悬浮态液体肥料生产技术简析

李建峰，孙文广，郑继亮

新疆心连心能源化工有限公司，新疆昌吉 832205

液体肥料，主要包括清液型液体肥(以下简称“清液肥”)，即以含N、P2O5、K2O的水溶性营养成分为溶质溶解于水中成为真溶液；悬浮态液体肥(以下简称“悬浮肥”)，即借助于悬浮剂的作用，将超出自身溶解度的水溶性营养成分，以微型固体颗粒的形式悬浮在液体中。以常规品质、溶解度一般的水溶性原料(如尿素、磷酸一铵和氯化钾)配制的清液肥，养分含量低、运输成本高，难以做成高附加值产品。采用高品质、溶解度较高的水溶性原料(如UAN、聚磷酸铵、甲酸钾)制备的高含量清液肥，产品稳定性好，采用小包装销售，利润高。但区别于广东、广西等南方市场，新疆种植高利润作物种类较少，此类产品难以获得较大市场份额和利润。采用常规品质水溶性原料，在特定的生产设备处理下，辅以悬浮助剂制成的悬浮肥[2]，养分含量较高且生产成本较低，即可满足棉花等常规作物全生育期营养需求，又符合种植户肥料成本预期。同时搭配智能施肥机使用，可实现肥料定时、定量施用，兼具节省人工、提升肥料利用效率的优势。

1 原料选择

1.1 氮源

硫酸铵，生理酸性，含N量一般20～20.5%，白色晶体。20℃时，每100g水可溶解70g，为作物生长提供铵态氮(NH4+)。

尿素，白色颗粒，含N量高达46.4%。易吸湿，20℃时，每100g水可溶解100g尿素。施入土壤后，在植物根系分泌的脲酶作用下，逐渐转变为碳酸铵，并在水中解离为NH4+。

硝酸铵，含N量一般为34～35%，白色或黄色晶体颗粒。20℃时，每100g水可溶解190g，溶于水后解离为铵态氮(NH4+)和硝态氮(NO3-)。一般认为，土壤胶体电荷为负电，NO3-不易被吸附，流动性大，为速效氮肥。部分地区对硝酸铵销售、生产进行管制，需注意。

UAN，即尿素硝酸铵溶液，为尿素、硝酸铵和水配制而成，市售多为含N量为30%产品。由于原料属性各不相同，该产品覆盖速效、缓效氮肥的优点。

1.2 磷源

磷酸一铵，白色晶体或粉状，工业级产品含量68%、72%，是一种含N、P2O5的原料。20℃时，每100g水可溶解36g，水溶液呈酸性。晶体硬度较大，生产设备处理效果一般。

聚磷酸铵，白色颗粒，含量不等，市售有76%、78%，是一种含N、P2O5的原料。20℃时，每100g水可溶解160g。由于聚磷酸盐在土壤中逐渐转化为正磷酸盐被作物吸收，其自身具备磷肥缓释的作用。

1.3 钾源

氯化钾，白色晶体，K2O含量一般为60%～62%，分为国产和进口两种。20℃时，每100g水可溶解34g，为化学中性和生理酸性产品。晶体硬度较大，生产设备处理效果一般。

1.4 其他

增稠剂，包括黏土类、黄原胶、阿拉伯树胶和改性纤维素等。一般采用复配效果好，可节省用量、提升黏度；分散剂和润湿剂，包括硅表面活性剂、十二烷基硫酸钠、藻酸、烷基磷酸酯、聚甘油酯和纤维素醚等；微量元素，包括锌锰硼等，分为离子态与螯合态，后者效果最佳；腐植酸类物质，包括矿源腐植酸和生化黄腐酸，依据实际情况自行添加。

2 生产工艺

通过近几年的生产探索，制备悬浮肥应注意，在控制成本和保证产品稳定性前提下，应尽量减少硬度较高的原料，采用质地较软、水溶性较好、易于机械设备处理的原料进行生产，进一步保证产品稳定效果。

2.1 配制悬浮体系

采用具有剪切、乳化功能的机械设备，在剧烈搅动下，添加悬浮材料(增稠剂+分散剂)，使其在水中形成凝胶，不同材料制备黏度和成品添加量各有差异。实际生产中，增稠剂等在水中经设备处理时，容易抱团，导致分散不均匀，不能充分发挥出悬浮效果，应注意设备选型和生产操作，如延长处理时间和缓慢均匀加入悬浮材料。

2.2 原料处理

若使产品稳定悬浮，颗粒必须足够小。生产过程中配制研磨设备和大型剪切装置，砂磨机或者胶体磨等，对原料进行处理至微米级，处理时间依据原料选型和设备功率等实际生产情况而定。

2.3 成品分散

将研磨后的原料与悬浮体系充分混合，使原料粒子均匀分散在悬浮体系中，可阻止晶体粒子长大发生沉淀和分层。一般采用大型搅拌分散机和循环泵配合使用。

3 质量控制

在产品存放过程中，会出现晶体粒子逐渐汇聚、长大的现象，小颗粒变成大颗粒，称之为“熟化”。悬浮体系无法支撑，大颗粒缓慢发生下沉，高含量产品严重会发生固液分离的情况。解决该类问题一般需要高品质的分散剂，如水溶性高分子量分散剂和聚合表面活性剂，阻止小粒子之间的作用，使其长期稳定保持原有状态。

由于原料选择的不科学，也会发生化学反应产生絮凝、沉淀的现象。如矿源腐植酸和二价金属离子(一般为微量元素)之间会发生絮凝，导致沉淀出现。此时可考虑生化类腐植酸或者螯合态的微量元素。通过原料的科学配伍，保证产品存放时的稳定性。

胀气，一般与原料间的反应、pH、尿素用量有关。在做好上述方面的优化后，采用透气性好的瓶盖也可防止该问题发生。

4 结语

植棉业在新疆农业产业中的重要性不言而喻，公司近年来开发适用于棉花生长的悬浮肥，覆盖面积已近6667hm2，种植户反应肥效良好。正是由于悬浮肥可流动、可计量的特性，搭配智能施肥机使用，可定时、定量、一键操作，更加科学合理的制订作物施肥操作方案，进一步解放了劳动力，这对于推动棉花生产全程机械化和智慧农业的发展具有重要意义。