復(fù)混肥結(jié)塊現(xiàn)象的分析與解決措施

復(fù)混肥結(jié)塊現(xiàn)象的分析與解決措施

0復(fù)混肥結(jié)塊問題復(fù)合混肥是指至少有兩種類型的氮、磷、鉀養(yǎng)分的化學(xué)或物理方法加工而成的產(chǎn)品。由于其特殊性，在實(shí)際應(yīng)用中，與其他肥料結(jié)合的現(xiàn)象更加明顯。復(fù)合混肥的問題一直困擾著化肥公司。這不僅給存儲(chǔ)和運(yùn)輸產(chǎn)品帶來困難，也給用戶使用帶來不便。因而,解決復(fù)混肥的結(jié)塊問題是當(dāng)前的緊迫任務(wù)。1原料及其加入量實(shí)際應(yīng)用中復(fù)混肥結(jié)塊現(xiàn)象較為明顯,其主要影響因素和表現(xiàn)形式有a.水分是影響化肥結(jié)塊的最主要因素。一方面水分的存在會(huì)導(dǎo)致毛細(xì)粘結(jié)并產(chǎn)生晶橋,另一方面水分會(huì)導(dǎo)致化肥顆粒軟化,在壓力作用下產(chǎn)生變形,使顆粒間接觸面積變大,增大了顆粒間的結(jié)合強(qiáng)度。b.原料組成。復(fù)混肥生產(chǎn)所用的原料主要包括尿素、氯化銨、磷酸一銨、磷酸二銨、重鈣、氯化鉀、硫酸鉀、過磷酸鈣、硝酸銨和碳酸氫銨等,這些原料都有不同程度的吸濕性。不同原料混合后,吸濕性會(huì)發(fā)生變化。例如磷酸二氫銨在與硝酸銨混合時(shí),會(huì)使其吸濕點(diǎn)明顯下降。如果原料選擇不當(dāng),就會(huì)導(dǎo)致吸濕點(diǎn)降低,吸濕性增強(qiáng)。所以在設(shè)計(jì)配方時(shí),應(yīng)考慮原料的物理、化學(xué)性質(zhì),合理搭配,盡量降低其吸濕結(jié)塊傾向。c.品位高低。高濃度混肥中不溶于水的“惰性”物質(zhì)少,結(jié)合鍵間的結(jié)合力大,因此,高濃度復(fù)混肥比低濃度復(fù)混肥易結(jié)塊。d.溫度。溫度對(duì)結(jié)塊的影響主要體現(xiàn)在儲(chǔ)存和包裝兩方面。在儲(chǔ)存過程中若有溫度變化,一方面溫度升高會(huì)使原料間相互作用生成凝結(jié)水,在這些水分存在下會(huì)引起溶解—結(jié)晶重復(fù)發(fā)生,促使晶橋生成;另一方面還會(huì)引起某些物質(zhì)的物理化學(xué)作用,如晶型轉(zhuǎn)變。此外化肥的堆放、顆粒均勻性及強(qiáng)度等對(duì)結(jié)塊都有影響。因此在實(shí)際生產(chǎn)操作中應(yīng)注意,并借助一定的手段來防止結(jié)塊發(fā)生。2油包水型防結(jié)塊劑為了防止復(fù)混肥結(jié)塊,國內(nèi)外做了大量工作,較常見的就是向復(fù)混肥中加入防結(jié)塊劑。常見的防結(jié)塊劑可分為3類:a.改性的惰性粉末型,如高齡土、二氧化硅、硅藻土和滑石粉等。b.油溶型疏水物,如十八胺、石蠟等活性組分,用機(jī)械油為包裹劑載體,并加入乳化劑使其在任何溫度均可以互溶,高溫乳化形成穩(wěn)定的油包水型乳液,冷卻后形成防結(jié)塊劑胺片。c.水溶型,如常見的水溶型防結(jié)塊劑是表面活性劑型,有陰離子型、陽離子型和非離子型。利用改性后的惰性粉末作為防結(jié)塊劑,添加量一般較大,對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成較大影響,且操作時(shí)粉塵現(xiàn)象嚴(yán)重加上其防結(jié)塊能力欠持久因而逐漸被淘汰;油溶型疏水物防結(jié)塊劑,消耗大量機(jī)油作溶劑,成本高,而且油溶型物質(zhì)在土壤中不易降解,污染環(huán)境;水溶型防結(jié)塊劑中非表面活性類有機(jī)化合物防結(jié)塊劑功能單一,使用效果一般。