沉淀、结晶,这两个看似微小的现象,却成了腐植酸水溶肥在市场里绕不开的痛点。有人把它归为质量差,有人担心是养分失效,更有因此对这类肥料望而却步。可很少有人细想:当腐植酸的大分子遇上肥料中的金属离子,当水溶液的温度、浓度悄悄变化,那些在瓶底、管壁悄然形成的晶体,究竟是生产的失误,还是物质本身的天性

这些让种植户头疼、让经销商发愁、让厂家揪心的沉淀,藏着腐植酸与养分相遇时最复杂的暗涌。解开它的密码,或许不仅能让水溶肥更听话,更能让腐植酸的增效神奇真正落到实处。今天,我们就从这些让人头疼的沉淀、结晶说起,看看这背后藏着怎样的学问与门道。

01

溶解问题

溶解不完全造成的所谓的“沉淀”假象


1)相信很多人遇到过下图这种情况:矿源腐植酸产品属于有机大分子物质,吸水能力较强,在水中溶解时容易形成灰包,造成溶解困难,因此需要边搅拌边加入防止形成灰包,有条件最好加热溶解可加速溶解。很多人把灰包误做大量结晶沉淀看待。

2)矿源腐植酸产品属于有机大分子物质,并且具备胶体物质的特性,因此其在盐溶液中会出现溶解缓慢,甚至不溶解的问题,因此配制液体肥时要先溶解矿源腐植酸产品,使其完全溶解后再加入其它肥料。

例如:配方用到原料矿源黄腐酸钾、尿素、磷酸二氢钾、硫酸钾等,如果依次溶解尿素、硫酸钾、磷酸二氢钾,加入矿源黄腐酸钾,最后烧杯里会有大量不溶物小黑点现象(如左图)先溶解矿源黄腐酸钾后,依次添加尿素、硫酸钾、磷酸二氢钾,结果完全不同,黑色小点点沉淀没有再出现,烧杯呈现清亮均一的溶液(如右图)。同样的原料,只是添加顺序不一样,结果完全不一样。

提醒:在使用黄腐酸钾与大量元素配制液体水溶肥时,要先将黄腐酸钾溶解后,再加入大量元素产品进行溶解。要先溶解黄腐酸钾,再溶解碱性肥料,最后溶解酸性肥料,尿素对黄腐酸钾具有增溶作用,在配置黄腐酸钾浓度较高时可以加入尿素来增加溶解性,尿素溶解过程是吸热的,所以要进行加热但温度不要超过50℃

3)在选择原料配制水溶肥时,要考虑每种原料的溶解度,防止加入过多超出溶解度发生析出分层及沉淀现象具体可以参考下图:

 (4)不同矿源腐植酸产品在水中的溶解量是不同的,要根据产品的粘度进行用量选择,以免加入量过多造成液体肥料粘度过高没有流动性

注意:尿素对于矿源腐植酸产品具有增溶降粘的作用,因此在配制液体肥时可添加尿素来改善矿源腐植酸产品的溶解性,降低高腐植酸含量液体肥的粘度。但要注意尿素溶解具有吸热作用,因此需要加热溶解,但温度不要超过50℃,防止尿素水解

02
原料复配问题造成的出现“沉淀”现象

1)因矿源腐植酸产品的特性,在遇到铁、锌、铜、锰、钙、镁等二价及以上金属离子时会发生絮凝沉淀,因此不能直接和这些金属离子进行复配,或者含有二价及二价以上金属离子的大量元素肥料复配,如果要复配需要使用螯合态微量元素产品进行复配,其中硼元素、钼元素因为是以硼酸根、钼酸根形式存在的,可以和矿源腐植酸产品进行复配液体产品

和金属离子复配后出现沉淀

2)黄腐酸钾的抗酸能力较好,溶于水是以胶体溶液形式存在,因此具有胶体的一些性质,在酸性以及高盐双重作用下也容易发生沉淀分层,所以配制液体肥时根据养分含量的高低控制pH。高养分控制pH在6以上,低养分控制pH在4以上

在酸性或高盐环境中出现分层

3)黄腐酸钾的抗酸能力较好,溶于水是以胶体溶液形式存解,钙、质度高时,水中的钙、镁就会使黄腐酸钾絮凝沉淀,黄腐酸钾产品因品质不同抗硬水能力也不同,可以在硬度≤14德国度、硬度≤22德国度、硬度≤30德国度、硬度≤50德国度的水中溶解稳定存在不絮凝沉淀,可根据水质选择不同产品。

