張海濤，張 磊，徐長青，孫崇鑫

(1.山東三方化工集團(tuán)有限公司 山東莒南 276600； 2.山東省臨沂第四中學(xué) 山東臨沂 276000)

近年來，我國復(fù)合肥行業(yè)出現(xiàn)了低層次重復(fù)建設(shè)問題，致使市場飽和、產(chǎn)能過剩。據(jù)報道，我國復(fù)合肥產(chǎn)能超過了2億t/a，目前全行業(yè)裝置開工率不足45%，整體經(jīng)濟(jì)效益下滑。同時，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中存在盲目大量使用化肥的現(xiàn)象，導(dǎo)致化肥利用率降低、環(huán)境污染嚴(yán)重以及土壤退化、板結(jié)等問題。為此，山東三方化工集團(tuán)有限公司在原有轉(zhuǎn)鼓蒸汽造粒、氨酸法造粒、高塔造粒和擠壓造粒復(fù)合肥生產(chǎn)裝置的基礎(chǔ)上，研發(fā)了綠色環(huán)保且具有增效作用的聚合氨基酸復(fù)合肥系列產(chǎn)品，產(chǎn)品通過大田試驗和示范、大面積使用，取得了預(yù)期的效果。

聚合氨基酸復(fù)合肥是在復(fù)合肥生產(chǎn)過程中加入聚谷氨酸后得到的一類增效肥料。該產(chǎn)品中的聚谷氨酸具有特殊的空間結(jié)構(gòu)以及親水性和離子絡(luò)合性，能夠降低養(yǎng)分流失并實現(xiàn)作物對養(yǎng)分的快速、高效吸收，對環(huán)境相對安全。

1 聚谷氨酸增效劑

聚谷氨酸是利用生物發(fā)酵工藝生產(chǎn)的大分子氨基酸聚合物，有粉劑和液體2種形式，相對分子質(zhì)量100 000～2 000 000(主要分布在1 100 000～1 400 000)。聚谷氨酸是一種具有活性、多功能的生物高分子類物質(zhì)，在土壤中可以絡(luò)合正、負(fù)價離子，防止養(yǎng)分固定和淋失；具有較強(qiáng)的生物相融性和特殊的空間結(jié)構(gòu)，可將養(yǎng)分離子纏繞，從而減小離子電性的影響，使養(yǎng)分離子從土壤快速轉(zhuǎn)移至作物根內(nèi)，再從根運送至葉片，可促進(jìn)作物對養(yǎng)分的同化吸收，提高肥料養(yǎng)分利用率，減輕化肥對土壤和水系的污染。

2 聚合氨基酸復(fù)合肥系列產(chǎn)品生產(chǎn)方法

2.1 轉(zhuǎn)鼓蒸汽造粒工藝生產(chǎn)聚合氨基酸復(fù)合肥

將尿素或氯化銨、磷酸一銨、氯化鉀、中微肥以及鈣粉填充料計量后送入混合機(jī)中，將液體聚谷氨酸用10倍清水進(jìn)行混合、稀釋，定量噴入混合機(jī)中與固體原料進(jìn)行混合，同時可減少該工序的粉塵排放量，有效解決因粉塵造成的環(huán)境污染問題；然后將混合物料輸送至轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)中，在蒸汽加熱和增濕的作用下,使含聚谷氨酸的造粒物料滾動團(tuán)聚成粒，再經(jīng)烘干、篩分、冷卻、計量包裝得到聚合氨基酸復(fù)合肥產(chǎn)品。

2.2 高塔造粒工藝生產(chǎn)高氮聚合氨基酸復(fù)合肥

按配方將硼砂、硫酸鋅、硫酸鎂等中微肥與聚谷氨酸計量混合形成聚合氨基酸中微肥物料；在高塔造粒生產(chǎn)裝置的熔融工序，將尿素或硝酸銨磷熔融后依靠重力進(jìn)入加熱混合器，同時配入一定比例經(jīng)加熱的磷酸一銨、氯化鉀或硫酸鉀以及混合后的聚合氨基酸中微肥物料，然后進(jìn)行二級加熱、混合，在熔融液自身溫度及機(jī)械攪拌作用下迅速復(fù)合成為流動性能良好、富含聚合氨基酸的低溫共熔體；低溫共熔體依靠重力先進(jìn)入高速剪切機(jī)再次進(jìn)行混合，然后依靠重力進(jìn)入造粒工序進(jìn)行噴淋造粒；噴淋滴珠在造粒塔內(nèi)下落過程中與上升空氣流接觸，滴珠發(fā)生冷卻并固化，形成外觀光滑、圓潤且?guī)в嗅樋谞畹念w粒物料，再經(jīng)冷卻、篩分、包膜、計量包裝后得到高氮聚合氨基酸復(fù)合肥產(chǎn)品。

