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水溶肥生產中的常見問題及解決方法

發表時間:2020-04-30 14:47

近幾十年來,我國農業生產上水肥資源消耗、浪費現象嚴重,水肥資源緊缺的問題隨著我國農業發展越來越凸顯,節水節肥是發展特色可持續農業的必然需要。水溶性肥料與當前的節能環保、生態高效等現代農業理念相吻合,是傳統農業向現代農業快速轉變的有效載體,隨著我國的“十二五”規劃、全國重點推廣的水肥一體化“一號技術”以及農業部于2015年初重磅推出的《到2020年化肥使用量零增長行動方案》的出臺,都為水溶性肥料的發展提供了良好的機遇,水溶性肥料在我國將具有更廣闊的發展前景。但水溶肥在生產過程中會出現許多問題,這就極大地影響產品的性狀及使用效果,繼而需要找出原因,以便生產出高質量的產品。IMG_20200427_161110_副本.jpg


水溶肥料是指能夠完全溶解于水的含氮、磷、鉀、鈣、鎂、微量元素、氨基酸、腐植酸、海藻酸等復合型肥料。從形態分有固體水溶肥和液體水溶肥兩種。從養分含量分有大量元素水溶肥料、中量元素水溶肥料、微量元素水溶肥料、含氨基酸水溶肥料、含腐植酸水溶肥料、有機水溶肥料等。

與傳統的過磷酸鈣、造粒復合肥等品種相比,水溶性肥料具有明顯的優勢。它是一種速效性肥料,水溶性好、無殘渣,可以完全溶解于水中,能被作物的根系和葉面直接吸收利用。采用水肥同施,以水帶肥,實現了水肥一體化,它的有效吸收率高出普通化肥一倍多,達到80%-90%;而且肥效快,可解決高產作物快速生長期的營養需求。配合滴灌系統需水量僅為普通化肥的30%,而施肥作業幾乎可以不用人工,大大節約了人力成本。已經有越來越多的土肥專家、農業技術推廣專家、農資經銷商和農民認識到水溶性肥料的重要性。

國內現狀

水溶肥料雖然在國內剛起步,但業內人士對其前景普遍看好,在農業部登記產品有1萬多種,水溶肥料產品與施用技術符合“低碳節能、高效環?!钡囊?,因此發展前景十分廣闊,前途一片光明。

我國是全球淡水資源貧乏的國家之一,農業的季節性及產業分布不均、區域性缺水等問題突出。水溶肥料作為新型環保肥料使用方便可噴施、沖施并可和噴滴灌結合使用在提高肥料利用率、節約農業用水、減少生態環境污染、改善作物品質以及減少勞動力等方面有明顯優勢。

隨著中國農業的集約化、規?;l展,水資源的進一步匱乏,以及大型農場不斷涌現,滴灌、噴灌節水設施農業面積迅速擴大,在業內,已經有越來越多的政府部門、專家學者、技術推廣、農業從業者認識到水溶肥料和水溶肥料產業的重要性。水溶肥料,是符合更加環保、更加可持續發展的新一代肥料,也是中國肥料工業和產業未來的重點發展課題與項目。

發展優勢

1.傳統的復合肥易造成肥料流失、水體富營養化、嚴重破壞土壤結構、養分失調等。而水溶肥料作為新型環保型肥料避免了傳統復合肥的缺點,且水溶肥料使用方便,可噴施、沖施,并可和噴滴灌結合使用,提高肥料利用率、節約農業用水、減少勞動力,適應了社會發展的現狀。

2.隨著生產技術的不斷創新,從作物營養需求來說,靠大量施用三元復合肥造?;试霎a的時代已經過去,由于水溶肥料含有作物生長需要的全部營養元素,能夠滿足農民增產增收的目的。推廣基礎性專業水溶肥料,改變農民的傳統施肥習慣,推進水肥一體化發展,也是時代發展的需要。

3.水溶肥料還有傳統復合肥所不具備的優點,即可以提高作物品質、減少作物的生理病害,因此水溶肥料的推廣十分有必要。

4.行業在快速發展,國內涌現了一大批水溶肥料廠家,而且許多公司一開始就朝著健康的方向發展,正是這些正規公司的推進,使得行業得到快速發展。

5.我國水溶肥料市場前景廣闊,越來越多的具有全水溶、全吸收性水溶肥正逐漸被經銷商和農民所接受,這也大大激勵了國內企業積極投身于水溶肥行業的研發和推廣。

6.水溶肥料被經銷商熱捧。當前傳統復合肥市場競爭激烈,而且利潤逐年走低,而新型肥料水溶肥料比傳統復合肥的利潤要高,為了追求高利潤,經銷商樂于接受和經營新型肥料。由于有了經銷商的大力參與,必將對水溶性肥料的宣傳和推廣起到助推器的作用。

