液体肥是一种通过灌溉系统施用,利用率高、见效快的新型肥料。配制液体肥需满足氮磷钾大量元素的配比要求,受溶解度限制,液体肥在低温下常出现结晶、沉淀等现象,这不仅影响肥料的利用率,也会造成输送设备和喷滴头堵塞等问题。本文在常温和低温下对五种钾盐(KCl、KNO3、KH2PO4、K2HPO4、K2SO4)两两组合的混盐在水中的液固相平衡进行研究,为液体肥的配方设计提供基础数据。主要研究内容如下:(1)通过等温溶解平衡法分别测定了KCl-KH2PO4-H2O、KCl-KNO3-H2O、KCl-K2SO4-H2O、KNO3-KH2PO4-H2O、KNO3-K2HPO4-H2O 和 K2SO4-KH2PO4-H2O 六个体系在278.2 K、288.2 K和298.2 K温度下的液相平衡数据,采用湿渣法确定平衡固相组成,绘制三元平衡相图并划分出不饱和区、单盐结晶区和共结晶区。结果表明,这六个体系均是简单共饱和型,无复盐和固溶体形成;随着温度的升高,KCl、KNO3、KH2PO4、K2HPO4和K2SO4在水中的溶解度都增大,不饱和区的面积均扩大。(2)将盐溶解平衡方程和混合电解质Pitzer模型方程联立得到关于Pitzer参数的多元线性方程组,采用经验方程计算KCl和K2SO4在不同温度下的Pitzer单盐参数,根据溶解度实验数据拟合出不同温度下KH2PO4、KNO3和K2HPO4的Pitzer单盐参数和Pitzer混合离子作用参数。利用计算得到的单盐参数和混合离子作用参数,通过MATLAB软件编程求解盐溶解平衡常数K关于离子浓度的非线性方程,得到六个实验体系的理论溶解度,计算结果与实验值吻合较好。(3)以KCl-KH2PO4-H2O和KN03-KH2PO4-H2O两个三元平衡相图为例,划出了符合NY 1106-2010标准的液体肥配方区域。依据液固平衡数据,分别以水和沼液浓缩液为溶剂,设计了 N-P2O5-K2O配比为7.06-3.14-9.80的高钾型液体肥和配比为5.4-9.6-5.0、6.0-9.6-5.0的高磷型液体肥的配方,并考察了各配方的溶解性。