因此國內(nèi)外使用最多的是表面活性劑類防結(jié)塊劑,該類防結(jié)塊劑可以有效降低顆粒表面溶液的表面張力,使毛細(xì)管吸附力降低,還可吸附于晶體表面形成疏水層,阻礙晶體與大氣的水分交換,從而起到防結(jié)塊效果。最主要的是這類防結(jié)塊劑在水中溶解性好、使用方便、成本低且無污染。因此本課題從這里入手并結(jié)合復(fù)混肥的結(jié)塊機(jī)理,開發(fā)一種新型的水溶型復(fù)混肥防結(jié)塊劑。3防雨處理性能評(píng)價(jià)選擇固化周期、穩(wěn)定性和防結(jié)塊性能作為考核指標(biāo)來評(píng)價(jià)本水溶型防結(jié)塊劑性能的好壞。3.1成膜時(shí)間的影響固化周期是指防結(jié)塊劑從被均勻噴在復(fù)混肥顆粒表面形成一層薄膜到膜干燥時(shí)所用的時(shí)間。實(shí)際操作時(shí)成膜時(shí)間太長會(huì)使肥料表面潮濕,肥料顆粒間發(fā)生粘結(jié),加速結(jié)塊,同時(shí)也延長了包裝時(shí)間;成膜時(shí)間太短又會(huì)使產(chǎn)品接觸到肥料表面迅速固化,很難在肥料表面均勻包膜。本品經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)檢測得到的成膜時(shí)間基本控制在3~5min,跟生產(chǎn)操作需要相符。3.2防結(jié)塊劑的使用和儲(chǔ)存本實(shí)驗(yàn)用濁點(diǎn)為指標(biāo)來考核產(chǎn)品的耐低溫性。濁點(diǎn)即溫度不斷降低直至防結(jié)塊劑出現(xiàn)混濁時(shí)的溫度。由于四季溫差較大,南北氣候不同,這就要求防結(jié)塊劑的使用和儲(chǔ)存都有較廣泛的溫度范圍,常見的防結(jié)塊劑雖然高溫下有較好的流動(dòng)性,但是一旦溫度降低就會(huì)變渾濁甚至?xí)謱印Ｐ枰脮r(shí)還要加熱,甚至有些防結(jié)塊劑在濁點(diǎn)溫度以下就損失了其原有功能。這就增加了廠商的生產(chǎn)成本,甚至?xí)斐森h(huán)境污染。因此選用濁點(diǎn)作為參考標(biāo)準(zhǔn),來判斷防結(jié)塊劑的配比的好壞。經(jīng)試驗(yàn)本品(有效組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%時(shí))在-15℃左右仍保持較好的流動(dòng)性和均一性。其良好的穩(wěn)定性保證了本防結(jié)塊劑具有較好的適用范圍。3.3防結(jié)塊劑與成膜劑的復(fù)配溶解性的好壞直接決定防結(jié)塊劑對(duì)復(fù)合肥結(jié)塊起正作用還是副作用,如果產(chǎn)品在水中溶解性太小,生產(chǎn)中要溶解防結(jié)塊劑就需加入大量的水,這樣反而加速復(fù)混肥料結(jié)塊。因而選擇在水中溶解性很強(qiáng)且其水溶液有很好的粘接性和成膜性的高聚物作為成膜劑,與表面活性劑等乳化劑在一定條件下進(jìn)行復(fù)配,實(shí)驗(yàn)證明其產(chǎn)品能與水以任意比互溶。生產(chǎn)中考慮到儲(chǔ)存、運(yùn)輸、肥料含水量的要求,配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的溶液使用。4復(fù)混肥的防結(jié)塊效果檢測防結(jié)塊劑效果最直接有效的方法就是模擬工廠生產(chǎn)操作,將其均勻噴涂到復(fù)混肥顆粒表面。