如今,水溶肥料行業已經有了相當的規模,其使用范圍也逐漸由經濟作物向大田作物邁進,隨著土地集約化擴大,固體肥施用會減少,因為施用液體肥會降低肥料生產和施用成本。而且液體肥料的原料來源很廣泛,很多物質都可以用做液體肥料的原料,因此水溶肥料會成為我國農業生產線上不可或缺的風景。

脹氣案例一

配方如下:復硝酚鈉   8公斤,尿素 200公斤,檸檬酸 25公斤,硼酸 25公斤,七水硫酸鋅   60公斤,DA-6   8公斤,氨基酸 230公斤,水   640公斤

配制工藝:按順序溶于水中

配制1千克樣品,在烘箱中46下,測高溫穩定性,在放置一周后有脹氣現象。

脹氣原因分析及解決方法:在此配方中脹氣的可能性分析:尿素、DA-6、肥料雜質。從尿素本身的生產工藝考慮,在其生產過程中為了抑制尿素中縮二脲的產生,降低分解壓力和溫度,從而在溫度較高或者溶解尿素時會產生游離氨,并且尿素的溶解為吸熱過程,在攪拌溶解過程中抑制了游離氨的揮發,進而在后期貯存時,遇到高溫,造成游離氨的大量揮發,進而產生脹氣;DA-6在中性或弱堿環境下,由于原油的析出,在高溫貯存下,醇產生揮發進而產生脹氣(在此配方中,為酸性環境,此種可能性極?。?;另外一種可能性為肥料原料中存在碳酸鹽雜質,再酸性環境下,產生二氧化碳,進而脹氣。所以根據分析,我們進行下列試驗:分別去掉尿素、DA-6、及可能摻雜雜質的原料,并且以檸檬酸+水檢驗瓶體,分別進行加熱貯存試驗,最終發現,為尿素原因。根據病因,減少尿素用量或改用其他物料,脹氣現象消失。

二、結塊問題

宏觀的結塊問題,一般出現在肥料的儲存或運輸過程中,主要是因為微觀的肥料晶粒發生吸潮、表面溶解(潮解)、蒸發、再結晶而導致的,在這個過程中形成晶橋、結塊。因此,結塊主要與物流(生產肥料的原材料)、濕度、溫度、外壓力和放置時間有關系。

第一、我們生產肥料通常用的物料如銨鹽、磷酸鹽、微量元素、鉀鹽等,多數含有結晶水,容易吸潮和結塊,如硫酸銨易結塊、磷酸鹽與金屬微量元素相遇易結塊且變為不溶于水的物質,尿素遇到微量元素類鹽也析出水份和結塊,主要是尿素置換成微量元素鹽中的晶體水而成為糊狀,然后再結塊。

第二、在露天生產過程中,空氣的濕度大,易結塊,天氣干燥或烘干料不易結塊。

第三、室溫稍高,利于溶解,一些原理溶解在自身的結晶水中而導致結塊,但溫度更高時,水份蒸發,又易結塊了。這個溫度一般都在50以上,我們通常要加熱才能達到這個溫度。

第四、壓力大了,易晶體與晶體之間的解除,溶于結塊;壓力小時,不易結塊。

第五、放置時間越長越易于結塊,時間短,來不及結塊。

第六、農藥常結塊的一般是粉劑,可濕性粉劑等固體劑型,一般是由于吸潮,水份本身過大,原料和填充料之間發生化學反應等原因造成的。

為了防止結塊,我們在生產過程中應注意以下幾個方面的問題:

1、合理的選擇原料,即選擇不易結塊的原料作為我們生產的原材料,如微量元素葉面肥,以鐵、銅、錳、鋅、硫酸鹽和硼酸、鉬酸銨為原料,添加劑以硫酸鎂為主,就不易結塊。另外選擇的物料要盡量干燥。

2、選擇合適的生產時間,由于中國大部分地區屬于北溫帶,雨季多集中在六、七、八月份,溫度較高時間也集中在這個時間。所以春季、晚秋、冬季生產肥料,結塊率就低一些,這時空氣濕度小,溫度不太高,不利于結塊。

3、添加一些防結塊劑,如滑石粉、腐殖酸等一些粉末不易結塊的物質,它們在中間起到“斷橋”的作用。也可以加一些表面活性劑,防止結塊。

4、造粒技術可以防止結塊,由于園粒的粒與粒之間的接觸面小,不易結晶結塊。所以有條件的話,造粒是很好的防止結塊的方法。

5、生產肥料時要保證物流的總體水份小于2%,各物流之間不發生化學反應。

結塊案例分析

某廠家做50%大量元素粉劑水溶肥,噸產品用量如下:

尿素   320公斤,工業磷酸一銨   200公斤,硝酸鉀   360公斤,七水硫酸鋅   25公斤,硼酸   20公斤,七水硫酸鎂   70公斤,DA-6   2公斤

生產工藝:

