn)品結塊的影響

以新洋豐中磷公司15- 15- 15硝硫基復合肥進行小試，通過添加堿性原料(如磷酸氫二鉀、磷酸氫二銨)來調(diào)整產(chǎn)品的pH，驗證其對產(chǎn)品結塊的影響，樣品制作過程同上，試驗結果如表2所示。

從表2可看出，通過調(diào)整pH，產(chǎn)品的結塊性能差異較大，即隨著pH的升高，樣品的結塊率有顯著降低的趨勢，但當pH進一步升高時，樣品結塊率又開始升高。這說明對于含硝基復合肥產(chǎn)品，使用堿性原料調(diào)節(jié)pH在4.8～6.0可有效降低產(chǎn)品結塊發(fā)生的概率。

表2 pH對產(chǎn)品結塊的影響

2.3 防結塊劑的使用問題

防結塊劑在水溶肥系列產(chǎn)品上的應用，既要保證防結塊效果，又要關注肥料溶解后的殘渣量。當前市場上防結塊劑種類繁多，特點、效果各不相同，很多防結塊劑對某種復合肥能起到一定的防結塊作用，但仍然不能完全解決問題；有的防結塊劑在添加過程中存在安全隱患，有的使用效果不理想，有的因用量過大而影響產(chǎn)品的純度和水溶性，有的使用成本過高。通過市場調(diào)研和樣品的收集，對目前各大企業(yè)使用較多的幾種全水溶防結塊劑進行小樣包膜小試，用量為質(zhì)量分數(shù)0.2%(液體)和0.5%(粉體)，樣品按10 g肥料+250 mL水進行溶解，試驗結果如表3所示。

表3 不同防結塊劑防結塊效果及溶解試驗結果

從表3可看出，部分防結塊劑可以達到肥料防結塊的效果，但水不溶物量較大，且漂浮物和懸浮物較多，影響使用；防結塊劑JSTM既達到了防結塊的要求，又能滿足全水溶、無殘渣要求。

3 結語

原料pH和產(chǎn)品水分含量的不同對產(chǎn)品的水溶性和理化性質(zhì)影響較大，必須嚴格控制原料細度和pH、產(chǎn)品水分含量和pH，并選用合適的防結塊劑，才能生產(chǎn)出符合市場要求的全水溶硝硫基復合肥產(chǎn)品。