朱德林，余永德，谢爽，汪国瑜
（四川泸天化股份有限公司，四川 泸州646300）
［摘 要］ 基于多元化尿基肥料的发展前景，四川泸天化股份有限公司通过原料筛选、腐蚀性试验、配方研制、增效剂着色稳定性试验等小试试验优选出钾锌增效剂的稳定配方，并制备出螯合锌含量达14%以上、螯合钾含量达4%以上的20 kg级钾锌增效剂，之后在小试试验的基础上进一步开展中试试验，确定了钾锌增效剂的生产工艺条件，并进行了高浓度钾锌增效剂和高浓度钾锌增效尿素产品的中试试生产。在中试试生产成功的基础上，通过增设为数不多的设备，将高浓度钾锌增效剂添加到现有尿素装置中快速实现了高浓度钾锌增效尿素的工业化生产，产品螯合锌含量达500×10-6以上、螯合钾含量达100×10-6以上，产能达100 kt/a，为企业带来了良好的经济效益，不失为尿素生产企业产品多元化发展的有效途径之一。
［关键词］ 多元化尿基肥料；钾锌增效剂；小试试验；中试试验；增效尿素；高塔造粒
［中图分类号］ TQ441.41［文献标志码］ B［文章编号］ 1004-9932（2019）04-0021-03
0 引 言
我国农业以占世界7%的耕地养活了占世界20%的人口，在作物增产中肥料的施用起到了40%～60%的作用。我国是化肥生产大国，其产量和用量均居世界前列，但我国农业生产中氮肥的当季利用率（差减法）仅为30%～35%，而发达国家达70%～80%［1］，这既浪费了大量的财力和资源，又造成了不应有的环境污染。同时，我国农作物生产多施用单质肥料，氮、磷、钾施用比例不平衡，造成土壤板结、地力下降。近年来，随着作物品种多样性提高、施肥技术进步、化肥复合率提高，单质肥料单独施用比例出现下降，多元化尿基肥料以其产能高、成本低、效果好的特点成为选择性施肥的一大发展方向，加之近年来我国尿素产能严重过剩，尿素价格长期处于低位，尿素企业及经销商微利甚至亏损现象严重，因此，预计未来传统单质肥料施用量将逐年下降，而多元化尿基肥料年均需求量可望增长20%左右，发展前景乐观。鉴于此，四川泸天化股份有限公司（简称泸天化）拟基于现有尿素装置，通过复配优选出稳定的增效剂配方，开发并生产高浓度钾锌增效尿素。现对泸天化高浓度钾锌增效剂开发及增效尿素生产作一总结。
1 钾锌增效剂小试试验
1.1 配方研制
1.1.1 原料筛选
采用的螯合剂有甘露糖醇、赤藓糖醇、木糖醇、山梨糖醇、乳糖醇、柠檬酸以及柠檬酸盐，采用的锌盐有硝酸锌、氯化锌、硫酸锌，采用的钾盐有硝酸钾、氯化钾、硫酸钾。将上述所有螯合剂、锌盐和钾盐与蒸馏水进行单元素交叉排列组合试验，大量试验显示：用柠檬酸以及柠檬酸盐作为螯合剂配制的钾锌增效剂溶液放置1 d时间，即会有晶体析出；用甘露糖醇、赤藓糖醇、木糖醇、乳糖醇作为螯合剂配制的钾锌增效剂溶液放置1个月后，均出现浑浊、漂浮物、沉淀等现象；用山梨糖醇作为螯合剂配制的钾锌增效剂溶液放置1个月后，溶液澄清透明；经检测分析，在水含量相同的情况下，采用山梨糖醇、氯化锌、氯化钾配制的钾锌增效剂中锌、钾含量最高，而采用山梨糖醇、硫酸锌、硫酸钾配制的钾锌增效剂中锌、钾含量最低。
1.1.2 钾锌增效剂对铝合金的腐蚀性试验
因泸天化尿素造粒塔采用铝制造粒喷头（详见下文有关内容），为了解掌握钾锌增效剂对铝合金的腐蚀性，通过原料筛选试验，优选以下4个配方（各配方钾锌增效剂组分含量见表1）开展钾锌增效剂对铝合金6061I型标准试片（50 mm×25 mm×2 mm）的腐蚀性试验。
钾锌增效剂配方一：山梨糖醇10.98%、氯化锌31.38%、氯化钾7.64%、水50%。
钾锌增效剂配方二：山梨糖醇8.26%、氯化锌31.38%、硝酸钾10.36%、水50%。
钾锌增效剂配方三：山梨糖醇7.47%、硝酸锌34.89%、氯化钾7.64%%、水50%。
钾锌增效剂配方四：山梨糖醇4.75%、硝酸锌34.89%、硝酸钾10.36%、水50%。
（1）铝合金标准试片的处理：挂片浸入无水乙醇中用脱脂棉擦洗3遍，然后移入清洁的无水乙醇中浸泡15 min，取出后放置于干净的滤纸上冷风吹干，之后用滤纸包好放于干燥器中待用。
（2）腐蚀试验：分别称取200 g上述4种配方的钾锌增效剂倒入广口瓶中，然后分别放入（悬挂）4块铝合金6061I型标准试片（50 mm×25 mm×2 mm），室温（25 ℃）下放置3 d，观察腐蚀情况；并在50 ℃、80 ℃、100 ℃温度条件下重复上述试验。
（3）腐蚀率计算：依据铝合金试片腐蚀试验数据，按腐蚀率计算公式δ=（m1-m2）/（A×T）［式中：δ——腐蚀率，g/(dm2·d)；m1——试验前铝合金试片质量，g；m2——试验后铝合金试片质量，g；A——铝合金挂片面积，dm2；T——试验天数，d］进行计算,铝合金试片腐蚀率计算结果见表2。
试验结果表明：氯离子浓度及环境温度对钾锌增效剂之腐蚀性的影响较大，随着氯离子浓度的增大和环境温度的升高，钾锌增效剂腐蚀性增强；以硝酸盐为原料的配方四，含有极少量的硝酸，整个体系比较复杂，其中的山梨糖醇和锌离子对增效剂的腐蚀性可能也有一定影响，配方四钾锌增效剂对铝有腐蚀性，但相较于其他3个配方而言最小，符合相关腐蚀标准和要求（高浓度钾锌增效剂对铝的腐蚀机理有待进一步研究）。由于泸天化尿素造粒喷头是铝制的（铝耐硝酸腐蚀），因此筛选配方四开展下一步的试验。
更多内容详见《中氮肥》2019年第4期