常温下生产腐植酸叶面肥的技术工艺(摘要)

常温下生产腐植酸叶面肥的技术工艺（摘要） 工艺操作：东北石油大学  张 刚 技术指导： 校内导师    张海燕 工艺指导：企业工程师  李成葆 工艺评估：高级配方师  班宜民 一、原料筛选的原则： （1）原料易得原则：资源较多，近地可得，运输方便，质量稳定。 （2）溶解度大的原则：溶解度大，可以保证产品存储时间长，同时生产条件温和，易于操作、节省能源的的平稳控制。 （3）离子干扰性小的原则：离子键的干扰较大时，叶面肥产品容易产生絮凝和沉淀，尽管对肥效释放的影响较小，但使用者不易接受，故选用离子干扰小的原料。 （4）复合螯合剂的选择：选用廉价易得，螯合物易于溶解。螯合值较高、中碱性体系螯合稳定，能使螯合体系稳定的螯合剂。 （5）产品使用方便的原则：稀释后既能保证提供均衡的植物所需的营养成分，又保证不出现单一养分过高或者过低而引起植物畸形生长的问题。 （6）复合植物生长调节剂配合的原则：复合使用低毒、易溶于水、并且可与一般农药混用、常温下存储稳定的高效植物生长调节剂。保证采用的植物生长调节剂具有很高的生物活性、可与杀菌剂复配，提高杀菌效果，还可以促进光合作用，提高过氧化物酶以及硝酸还原酶的活性，调整植物内源激素的分配平衡及发展，对农作物有显著的增产、抗病、改善品质、早熟、安全、低残留等功效，同时不存在与一般杀虫剂混用易产生不稳定性、降解、沉淀、减效、药害等弊端。 本实验选用腐植酸钾、尿素、磷酸氢二钾作为主要原料，微量元素为配合原料，硫酸铵为PH调节剂，蔗糖微体系稳定剂，膨润土为铺展剂。 二、叶面肥的性能简易检测： （1）各营养物质的含量：可以通过加入量计算初步评估。最终检验按有关国家进行。（2）PH值：用广泛试纸和精密试纸、PH计检测。换算标准，稀释250倍等于国家标准。（3）水不溶物含量：重量法，定量滤纸虑后、干燥。称重，计算水不溶物含量。（4）稳定性：通过静置观察时间的长短，直至有少量沉淀产生为止。稀释液500-1000倍观察抗硬水、絮凝情况，做出综合判断判定制备的叶面肥，是否符合国家标准。 三、反应体系的动态研究： 在本实验反应体系中主要存在三种反应，一是腐植酸（腐植酸盐）经过活化与尿素（U）反应生成腐脲络合物（U腐植酸），腐植酸经活化有部分与尿素发生络合反应等及其复杂的反应。各种活性含氧官能团都参加了反应，其中羧基对反应深度影响最大，它不仅与尿素分子形成大量氢键和络合配位健，而且一定量的COO-NI-h离子键；酚羟基有类似的作用，但离子化倾向较弱；羧（醛）基主要与尿素-Nl-h离子键基发生亲核加成反应，形成＞C=N健；醌基以自由基断片形式参与反应，形成离子键或者共价键；酯（醚）健也被裂解，参与了某种反应。这些键都有较高的稳定性。二是腐植酸与金属离子的络合反应；三是溶解过程中的吸热、放热反应。原料中只有腐植酸、尿素溶解时间相对较长，其余物料均为极易溶解。 加料顺序不同，发生反应的先后顺序也会有不同，这将影响螯合率。 依据上述理论，优选的方法是，先将腐植酸和磷酸氢二钾连续投入反应釜，在搅拌的条件下加入尿素，以达到边溶解边反应的目的。整个反应过程将会缩短，同时，磷酸氢二钾的加入会产生溶解热，有利于节约能源。 螯合体系的PH值在8.0-8.5最佳。Ph值较低时，体系呈酸性，螯合不完全，螯合速度慢，造成资源浪费。PH值较高时，充当配离子的金属离子容易发生沉淀，使配离子的稳定性下降，螯合率降低，甚至体系不均一，造成实验失败。 温度是影响螯合率的重要因素。在低温时，随着温度增加，螯合率急剧增加，当温度上升到10度时，螯合率达到95%，随着温度的继续升高，螯合率变化不明显。且温度升高，螯合率变化不明显，成本增加，高温下金属离子和某些物质易氧化，同时成本增加。建议常温下进行螯合反应，温度控制在25-50度之间进行. 调酸剂（硫酸铵）的加入量为20g/kg，继续增加调酸剂，体系的Ph没有明显变化。 反应时间的控制，螯合时间一般控制在30分钟。 四、技术配方与技术指标： 五、螯合态腐植酸型叶面肥的中试生产流程图 中试生产设备： 六、腐殖酸叶面肥中试的技术关键与对策的： 技术关键：在中试的过程中又遇到两个关键技术问题和难点，一是腐殖酸的活性问题，二是胶体的稳定性问题，中试生产通过以下方式解决相关问题。 （1）用物理分散处理。叶面肥不一定完全“溶解”，但滴管时仍对粒子细度和分散性有较高的要求。通过加强研磨、高速搅拌剪切、适当增温、超声波处理等物理手段减小粒子尺寸，并增加粒子空间排斥作用，提高分散度，同时加速了溶解时间。 （2）选择合适的腐植酸原料。尽可能用年轻褐煤或者高分解度泥炭。有少数特殊的风化褐煤，如美国的Kozgro煤腐植酸、阿塞拜疆某地的褐煤腐植酸、我国内蒙武川风化煤腐植酸（E4/E6比值都在6.7左右），抗硬水性很好，应选择此种类型的原料。我们选用了具有抗硬水速溶的腐植酸钾产品。 （3）采用化学改性的方法，充分降低腐植酸分子量，增加官能团，从而提高化学活性、生物活性、及改善胶体保护和络合功能。一般来说，腐植酸（HA）的总酸性基≥10mmol/g（其中COOH占2/3），E4/E6≥8，凝聚极限≥12mmol/g，或者能引入磺酸基、磺基等亲水基团，均能明显改善叶面肥的稳定性和使用效果。生产中我们采用腐殖酸含量（干基）大于50%的产品，以达到较高的总酸性基量 （4）适当增加辅助剂，增加胶体稳定性。悬浮肥料都要添加各种增稠剂、分散剂、湿润剂（铺展剂）。常用的增稠剂和分散剂有：膨润土、硅镁土、海泡石、高岭土、白炭黑，黄原胶、改性纤维素和改性淀粉、聚乙烯吡咯烷醇等；常用的铺展剂有：硅系表面活性剂、十二烷基苯磺酸钠、藻酸、烷基磷酸酯、β-萘磺酸盐-甲醛缩合物、烷基多糖苷、聚甘油酯等，可以根据具体情况选择使用。从效果和成本两方面考虑，本次中试选用膨润土或者木质素作为辅助剂。