第三講復混肥料的加工§1

復混肥料的配方設計復混肥的配方設計復混肥料的概念復混肥的配方設計1.復混肥的定義

復混肥料系指肥料商品中，含有氮、磷、鉀三要素中兩種或兩種以上養分的肥料。有的國家也叫綜合肥料或多養分肥料。我國目前習慣于稱為復混肥料。在復混肥料中亦可以含有一種或幾種可標明含量的中量營養元素或(和)微量營養元素。復混肥是目前世界肥料工業生產和投入農業的主要肥料形態。復混肥的概念2.

復混肥特點（優、缺）養分含量高、養分種類多。副成分少，如磷酸銨、KNO3。

物理性狀較好（顆粒狀）。成本相對低（包裝、運輸、貯存、施用）。養分比例固定，某種肥料不能滿足所有作物和所有耕地的需要。難于滿足施肥技術要求(所有的養分都在同一時間，同一深度)。3.

復混肥的分類按肥料復合或綜合的工藝與二次加工方式，分為:(1)化成復肥（復合肥）compoundfertilizer(2)配成復肥，配肥processingcompoundfertilizer(3)混成復肥，混肥mixedorblendfertilizerorBulkblendingfertilizer(BB)化成復肥

在一定的工藝條件下，用化學合成的方法，或者通過化學提取、分離過程制得的，具有固定的養分含量和比例及化學組成，含很少副成分的肥料，一般屬二元型。如18－46－0的磷酸二銨[(NH4)2HPO4]；13－0－44的硝酸鉀(KNO3)；0－58－37的偏磷酸鉀(KPO3)等，均為二元化成復肥。配成復肥根據用戶的要求，將高濃度的肥料按一定的比例，在工廠中經混合造粒而制成的肥料。一般在化肥生產廠中制成產品(如造粒)。配成過程中物料可產生部分化學反應，大都屬三元型，常含有副成分。如尿磷鉀，硝磷鉀型三元復肥；中國多年來大量進口的15-15-15復肥，即是一種配成復肥。混成復肥（摻混肥料）混成復肥一般由肥料銷售系統(肥料商、配肥站)或農戶按農化要求(農化配方)，以單質肥料或化成復肥為原料，只通過簡單的機械混合制成。摻混過程中無顯著的化學反應發生。其中養分的含量和比例可作大幅調節，成二元或多元型，常含副成分，一般隨混隨用，不長期存放。（可明顯看出不同養分原料的顆粒）混成復肥與配成復肥的區別混成復肥與配成復肥的基本區別在于：二次加工不在生產廠中完成，是按特定的土壤和農作物要求確定配方(農化配方)，而非受制于單一肥料來源及工藝流程(工藝配方)，如由硫酸銨、磷銨和硫酸鉀固體散裝摻混的三元復混肥等。本課程所講授復混肥配方及其加工工藝多數涉及配成復肥。復混肥按養分含量分為：高濃度、中濃度、低濃度。根據原料的組成，形成不同的復混肥類型：普鈣-硫銨-氯化鉀系列等。根據原料和產品中氯的含量分為：無氯、低氯、高氯復混肥。按使用范圍：通用型、專用型、多功能型。按劑型：固體型（粉狀、粒狀）、液體型。復混肥（配成復肥）分類：通用型：適用于比較廣泛的地域和作物。所含的有效養分可能有一種或兩種過剩，容易造成浪費；也有的養分可能滿足不了特定作物的需求。專用型：針對某一地域的某種作物配制、生產的復混肥料。養分配方具有專一性，養分利用率高，肥效好。多功能型：在復混肥料中科學地添加植物生長調節劑、除草劑、抗蟲抗病農藥。可簡化農田作業，省工省時。對其特殊作用和忌適范圍，應在肥料包裝袋或說明書上注明。固體型：粉狀、粒狀（造粒型、摻和型）。