2.3 氨酸造粒工藝生產(chǎn)有機(jī)-無機(jī)聚合氨基酸復(fù)合肥

在氨酸造粒復(fù)合肥生產(chǎn)裝置中，將定量的聚谷氨酸、磷酸一銨、粉狀風(fēng)化煤和水按比例在磷銨溶解槽中混合，制得一定濃度的混合料漿；將混合料漿送入混酸槽中與定量的濃硫酸進(jìn)行混合化學(xué)處理，從而將風(fēng)化煤中的鈣、鎂脫除并得到混酸料漿；混酸料漿經(jīng)混酸流量計計量、料漿泵加壓后定量送入管式反應(yīng)器內(nèi)，液氨經(jīng)蒸發(fā)器汽化、渦街流量計計量后定量進(jìn)入管式反應(yīng)器，混酸料漿與氣氨發(fā)生劇烈的中和反應(yīng)，生成溫度較高的聚合氨基酸、硫酸銨、磷酸銨、腐殖酸銨料漿，同時放出大量的熱量并在管式反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生背壓，從而將制得的料漿噴入轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)內(nèi)。在配料工序，定量的風(fēng)化煤、氯化鉀、尿素、氯化銨、中微肥等固體物料經(jīng)混合、粉碎后輸送至轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)內(nèi)，粉狀物料與從管式反應(yīng)器噴入尚未固化的料漿進(jìn)行混合，在轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)的轉(zhuǎn)動作用下團(tuán)聚成粒，顆粒物料再經(jīng)干燥、冷卻、篩分、計量包裝后得到有機(jī)-無機(jī)聚合氨基酸復(fù)合肥。造粒工序產(chǎn)生的尾氣經(jīng)文丘里洗滌器、噴淋塔二級洗滌后達(dá)標(biāo)放空，干燥和冷卻尾氣經(jīng)布袋收塵器、三級酸洗后達(dá)標(biāo)放空。

2.4 擠壓造粒法生產(chǎn)生物有機(jī)型聚合氨基酸復(fù)合肥

將定量的作物秸稈、蘑菇渣、尿素、牛羊糞計量后植入枯草芽孢桿菌(3 kg/t)和地衣芽孢桿菌(2 kg/t)，然后進(jìn)行堆化發(fā)酵處理，發(fā)酵14 d左右進(jìn)行低溫干燥，得到生物有機(jī)肥；將定量的聚谷氨酸、磷酸一銨、尿素、氯化鉀、硫酸鋅、硼砂、硫酸鎂進(jìn)行混合，得到聚合氨基酸無機(jī)混合肥；將生物有機(jī)肥和聚合氨基酸無機(jī)混合肥按配方計量后送至混合機(jī)內(nèi)攪拌混合，混合物料由皮帶輸送機(jī)輸送至貯料倉中，采用圓盤喂料機(jī)將混合物料分配至輥壓造粒機(jī)料倉內(nèi)，通過輥壓造粒機(jī)將物料擠壓成片狀，然后經(jīng)棘輪破碎成不規(guī)則顆粒，再經(jīng)篩分、計量包裝后得到生物有機(jī)型聚合氨基酸復(fù)合肥；篩分下的余料返回配料崗位重新造粒。

3 聚合氨基酸復(fù)合肥的性能特點

3.1 提高化肥利用率，減輕環(huán)境污染

包膜控釋肥、長效肥料存在的主要問題是其養(yǎng)分釋放曲線與植物需肥曲線不完全吻合，植物生長初期效果不顯著，尤其是不適用于生育期較短的作物。聚合氨基酸復(fù)合肥系列產(chǎn)品既可克服普通肥料養(yǎng)分失效過快、利用率低的問題，又解決了包膜控釋肥、長效肥在施肥前期不能滿足作物對養(yǎng)分需求的難題。

施用聚合氨基酸復(fù)合肥可保證農(nóng)作物生育前期對養(yǎng)分的高效吸收利用，肥力更強(qiáng)勁，效果更明顯，還能夠顯著提高土壤中硝態(tài)氮、速效磷、速效鉀的含量，保證作物在整個生育期內(nèi)正常生長，實現(xiàn)一次性施肥滿足作物整個生長周期的營養(yǎng)所需；可以明顯增加作物干物質(zhì)的積累，同時還能促進(jìn)葉片伸展和增加根莖的生物量，促進(jìn)光合作用和養(yǎng)分的吸收轉(zhuǎn)移，提高作物產(chǎn)量；明顯提高氮、磷、鉀的利用效率，減輕因施用化肥所引起的土壤和水系環(huán)境污染。

3.2 改良土壤

使用聚合氨基酸復(fù)合肥后，可改變土壤含鹽量過高、堿性過強(qiáng)、土粒高度分散、土壤結(jié)構(gòu)性差的問題，促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成；施用聚合氨基酸復(fù)合肥后，土壤容重明顯下降，土壤總孔隙度和持水量相應(yīng)增加，有助于提高土壤保水和保肥的能力，從而為植物根系生長發(fā)育創(chuàng)造良好的條件。

3.3 提高土壤微生物及酶的活性

土壤微生物是土壤重要的組成部分，對土壤有機(jī)質(zhì)和無機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化、營養(yǎng)元素的循環(huán)以及酶的形成均有重要影響。國內(nèi)外大量研究資料證實，施用氨基酸可使好氣細(xì)菌、放線菌、纖維分解菌的數(shù)量增加，有利于有機(jī)物的轉(zhuǎn)化，促進(jìn)營養(yǎng)元素的釋放。因此，施用聚合氨基酸復(fù)合肥能提高土壤微生物和酶的活性，增加土壤微生物的數(shù)量。