磷矿资源绿色全量利用技术研究现状及突破思路

磷矿是一种战略性、不可再生的矿产资源。介绍了世界及我国磷矿资源的概况,指出了我国磷矿资源利用中存在的主要问题;从磷矿加工技术、磷矿加工副产物资源(如黄磷渣、磷尾矿、萃余酸、淤渣酸、磷石膏)的高效利用、磷矿伴生资源综合利用等3方面阐述了磷矿资源绿色全量利用技术的研究现状,并提出了磷矿资源绿色全量利用的突破思路。

植物油基聚氨酯包膜肥料研究进展

缓释肥包膜材料采用的聚氨酯主要由石油基原料制备,由于石油基聚氨酯成本高、环境风险较大,近年来逐渐被生物基聚氨酯所取代。在众多的生物基材料中,植物油因价格低廉、来源广泛、无毒性、可生物降解等特点,成为缓控释肥料膜材的研究热点。本文分别综述了植物油基多元醇的制备方法,植物油基聚氨酯包膜的分类,植物油基聚氨酯包膜肥料的改性及应用。环氧开环、酯交换反应、氨解法、加氢甲酰化以及臭氧氧化还原是植物油改性制备植物油基多元醇的常用技术手段。丙烯酸酯、环氧树脂、有机硅、氟改性、纳米材料等是植物油基聚氨酯包膜材料改性的常用原料,试验证明植物油基聚氨酯包膜肥料具有减少氨挥发、氮淋溶,提高氮素利用效率的作用。如何提高植物油基聚氨酯交联密度、降低生产成本、深入揭示缓释机理以及扩大在大田试验的应用场景将是今后研究的重点。

外源酶强化厨余垃圾好氧堆肥降解及氮素转化

中温淀粉酶、葡萄糖氧化酶及β-葡聚糖酶分别以60 mg/kg的比例加入厨余垃圾好氧堆肥堆体中,考察其对好氧堆肥过程堆肥周期、固氮效果、有机物降解的影响及其潜在机制。结果表明,尽管堆肥过程中三种外源酶添加没有强化高温期的峰值表现,但是中温淀粉酶和葡萄糖氧化酶可以使堆肥有机质降解率提高3.8%~4.1%,这可能归因于酶解预处理导致的酸积累。此外,中温淀粉酶和β-葡聚糖酶有效加速了堆肥的氨化过程,而葡萄糖氧化酶有利于硝态氮的累积,提升硝态氮含量6.0%,表明外源酶会产生酶的连锁反应,分别刺激β-葡萄糖苷酶和脱氢酶的活性。

微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定有机肥中镉、砷、汞、铅、铬含量

采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定,比较湿法消解30 min,湿法消解至近干和微波消解等不同前处理方法对有机肥料中镉、砷、汞、铅、铬元素的提取效果,建立了一种基于ICP-MS测定有机肥料多种重金属元素含量的方法。结果表明:湿法消解至近干和微波消解法对有机肥多元素成分分析标准物质(RMH-F001)中5项重金属含量的测试结果均满足标准要求,方法定量值、标准值偏差分别低于6.3%、5.7%;硝酸/过氧化氢体系-微波消解处理下,样品结果稳定性最佳,相对标准偏差为0.8%~6.8%,相对偏差为1.1%~9.0%,相对相差为2.2%~18.0%,加标回收率为99.4%~102.9%。硝酸/过氧化氢体系-微波消解-ICP-MS法可作为有机肥中5项重金属统一化测定的常规方法。

中国钾盐资源开发利用现状及建议

钾是保证农作物生长的必须营养元素,钾盐资源主要用于钾肥生产。作为钾肥消费大国,中国钾资源匮乏,钾盐已经被列入战略性矿产目录,钾盐资源供应安全对国家安全保障具有重要意义。列举了全球和国内钾盐资源的基本情况,分析了全球和国内钾肥的生产和消费情况,介绍了中国钾盐资源制备钾肥的主要生产技术,并结合中国钾盐生产现状,对未来中国钾盐行业提出了一些建议,包括持续加快接续资源选区评价、持续关注盐湖卤水品位变化、加强工艺技术研究等。