造粒型：原料先混合，后造粒。養分均勻，副成分多。

摻和型：原料各自先造粒，然后按配方采用機械混合。可以靈活改變配方，以滿足不同的需求；但如果產生分離，會導致養分不均，降低肥效。液體型：根際肥料、葉面肥料。

根際肥料：主要成分為N、P、K大量元素。如水施肥、沖施肥。

葉面肥料：主要成分是微量元素。復混肥配方設計的理論依據復混肥配方的原則Ｎ、Ｐ、Ｋ基礎肥料的選擇通用復混肥的配方專用復混肥的配方配方設計的方法配料的計算二、復混肥的配方設計確定肥料配比的先決條件：最大限度的發揮肥料增產、增收、改善產品品質的作用。理論依據：根據土壤特點、肥力水平、作物需肥特性、影響作物吸收養分的環境因素、長期施肥對作物產量和土壤肥力變化的影響，結合長期的田間資料、施肥經驗加以擬訂合理的養分配方。影響因素：產品銷售去向；原料來源、成本及品位。復混肥配方設計的理論依據配方合理（數量、形態、比例等）。提高效率。肥效和工效。原料間配伍性合理。這是制造復混肥時肥料混合的基本原則。配伍性是原料混合時，原料之間發生的化學反應，理化特性變化的性質。可能改變混合物的物性和質量。復混肥配方的原則可混配型。這類原料混合時，有效養分不發生損失或退化，其物理性質不惡化或可得到改善。不可混配型。有限混配型。在一定條件下可混配的肥料類型。一定組成范圍內可混配；一定期限內可混配；經過一定的處理后可混配。肥料間配伍性類型1）過磷酸鈣和硫酸銨混合時，發生如下反應：

(NH4)2SO4+Ca(H2PO4)2·H2O+H2O=2NH4H2PO4+

CaSO4·2H2O

(NH4)SO4+CaSO4+H2O=(NH4)2SO4·CaSO4·H2O

反應使物料中的游離水轉化為結晶水，使混合料變得干燥和疏松。2）含氯肥料（氯化鉀等）與銨態氮肥混合施用時，氯離子能抑制銨態氮在土壤中的硝化，減少氮損失。肥料間配伍性類型—可混配型臨界相對濕度明顯下降，吸濕性增加，物性變壞，混合過程和施肥過程都困難。發生的化學反應使有效養分以氣態揮發，造成養分損失。養分由有效態向難溶態的退化，導致養分有效性降低。不可混配型的原料之間可能發生以下情況：肥料間配伍性類型—不可混配型硝酸銨與尿素混合導致物料的臨界相對濕度下降；氨態氮肥或含氨復合肥與石灰、草木灰等堿性物質混合引起N的損失；普鈣、重鈣等水溶性磷肥與石灰、草木灰等堿性物質混合會引起P的退化；硝態氮肥與過磷酸鈣混合時，硝態氮能逐步分解釋放出氧化氮。實例幾種肥料的臨界相對濕度肥料溫度肥料溫度20℃30℃20℃30℃硝酸銨75.359.4尿素81.872.5氯化銨79.577.2尿素+硝銨－18.1硫酸銨79.879.2磷酸一銨97.891.6硝酸鈣54.846.7氯化鉀88.384.0硝酸銨和過磷酸鈣混合后的變化：

H3PO4+NH4NO3=NH4H2PO4+HNO3↑Ca(H2PO4)2·2H2O+2NH4NO3=2NH4H2PO4+Ca(NO3)2

+H2O生成的硝酸蒸汽導致氮損失。硝酸鈣的生成以及結晶水轉變為游離水，使混合物物性惡化。過磷酸鈣與未腐熟的有機肥混合易發生反硝化脫氮。(N2O↑)1）碳酸氫銨與過磷酸鈣的混合。發生中和反應，改善過磷酸鈣與其它肥料（如尿素）混合的性能。但是，對碳酸氫銨加入的量必須加以限制，避免發生N的損失和P的退化。NH4HCO3=NH3↑+CO2↑+H2OCa(H2PO4)2·H2O+NH4HCO3=NH4H2PO4+CaHPO4+CO2↑+2H2O2CaHPO4+CaSO4+2NH3=Ca3(PO4)2+(NH4)2SO4肥料間配伍性類型—有限混配型2）硝酸銨與硫酸銨的混合。混合物料造粒時可生成2NH4NO3·

(NH4)2SO4復合物；該復合物在干燥時受熱發生分解，從而導致顆粒產品的粉化；在儲存過程中由于溫度的降低和堆壓，又會生成2NH4NO3·

(NH4)2SO4復合物，從而導致顆粒產品的結塊。當配料中NO3ˉ/SO42->2.5時，可防止肥料產品的粉化和結塊。肥料間配伍性類型—有限混配型3）尿素與過磷酸鈣（重過磷酸鈣）的混合。混合時容易“出水”，并生成溶解度很大的CO(NH2)2·H3PO4和Ca(H2PO4)2·4CO(NH2)2等復合物，導致物料性質惡化并結塊。Ca(H2PO4)2·H2O+4CO(NH2)2=Ca(H2PO4)2·4CO(NH2)2+H2O(NH2)2CO+Ca(H2PO4)2·H2O=CaHPO4+(NH2)2CO·H3PO4+H2O

