劉 陽(yáng)，徐勤政，王 州，王曉龍，解學(xué)仕

（1. 史丹利農(nóng)業(yè)集團(tuán)股份有限公司，山東 臨沭 276700；2. 山東省綠色肥料技術(shù)創(chuàng)新中心，山東 臨沭 276700）

我國(guó)鹽堿荒地和影響耕地的鹽堿地總面積超過(guò)3 333 hm2，嚴(yán)重影響農(nóng)作物的正常生長(zhǎng)。主要表現(xiàn)在：土壤養(yǎng)分有效性低，肥料施入堿性土壤，銨氮易揮發(fā)，磷易被固定；土壤結(jié)構(gòu)被破壞，活性差，pH 高，有機(jī)質(zhì)不足，保水保肥能力差；有益微生物體內(nèi)酶活性降低，難生存［1］。堿性土壤中可溶鹽達(dá)到一定數(shù)量后，會(huì)直接影響農(nóng)作物的發(fā)芽和正常生長(zhǎng)。酸性肥料的施用可實(shí)現(xiàn)補(bǔ)充養(yǎng)分的同時(shí)有效降低堿性土壤pH，改善土壤環(huán)境［2］，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物增產(chǎn)增收。

本研究以自制硫酸脲溶液為原料制備酸性復(fù)合肥［3］，與其他有機(jī)酸型或石膏型堿性土壤調(diào)理劑相比，該復(fù)合肥養(yǎng)分高，降堿迅速，使用方便。

1 肥料的制備

1.1 原料及設(shè)備

原料：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(yè)有限公司；硫酸鉀，自產(chǎn)；黏土，臨沭縣天發(fā)粘土經(jīng)營(yíng)部；硫酸，臨沭縣宏達(dá)化工貿(mào)易有限公司。

設(shè)備：磁力加熱攪拌器，79-1，金壇市杰瑞爾電器有限公司；pH 計(jì)，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；烘箱，XMTD-822，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；荸薺式包衣機(jī)，BY-600，泰州金誠(chéng)制藥機(jī)械有限公司。

1.2 硫酸脲的制備

硫酸脲常溫下為固態(tài)，其化學(xué)穩(wěn)定性較好，溶于水后顯酸性，可用于改良?jí)A性土壤。當(dāng)尿素、硫酸和水以物質(zhì)的量之比為1.3 ∶1.0∶1.0 和3.6 ∶1.0∶1.0混合時(shí)，會(huì)形成低共熔物［2］，常溫下流動(dòng)性較好，可用于制備酸性肥料。將濃硫酸和一次水計(jì)量后加入反應(yīng)槽預(yù)反應(yīng)，維持?jǐn)嚢柁D(zhuǎn)速30 r/min，尿素經(jīng)計(jì)量后緩慢加入反應(yīng)槽，過(guò)程中維持反應(yīng)溫度60 ℃，待尿素全部溶化即可。

1.3 酸性肥料制備及pH測(cè)定

固體粉狀原料按照表1進(jìn)行配料，混合均勻后置于轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)中，液體硫酸脲按量噴涂添加，造粒后用標(biāo)準(zhǔn)篩對(duì)樣品篩分（粒度要求2.8 ～ 4.0 mm），篩分后的樣品置于80 ℃的烘箱中烘干。

表1 原料配料表

取烘干后產(chǎn)品1 g置于250 mL水中，攪拌10 min，靜置30 min后測(cè)定pH。

2 結(jié)果與討論

2.1 液體硫酸脲添加量對(duì)產(chǎn)品pH的影響

保持固體原料配比不變，通過(guò)調(diào)整液體硫酸脲的添加量，考察其對(duì)產(chǎn)品pH的影響，結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 不同液體硫酸脲添加量對(duì)產(chǎn)品pH的影響

由圖1可知，隨著液體硫酸脲添加量增加，產(chǎn)品pH不斷降低，當(dāng)pH降低到3左右時(shí)，降低幅度變小。結(jié)合實(shí)際需求，液體硫酸脲的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4% ～ 5%較為合理。

2.2 液體硫酸脲的添加對(duì)成粒率的影響

液體硫酸脲添加量對(duì)產(chǎn)品成粒率的影響見(jiàn)圖2。由圖2可知，隨著液體硫酸脲添加量增加，產(chǎn)品成粒率先升高后降低。原因在于液體硫酸脲有一定的黏性，少量添加有利于造粒，過(guò)量添加則導(dǎo)致成塊不成粒。所以液體硫酸脲的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)小于6%。

圖2 不同硫酸脲添加量對(duì)產(chǎn)品成粒率的影響

2.3 液體硫酸脲的添加對(duì)產(chǎn)品強(qiáng)度的影響

液體硫酸脲添加量對(duì)產(chǎn)品顆粒強(qiáng)度的影響見(jiàn)圖3。由圖3可知，隨著液體硫酸脲添加量增加，產(chǎn)品顆粒強(qiáng)度先略有升高后快速降低。液體硫酸脲有一定的黏性，少量添加可增強(qiáng)顆粒強(qiáng)度，過(guò)量添加由于硫酸脲的酸性及吸潮特性，導(dǎo)致產(chǎn)品顆粒強(qiáng)度迅速降低。綜合液體硫酸脲添加對(duì)產(chǎn)品pH、成粒率以及顆粒強(qiáng)度的影響，硫酸脲的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)為4%。

圖3 不同硫酸脲添加量對(duì)產(chǎn)品顆粒強(qiáng)度的影響

3 產(chǎn)業(yè)化實(shí)施例

根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定的液體硫酸脲添加量對(duì)史丹利化肥（平原）有限公司滾筒生產(chǎn)線改造，并進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化試產(chǎn)。本次試產(chǎn)共生產(chǎn)18-22-8酸性復(fù)合肥300 t，具體指標(biāo)見(jiàn)表2。

表2 試產(chǎn)產(chǎn)品檢測(cè)結(jié)果

由表2可知，添加液體硫酸脲制備的酸性肥料不影響產(chǎn)品質(zhì)量，并可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)酸性復(fù)合肥的目標(biāo)。

4 結(jié)論

以硫酸脲為酸性原料可生產(chǎn)合格的酸性復(fù)合肥，結(jié)合試產(chǎn)測(cè)算，相比于生產(chǎn)同養(yǎng)分的普通肥料僅增加15 元/t 的生產(chǎn)成本；此工藝簡(jiǎn)單，技術(shù)穩(wěn)定，改造及生產(chǎn)費(fèi)用遠(yuǎn)低于其他方法。