將尿素單獨粉碎后,與其他物料在混合機中混合攪勻。

穩定性觀察:

一天后,產品微結塊;

三天后,結塊現象加重,每垛中底層包裝嚴重結塊。

分析原因:

原料選擇不合適,因為中、微量元素占用比例較高,其中硫酸鋅和硫酸鎂中結晶水含量較高,再混合機中在于尿素的解除中,導致尿素吸收其中的水分,而產生結塊。

解決方案:

1、更換合適原料,在此配方中可將七水硫酸鋅、七水硫酸鎂更換為一水硫酸鋅和一水硫酸鎂;

2、添加防結塊劑。

目前防結塊劑主要分水溶和非水溶兩大類:

水溶性防結塊劑如一水硫酸亞鐵、一水或無水硫酸鎂、無水硫酸鈉、十二烷基笨磺酸鈉、聚丙烯酰胺、可溶淀粉等;

非水溶防結塊劑包括惰性填充料(白炭黑、滑石粉、膨潤土、硅藻土等)、磷酸鈣或含鋁、鐵化合物、包膜層材料等。

需要注意的是:

防結塊劑的添加量與其種類、原料配比、加入工藝等有關,必須通過生產試驗確定。

三、溶解及沉淀問題

1、原藥和肥料自身的溶解度有限,如果盲目加大在產品中的占有率,就會產生沉淀。如復硝酚鈉、萘乙酸鈉再酸性的環境中分別轉化為酚類和萘乙酸,此類物質在水溶溶解度小,在一定范圍內可以在水溶液中穩定溶解,超過一定量就會產生沉淀;又如硼砂、硼酸,這兩種物質在水中的溶解度及其有限,常溫下,硼酸、硼砂在水中的溶解度就是每噸水溶解30-50公斤,多了就會產生沉淀。如果是幾種肥料同時溶于水,同樣有一個量的要求,如硫酸鋅易溶于水,硫酸鉀水溶性一般,同時溶解時就會產生硫酸鉀結晶沉淀。此種沉淀,一般通過加水即可再溶解。

2、物料之間發生化學反應產生沉淀,有些物流不經調節是不能混合的,混合后溶于水就會產生沉淀。如DA-6和復硝酚鈉、DA-6和萘乙酸鈉,超過一定量時就會產生絮狀沉淀或浮油;又如鋅、銅、鐵、錳離子,遇到磷酸根,硼砂就會沉淀。這種沉淀是不溶于水的,鉬酸銨(鈉)遇到磷酸鹽也會產生沉淀。這些物質是不能混在一起的,它們混在一起不僅產生沉淀,而且會造成肥料失效。

3、有些肥料可以按一定比例混合溶解,但超過一定量會產生鹽析,既某種肥料會沉淀出來。例如,氨基酸和硫酸鋅均能很好的溶于水,但同時溶解(超過一定比例)時,硫酸鋅就會將氨基酸沉淀出來。能產生鹽析的主要有鋅、銅、鐵、錳對氨基酸、腐殖酸的鹽析作用。

4、溶液的酸堿度。有些物質易溶于水溶液中,如金屬的鹽類等,有些物質易溶于堿性水溶液,如腐殖酸類等。

5、有效成分溶解度低,即使溶于有機溶劑后,再與水和肥料混合的過程中,因為水與有機溶劑互溶的作用,容易造成有效成分析出。

6、劑型的配方不穩定。懸浮液如懸浮劑、水乳劑等容易出現分層沉淀,主要原因有:乳化劑或助溶劑選擇不合適;研磨剪切力度不夠,固體顆粒不夠細;黃原膠等增稠劑加入量太少。

綜上來看,促進溶解,防止沉淀的方法主要有一下幾種:

1、選擇合適的物流,防止互相反應產生沉淀;

2、合理配比,防止鹽析現象和過飽和現象產生沉淀;

3、合理調整溶液的PH值,防止酸鹽沉淀;

4、加入配位劑保護反應離子,防止沉淀;

5、加入助溶劑,增加難溶物質的溶解性,防止沉淀;、

6、在生產前要做好有效成分的各項溶解試驗,避免沉底產生;

7、改進生產工藝,對于溶解速度較慢的原料,可以通過加溫加快其溶解的速度;

8、對特殊劑型而言,選擇合適的助劑及攪拌條件是重中之重。

沉淀案例分析:

鋅+鉀單獨使用,水溶性好,但混合使用時產生大量沉淀,影響使用效果。

分析:鋅的成分是七水硫酸鋅,鉀為磷酸二氫鉀。兩者溶解度均好,但二者直接混合后鋅離子和磷酸根離子產生沉淀,進而影響使用效果。但次母液投入一桶水后,因水量的增加,沉淀消失。為避免沉淀的產生,我們可以加入適量的 ,如檸檬酸鹽、EDTA二鈉等,或者現配現用宜不影響效果。

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