如果在混合前，對過磷酸鈣（重過磷酸鈣）進行中和(調節pH值)，該物料與尿素之間就變成可混配型。肥料間配伍性類型—有限混配型常見肥料的混合氨水硫酸銨氯化銨碳酸氫銨硝酸銨尿素過磷酸鈣鈣鎂磷肥磷礦粉硫酸鉀氯化鉀磷酸銨石灰草木灰氨水硫酸銨氯化銨碳酸氫銨硝酸銨尿素過磷酸鈣鈣鎂磷肥磷礦粉硫酸鉀氯化鉀磷酸銨石灰草木灰不可以混合可以混合可以混合，但必須隨混隨用肥料的特點。選擇吸濕性小的肥料原料。物料之間的相互影響（互作、配伍性等）。產品的濃度（品位）及成本。考慮土壤特點（酸堿性、保肥性）。可以通過適當的工藝解決。考慮作物對養分需求特點（喜氨、忌氯）。可以在產品包裝上標明。Ｎ、Ｐ、Ｋ基礎肥料的選擇常見的復混肥系列有：普鈣-尿素-氯化鉀系列。比較普遍。普鈣-硫銨-氯化鉀系列。產品品位低，要求過磷酸鈣的品位高，粒化程度較好。磷銨-普鈣-尿素-氯化鉀系列。產品品位高。磷酸二銨-硫銨-氯化鉀系列。產品品位高。磷銨-氯化銨-氯化鉀系列。產品含氯較高。鈣鎂磷肥-尿素-氯化鉀系列。產品品位低，所含磷是枸溶性磷，施用時要選擇土壤條件。肥料的配方一般不考慮作物的種類，適用范圍廣。多數按照N:P2O5:K2O≈1:1:1配制。如：15-15-15,12-12-12,10-10-10,9-8-8。可以根據各國土壤肥力的特點，或多數作物對養分需求的特點，適當改變配方中N、P2O5

、K2O之間的比例。如：N:P2O5:K2O≈1.2:1:0.8~1。通用復混肥在施用時，通常還要根據土壤肥力和作物的生長狀況，配合施用其它單質肥料，以調節作物的營養平衡。通用復混肥的配方針對某一地域某種作物制定的配方。具有專一性，養分利用率高。考慮土壤肥力、作物種類、需肥特性，定向定位生產（銷售范圍小）。以調查研究和長期定位試驗的科研成果為依據，有較強的科學性。肥料農化服務中心（站）主要配制專用復混肥，覆蓋面積范圍大約為半徑30~45公里。專用復混肥的配方不同作物吸收的氮磷鉀量（100公斤經濟產量的養分量）

單位(kg)