在不同硬度水质环境中出现沉淀

4)配制液体肥时尽量不要加入酸类产品,比如硼酸、甲酸、柠檬酸、磷酸等,以免与矿源腐植酸产品发生反应产生沉淀,如需加入要选择黄腐酸含量高,腐植酸含量低的产品。

5)别注意原料是否用了曼海姆法生产的硫酸钾,因为曼海姆法生产的硫酸钾中残存有硫酸,长时间会碳化矿源腐植酸产品,造成不溶解,因为矿源腐植酸产品被碳化,所以因为这个原因造成的不溶解问题,不管加入以上方法中的任何物质都不会使不溶物溶解。所以我们是不建议使用曼海姆法生产的硫酸钾与矿源腐植酸产品配制固体水溶肥。同理炼焦焦炉气回收氨气得到的硫酸铵我们也是不建议与矿源腐植酸产品配制固体水溶肥。

注意:固体产品混合在一起发生反应是一个缓慢的过程,因此在肥料配制完后以上介绍的问题一般是显现不出来的,需要半个月甚至2-3月才会显现出来,所以进行生产前一定要进行配方存放稳定性验证试验。

案例:某企做了一款固体含腐植酸水溶肥,使用的就是曼海姆硫酸钾,实验室复配没问题,大生产刚生产出来也没问题,但是发到经销商处,大概3个月时间,发现该水溶肥溶于水后出现小黑点不溶物沉淀。小黑点沉淀用强碱依然无法溶解,初步判断已经部分被碳化,碳化为不可逆的过程。如果实在需要添加硫酸钾,不建议曼海姆硫酸钾,建议使用卤水法硫酸钾会更好些

腐植酸与肥料之沉淀结晶解析

知识点:在曼海姆法生产硫酸钾的过程中,氯化钾与浓硫酸在曼海姆炉内高温反应,生成硫酸钾和氯化氢。反应完成后,生成的硫酸钾粗料会进入密闭的推料冷却机内进行冷却,然后经中和、粉碎、筛分等工序后得到成品硫酸钾。

曼海姆法工艺反应2KCl+ H2SO4→K2SO4+2HCl↑

6)配制腐植酸液体肥加入菌剂时,要注意菌剂质量,不要引入过多杂菌,以免杂菌繁殖使液体发生变质、分层。

杂菌繁殖使液体发生变质分层


03

腐植酸液体肥

常见的出现结晶问题的原因和解决办法

一、常见的原因如下

1)养分料液浓度过高:当腐植酸液体肥中的养分含量过高,超过了其在当前温度和环境条件下的溶解度,就会导致多余的养分以结晶的形式析出。

2)体系pH值不适宜:腐植酸液体肥的pH值对其稳定性有重要影响。如果pH值过高或过低,可能会改变养分的化学性质,使其溶解度降低,进而导致结晶。

3)温度因素:温度对液体肥的结晶也有显著影响。一般来说,温度降低时,液体肥中养分的溶解度会减小,当温度下降到一定程度,就容易出现结晶现象。特别是在冬季或低温环境下,结晶问题可能会更加突出。

二、解决办法如下

1)优化产品配方,降低养分浓度

2)控制体系pH值:在生产过程中,使用合适的酸碱调节剂,将体系pH值控制在适宜的范围内,一般在5.5-6.5之间,以提高液体肥的稳定性,减少结晶的可能性。

3)控制温度:在生产过程中,尽量保持温度的稳定,避免温度的剧烈变化。对于容易结晶的液体肥,可以在生产后进行适当的冷却处理,但要控制冷却速度,避免过快冷却导致结晶。

04

在含腐植酸

水溶肥应用中常见问题和注意事项

固体水溶肥中矿源腐植酸产品不溶解或溶解不完全的主要原因,有时是上述一种原因,有时是两种或三种原因同时造成的,如何进行判断以下是我们在平时的一些经验。

1、吸潮发生盐析:判断方法是取1g肥料溶解200mL水中,加入1g尿素看不溶解的腐植酸是否会溶解;或者将水中不溶解腐植酸离心或过滤分离出来,单独加入纯水中是否会溶解。如果能够溶解完全,那说明是盐析造成的,减少或者替换含有结晶水或溶解度低的肥料原料。

2、pH偏低或与加入酸性物质发生反应:判断方法是取1g肥料溶解200mL水中,加入少量氢氧化钠看腐植酸是否会溶解,如果能够溶解完全,说明是pH偏低或与加入酸性物质发生反应造成的,调整配方pH或选择抗酸性能好的产品。

3、存在游离的二价及以上金属离子:判断方法是取1g肥料溶解200mL水中,加氢氧化钠有无金属离子氢氧化物沉淀,或者加入EDTA-2Na后腐植酸如果溶解完全,那说明存在游离的二价及以上金属离子造成的,选择纯度高的原料,去掉配方中加入的二价及以上金属盐,用螯合态的微量元素产品替代微量元素盐产品。

在实际工作中我们一般是按照上述方法依次进行判断,如果出现不能完全溶解情况,再采取组合的形式进行判断,确定是否同时存在两种或三种原因。