适用可再生能源不确定特性的合成氨多稳态柔性工艺技术

双碳背景下,风光可再生能源发电是能源发展的重要方向,“绿氢”由于其长周期存储和零碳特征,可以有效解决风光电力消纳的难题,有望与电能一同成为未来能源体系的两大支柱。但是由于氢气自身特性和氢脆造成的材料瓶颈,“绿氢”发展遇到制储运多环节安全性与经济性挑战。绿电制氢制氨的“电制绿氨”路径被认为是解决“绿电”“绿氢”技术经济困局的重要途径之一。针对风光资源的不确定性,分析了基于合成氨“哈-博”工艺多种解决方案的优劣,提出了多稳态柔性“电制绿氨”工艺模式以解决“源网氢氨”复杂技术特征耦合下的设计、装置和运行问题;研究了多稳态柔性“电制绿氨”工艺的系统性技术架构、整定经济运行负荷与运行周期的最优化方法;开发了电氢氨一体化数字仿真模型,计及电力约束、资源波动、氢氨需求、系统运行效率和可靠性等因素,对全场景、全流程下的“电制绿氨”进行协同优化,形成了一套面向动态运行的绿电耦合化工的设计方法;研究了催化剂结构性能调优与合成塔内件结构的优化方法,开发了复杂变工况条件的催化剂宏观动力学模型,以及电氢氨一体化协同调度与智能控制技术。多稳态柔性“电制绿氨”工艺实现了合成氨经济运行负荷在30%~110%,负荷调节速率在0.5~1.0%/min,支持日、班,及班内多时域负荷调节要求,30%~110%负荷运行下单位合成氨综合能耗均优于GB 21344—2015《合成氨单位产品能源消耗限额》的标杆值。

控失尿素对氮素利用率、土壤硝态氮含量及冬小麦增产效果的影响

为探索控失尿素的施用方法,发现控失尿素在施用中存在的问题,以冬小麦为试验对象,开展了田间小区试验,考察了不同施肥处理和施肥方式对冬小麦产量、氮素利用率和土壤硝态氮含量的影响。结果表明:施氮处理的冬小麦产量高于不施氮处理的,处理间差异极显著;氮素施用量和施肥方式相同时,控失尿素处理的冬小麦产量高于普通尿素处理的,处理间差异极显著;氮素施用量和肥料品种相同而施肥方式不同时,底施+追施的增产效果优于全底施的,处理间差异显著;控失尿素氮素施用量比普通尿素减少20%的条件下,冬小麦产量无显著性差异;与施用普通尿素的处理相比,施用控失尿素的处理不仅氮素利用率高,且均不同程度地降低了土壤中硝态氮的含量。施用控失尿素可以提高冬小麦的产量和氮素利用率,降低土壤中硝态氮的含量。

利用六羟甲基三聚氰胺生产废水制备脲醛缓释肥

利用六羟甲基三聚氰胺(HMM)生产中含甲醛的废水制备脲醛缓释肥,考察反应U/F摩尔比、温度和pH对制备反应的影响。结果表明,HMM废水制备脲醛缓释肥的优化条件为:U/F=1.80,亚甲基化反应温度49.8℃,羟甲基化反应pH=7.7。在优化条件下,HMM生产废水的甲醛转化率可达99.1%,制备的脲醛缓释肥尿素氮含量为4.2%,总氮含量为36.7%,AI值45.3%,均满足GB/T 34763—2017的要求。

机械活化在缓释肥料产品创新上的研究与应用进展

主要介绍了机械活化的原理,综述了机械活化在缓释肥料上的应用、机械活化的影响因素及机械活化的可持续性评价等研究进展,并对未来机械活化的研究方向进行了展望,以期为实现机械活化在肥料上的绿色生产和高效应用提供参考。

肥料产品绿色智能设计思路

肥料是支撑农业绿色发展转型的重要载体。我国化肥行业存在能源消耗高、绿色清洁技术少、肥料与农业需求脱节等问题。针对现有问题,根据张福锁院士提出的“绿色智能肥料”新理念,从肥料绿色化、智能化设计角度提出一种产品设计思路,对创制在资源属性、能源属性和环境属性方面实现养分资源充分利用的绿色智能肥料产品进行探索性讨论。