作物NPK

冬小麥

2.80.61.7

玉米2.10.92.1

大豆6.20.71.9一般棉花專用肥適當提高K的比例

。N:P2O5:K2O≈1:1:1~1.5油料作物專用肥適當提高P的比例

。N:P2O5:K2O≈1:1.5~2:1禾本科作物需Ｎ、Ｋ較多

。N:P2O5:K2O≈1.2~1.5:1:1.2含碳水化合物較多的經濟作物需P、K較多。柑桔、西瓜、甜菜、甘蔗、煙草（K敏感作物）。N:P2O5:K2O≈1:1~1.5:1.5~2。茶葉需N較多：N:P2O5:K2O≈2:1:1或3:2:1專用復混肥的配方可以根據各種土壤和作物的特點，酌情增加相應的微量元素。如：棉花、油菜加B；水稻、柑橘加Zn；果樹、花卉加Fe。需要根據作物特點，對原料作一定選擇。煙草、柑桔、茶葉專用肥不選含Cl-的原料；煙草、甜菜專用肥最好選擇NO3-的原料。專用復混肥的配方美、英國曾采用的幾種果樹、蔬菜、花卉專用肥的配方植物N:P2O5:K2O果樹黑葡萄（春季）1:1:1紅葡萄（春季）1:1:1.5栗（春季）1.5:1:1.5蔬菜豆類1:2:2根菜類1:2:2萵苣1:2:2花卉菊花2:1:1玫瑰2:2:1.5紫羅蘭1:3:1養分平衡法配方修正法肥效試驗法養分豐缺法綜合法配方的設計的常用方法1.養分平衡法土壤養分含量及其供肥系數有機肥的施用量及當季利用率作物目標產量需要的養分數量施肥方法（N肥作基肥和追肥的比例）2.配方修正法以國內和國外同類作物的成功配方為依據，根據當地養分供給情況進行修正，一般修正比例為25%左右。前蘇聯一些作物的養分配方作物N：P2O5：K2O谷物1：2：1蔬菜1：1.5：1.5馬鈴薯1：2：1甜菜1：3：2棉花1：1：1水果1：2：2上海農科院土肥所推薦了10個蔬菜和作物的配方3.肥料試驗法在多年多點田間試驗的基礎上設計配方(擬訂一元二次方程，確定經濟最佳施肥點)。4.養分豐缺法以矯正土壤養分的豐缺為依據來設計配方。1.按作物的營養要求，確定土壤養分的豐缺指標。2.根據實測的養分水平，確定養分的豐缺程度及其普遍性（面積百分數）3.按作物的需肥特點確定施肥量。（習慣用量）4.以習慣用量為基礎，按豐缺程度和面積比例進行修正。養分豐缺程度修正幅度很高降低比例≤60%高降低比例≤30%低提高比例≥30%很低提高比例≥60%土壤養分豐缺的矯正幅度土壤養分豐缺面積≥70%，做較大幅度矯正，豐缺面積≤40%，做較小幅度矯正5.綜合法不同營養環境中的同一作物的營養特點具有相對穩定性。因此以作物的營養特點為依據設計配方，以土壤供肥特點和有機肥施用水平為主要矯正因素修正配方。5.綜合法1.依據作物的需肥量確定配方。2.依據土壤的供肥能力（容量和強度）修正配方（修正幅度一般小于50%，大都在25%左右），適當考慮有機肥的施用水平（復雜）。3.依據施肥方法等因素修正配方。（任一養分的修正幅度一般小于25%，大都在10%左右）4.通過田間試驗修正配方其中2.3項的的修正可使每一養分的變動幅度達到1/3左右。解析法：根據養分元素在原料及產品中的含量進行計算。忽略了水分含量變化的影響。養分湊數法。按產品的標準含水量配料計算法。把原料中的含水量換算成標準產品中的含水量。或者化驗分析原料養分的實際含量。配料的計算例如：欲配制分析式8-10-12的復混肥料1噸，需用尿素（N=45%）、過磷酸鈣（P2O5=18%）、氯化鉀（K2O=60%）及填充料各多少？解：N=1000×8%=80kg；

需尿素量為：80÷45%=177kg;P2O5=1000×10%=100kg

需過磷酸鈣量為：100÷18%=555kg;K2O=1000×12%=120kg；

需氯化鉀量為：120÷60%=200kg;

填充料為：1000–177–555–200=68kg

填充料一般為磷礦粉，石灰石，硅藻土，泥炭等。例如：欲配制1噸1:2:1的復混肥料，需硫酸銨（N=20%）、普鈣（P2O5=12%）、硫酸鉀（K2O=50%）各多少？寫出其分析式。解：每公斤N相當于硫酸銨：1/20%=5kg；

每公斤P2O5相當于普鈣：1/12%=8.3kg；

每公斤K2O相當于硫酸鉀：1/50%=2kg

1:2:1混合肥料的最低配合量為：

5×1＋8.3×2＋2×1=23.6kg故：需硫酸銨：5×1000/23.6=211.9kg

需普鈣：8.3×1000/23.6=703.3kg

需硫酸鉀：2×1000/23.6=84.7kg分析式為：211.9×20%:703.3×12%:84.7×50%≈42:84:42≈7:14:7（品位較低）

例如：欲配制1噸9-9-7（25型）復混肥1噸，需尿素（N=46%）、硫酸銨（N=20%）、普鈣（P2O5=15%）、氯化鉀（K2O=60%）各多少？解：所需單質肥料重量（W）=（復混肥中某成分含量/單質肥料有效養分含量）×復混肥重量氯化鉀用量：7/60×100