本設(shè)計(jì)采用實(shí)驗(yàn)室快速堆壓法,選擇易結(jié)塊的高品位(N-P2O5-K2O=25-9-6)復(fù)混肥進(jìn)行防結(jié)塊試驗(yàn)。按照防結(jié)塊劑的使用方法分步進(jìn)行。a.先按照所需量取一定量的水注入溶解槽,加熱至80℃左右,開啟攪拌槳然后加入防結(jié)塊劑進(jìn)行溶解稀釋。b.水和防結(jié)塊劑按比例配好后,繼續(xù)升溫,使溫度保持在85℃左右,繼續(xù)攪拌數(shù)分鐘使配料均勻。c.配好和混勻的液體防結(jié)塊劑通過計(jì)量輸送泵(本實(shí)驗(yàn)按照0.15%~0.25%的添加量)噴灑在撲粉筒內(nèi)翻滾的顆粒肥料表面。采用同樣的方法將防結(jié)塊劑均勻噴涂到某工廠生產(chǎn)的復(fù)混肥顆粒表面。每種類型的防結(jié)塊劑取3份進(jìn)行平行試驗(yàn),每份取200g裝入規(guī)格為98mm×58mm的塑料袋中密封,分別記為A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3(其中C1、C2、C3為不加任何防結(jié)塊劑的復(fù)混肥,作為空白試驗(yàn))。采用小包堆壓法模擬12包(50kg/包)的堆高所產(chǎn)生的壓力對(duì)其施壓,以防結(jié)塊率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。30d后取出,將各袋肥料從lm高處水平自由跌落至堅(jiān)硬的平面上,正反各1次,拆包后用5mm篩子篩分,分別稱量每袋通過篩網(wǎng)和未通過篩網(wǎng)肥料量,計(jì)算每袋的防結(jié)塊率,結(jié)果見表1。由表1可知,以上防結(jié)塊劑的防結(jié)塊效果為:自制的防結(jié)塊劑>工廠生產(chǎn)的防結(jié)塊劑>空白試驗(yàn)。可知本研究生產(chǎn)的防結(jié)塊劑不但使用方便而且在相同的操作環(huán)境下防結(jié)塊效果明顯優(yōu)于其他產(chǎn)品。5防結(jié)塊性能特點(diǎn)本復(fù)混肥防結(jié)塊劑在配方中加有膜增強(qiáng)劑、顆粒穩(wěn)定劑、抗粘連劑、晶控劑和光亮劑等。不僅能有效防止肥料結(jié)塊,同時(shí)具有提高顆粒強(qiáng)度、抑制粉塵的功效,并使復(fù)合肥產(chǎn)品的外觀粒度更加均勻、光滑度更好、更富光澤性。各項(xiàng)性能指標(biāo)優(yōu)于目前國內(nèi)外市場上的同類產(chǎn)品。突出特點(diǎn)如下:a.防結(jié)塊使用方便,無需溶劑,不用加熱,可直接使用,在包裹筒入口處,噴涂在肥料表面包裹均勻即可。b.抑制粉塵能力強(qiáng),提高產(chǎn)品顆粒強(qiáng)度和改善外觀質(zhì)量效果顯著。c.不降低肥料養(yǎng)分,無毒、不燃、無異味、無腐蝕性、對(duì)人體無害、對(duì)環(huán)境無污染。d.適用范圍廣,可用于多種顆粒狀肥料,如高氮復(fù)合肥、廣譜型復(fù)合肥、硝酸銨、磷酸一銨、磷酸二銨等。e.生產(chǎn)工藝簡單,成本低廉,用量少,一般使用量為1.0~2.0kg/t肥。6復(fù)配而制的水溶液防結(jié)塊劑在復(fù)配中的應(yīng)用用表面活性劑對(duì)復(fù)混肥進(jìn)行防結(jié)塊處理,已經(jīng)逐漸被化肥生產(chǎn)企業(yè)所接受。科學(xué)的發(fā)展對(duì)肥料防結(jié)塊劑效果、使用條件、成本等也有了更高的