CO_(2)压缩机组驱动汽轮机节能改造与安装

某进口CO_(2)压缩机组驱动汽轮机已运行45年,存在缸体变形、效率低、轴承磨损等问题。为解决上述问题,决定更换1台国产新机。文章对压缩机组汽轮机节能改造与安装的过程进行了分析和总结,并通过该汽轮机节能改造与安装项目研究了新、旧汽轮机在结构设计方面的异同;同时,针对四轴系的大型压缩机组,研究了如何在保证压缩机3个轴系不动的情况下,以低压缸为基准实现汽轮机中心在前后、高低、左右3个坐标方向上高精度(0.01 mm级)定位的方法,并利用该方法完成了新汽轮机(总质量22 t)的逆向、精准安装。

肥料中重金属含量现状、限量和检测标准的研究进展

肥料中含有Cd、Hg、Pb、Cr、As等重金属元素,是影响土壤生态和农产品质量安全的重要因素。本文综述了近年来我国肥料重金属含量现状、限量标准和检测标准的研究进展,对国内外肥料中重金属检测方法(如AAS、AFS、ICP-AES、ICP-MS)进行总结,对肥料中重金属检测前处理方法(如电热板消解、高压密闭消解、微波消解等)分析比较,同时进一步指出肥料重金属检测的未来发展趋势和研究方向,以期为相关领域的应用和研究提供参考。

pH响应材料及其在智能肥料中的应用

肥料行业的发展正从传统化肥向新型肥料转变。肥料使用在保障粮食安全方面发挥了重大作用,但传统肥料利用率低、养分损失大、环境风险加剧,大多数肥料产品不能按照作物的营养需求规律实现养分精准供应。而智能肥料的研发与创新为解决该问题提供了有效途径,在时空上更精准匹配作物对养分的需求。本文系统综述了pH响应材料的类型、来源及响应机理,探讨pH响应材料的化学结构对pH响应行为的影响,提出pH响应材料促进根肥互馈的观点,剖析pH响应材料在智能肥料中的应用前景,进一步明确pH响应材料在绿色智能肥料创制领域的应用潜力、未来的研究方向及面临的挑战。文章以根肥互馈理念为核心,综合考虑pH响应材料与作物根际酸化效应,设计并利用pH响应材料把根分泌物与智能肥料有机连接,提出开发pH响应肥料的创新思路,指出根肥互馈是协同肥料养分释放和作物养分吸收的关键,提出基于根肥互馈原理匹配作物养分需求规律且具有环境友好性的绿色智能肥料将成为新型肥料的发展趋势。

高强度速分散硅钙颗粒制备及团聚机理研究

以钙硅粉体为原料,添加木质素磺酸钙-壳聚糖有机黏结剂,通过圆盘造粒技术制备硅钙球团颗粒,考察黏结剂、木质素磺酸钙、壳聚糖添加量以及干燥温度等对硅钙球团颗粒抗压性能及速散性的影响,并对造粒工艺条件进行优化;借助于XRF、XRD、FTIR等技术对原料及样品进行表征,探究硅钙粉体团聚成粒的机理。结果表明,最佳成型造粒条件为:木质素磺酸钙添加量3.75%,壳聚糖1.25%,干燥温度115℃,颗粒团聚紧密,平均抗压强度为34.4 N,亲水基团加速了水分子向颗粒内部渗透,静水实验结果显示,51 s内样品可完全崩解。

