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    硫酸脲制備酸性復合肥

    2022-09-23 03:58:02徐勤政王曉龍解學仕
    磷肥與復肥 2022年8期
    關(guān)鍵詞:酸性硫酸復合肥

    劉 陽,徐勤政,王 州,王曉龍,解學仕

    (1. 史丹利農(nóng)業(yè)集團股份有限公司,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)

    我國鹽堿荒地和影響耕地的鹽堿地總面積超過3 333 hm2,嚴重影響農(nóng)作物的正常生長。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到一定數(shù)量后,會直接影響農(nóng)作物的發(fā)芽和正常生長。酸性肥料的施用可實現(xiàn)補充養(yǎng)分的同時有效降低堿性土壤pH,改善土壤環(huán)境[2],實現(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合肥[3],與其他有機酸型或石膏型堿性土壤調(diào)理劑相比,該復合肥養(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)營部;硫酸,臨沭縣宏達化工貿(mào)易有限公司。

    設備:磁力加熱攪拌器,79-1,金壇市杰瑞爾電器有限公司;pH 計,上海儀電科學儀器股份有限公司;烘箱,XMTD-822,上海精宏實驗設備有限公司;荸薺式包衣機,BY-600,泰州金誠制藥機械有限公司。

    1.2 硫酸脲的制備

    硫酸脲常溫下為固態(tài),其化學穩(wěn)定性較好,溶于水后顯酸性,可用于改良堿性土壤。當尿素、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,會形成低共熔物[2],常溫下流動性較好,可用于制備酸性肥料。將濃硫酸和一次水計量后加入反應槽預反應,維持攪拌轉(zhuǎn)速30 r/min,尿素經(jīng)計量后緩慢加入反應槽,過程中維持反應溫度60 ℃,待尿素全部溶化即可。

    1.3 酸性肥料制備及pH測定

    固體粉狀原料按照表1進行配料,混合均勻后置于轉(zhuǎn)鼓造粒機中,液體硫酸脲按量噴涂添加,造粒后用標準篩對樣品篩分(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后測定pH。

    2 結(jié)果與討論

    2.1 液體硫酸脲添加量對產(chǎn)品pH的影響

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

    圖1 不同液體硫酸脲添加量對產(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pH降低到3左右時,降低幅度變小。結(jié)合實際需求,液體硫酸脲的質(zhì)量分數(shù)為4% ~ 5%較為合理。

    2.2 液體硫酸脲的添加對成粒率的影響

    液體硫酸脲添加量對產(chǎn)品成粒率的影響見圖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,過量添加則導致成塊不成粒。所以液體硫酸脲的質(zhì)量分數(shù)應小于6%。

    圖2 不同硫酸脲添加量對產(chǎn)品成粒率的影響

    2.3 液體硫酸脲的添加對產(chǎn)品強度的影響

    液體硫酸脲添加量對產(chǎn)品顆粒強度的影響見圖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,少量添加可增強顆粒強度,過量添加由于硫酸脲的酸性及吸潮特性,導致產(chǎn)品顆粒強度迅速降低。綜合液體硫酸脲添加對產(chǎn)品pH、成粒率以及顆粒強度的影響,硫酸脲的質(zhì)量分數(shù)應為4%。

    圖3 不同硫酸脲添加量對產(chǎn)品顆粒強度的影響

    3 產(chǎn)業(yè)化實施例

    根據(jù)實驗確定的液體硫酸脲添加量對史丹利化肥(平原)有限公司滾筒生產(chǎn)線改造,并進行產(chǎn)業(yè)化試產(chǎn)。本次試產(chǎn)共生產(chǎn)18-22-8酸性復合肥300 t,具體指標見表2。

    表2 試產(chǎn)產(chǎn)品檢測結(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,并可實現(xiàn)生產(chǎn)酸性復合肥的目標。

    4 結(jié)論

    以硫酸脲為酸性原料可生產(chǎn)合格的酸性復合肥,結(jié)合試產(chǎn)測算,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;此工藝簡單,技術(shù)穩(wěn)定,改造及生產(chǎn)費用遠低于其他方法。

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