玉米秸秆纤维素基保水缓释肥的制备及性能研究

以玉米秸秆纤维素(CSC)和丙烯酸(AA)为原料,采用溶液聚合法制备可降解高吸水聚合物玉米秸秆纤维素-g-聚丙烯酸(CSC-g-PAA)。通过扫描电镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对CSC-g-PAA材料的形貌和结构进行表征。进一步研究CSC-g-PAA在土壤中的持水性、保水性以及降解性。结果表明,CSC-g-PAA在去离子水中的吸水率可达702.89 g/g, 5次循环后CSC-g-PAA的吸水率仍然为初始吸水率的47.27%;添加土壤3%(质量分数)的CSC-g-PAA,土壤持水率为70.51%,36 d后保水率为15.50%;CSC-g-PAA在土壤中50 d的降解率为24.14%。采用液体浸渍法CSC-g-PAA尿素最高负载率为81.76%,具有优异的缓释性能,符合M_(t)/M_(∞)=Ktn模型。CSC-g-PAA能集吸水、保水和负载养分及缓释的功能于一体,在农业生产中具有节水、减施增效的巨大潜力。

尿素熔融泵的改造小结

介绍了尿素熔融泵运行的现状,针对该泵运行过程中存在的周期短、故障多、检修频繁等问题,提出了相应的优化与改进措施。改造后,取得了很好的效果。

微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定肥料中9种污染元素

采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定,超级微波消解并优化不同类型肥料的消解条件,建立了超级微波-ICP-MS测定多种类型肥料中V、Cr、Co、Ni、As、Cd、Hg、Tl、Pb 9种污染元素含量的方法。本方法的线性相关系数均大于0.9999,方法检出限范围为0.000500~0.0293 mg/kg,各元素加标回收率为85.0%~110%,该方法灵敏度高、准确度较好,可实现不同类型肥料样品中多元素的准确测定。

核壳结构Co_(3)O_(4)@MnOx整体式催化剂的碳烟催化燃烧性能

采用两步水热法在泡沫镍基底上合成了具有纳米棒形貌的Co_(3)O_(4)@MnOx整体式催化剂,通过X射线衍射、X射线能谱分析、氢气-程序升温还原、X射线光电子能谱、拉曼光谱和碳烟-程序升温还原等手段对催化剂进行表征,在微型固定床反应器上评价了其催化碳烟燃烧性能,通过等温动力学实验探究了催化剂的本征活性。结果表明,Co_(3)O_(4)@MnOx催化剂呈现了以Co_(3)O_(4)为核、以MnOx为壳的核壳结构。与催化剂Co-NW相比,Co_(3)O_(4)@MnOx催化剂中Co_(3)O_(4)与MnOx之间的相互作用使其表面产生了更多高价物种Mn^(4+)和Mn^(3+)以及更多的表面氧空位,其氧化还原性能提高,催化剂的活性氧物种数量增加了两倍,催化性能得到改善,在NO存在的反应气氛中使碳烟起燃温度降低148℃。此外,相比催化剂CoNW,Co_(3)O_(4)@MnOx催化剂使碳烟燃烧反应的活化能从113.6 kJ/mol降低至102.2 kJ/mol,催化剂的本征活性提高了两倍。

宁夏石化大量元素水溶肥料通过备案

“西北地区春耕在即,我们将加快推动大量元素水溶肥料投入批量生产。”2024年3月4日,宁夏石化公司规划和科技信息部经理姜磊表示。由宁夏石化研发的大量元素水溶肥料近日在农业农村部正式获得备案,自此,公司液体水溶肥产品具备了依法合规生产和市场销售资格。在国家大力推动农业供给侧结构性改革、促进农业绿色发展的背景下,宁夏石化以推动化肥产品变“同质”为“优质”。

不同增效氮肥的制备及缓释性能研究

尿素添加增效剂,采用圆盘造粒法制备增效氮肥,考察了增效剂种类、增效剂添加量、黏结剂种类及黏结剂添加量对增效尿素产品缓释性能的影响。借助于SEM、FTIR等表征技术,结合颗粒平均强度等性能测定分析产品的构效关系。实验结果表明,在静水环境中,增效剂选用质量分数为5%的硼酸、黏结剂选用质量分数为5%的CaCl_(2)制备出的肥料样品缓释性能最佳,在7 d内尿素态氮缓释率仅为81.54%;SEM显示,最优条件下所制备的肥料样品内部形成了三维网络结构;FTIR显示,样品中引入了钙离子,增效剂和黏结剂双重作用,使得尿素结构发生变化,提升了样品的氮缓释性能。