[doc] 研制复合肥防结块剂小试简要

[doc] 研制复合肥防结块剂小试简要 研制复合肥防结块剂小试简要 2008年第3期 硫磷设计与粉体工程 SP&BMHRELATEDENGINEERING?41? 研制复合肥防结块剂小试简要 蒋振海 (中国石化集团南京设计院,江苏南京210048) 中图分类号:TQ444.04文献标识码:B文章编号:1009—1904(2008)03—0041—02 1对复合肥防结块的思考 复合肥的结块是诸多内外因素共同作用的结 果.因此,防结块的手段应内外兼施,以工艺手段治 其本,以防结块剂治其标. 1,我国的复合肥是以基础肥料为原料,用不同 的工艺生产的.可利用化学反应,在工艺条件允许 的范围内,合理选择配方原料,填料,添加剂,使其生 成枸溶,微溶的化合物,用以改善肥料的性质,提高 肥粒的强度,降低其结块的倾向. 肥料的内存水分和延续的化学反应,是引起结 块的重要因素.内存水分使盐分溶解,加速化学反 应,在适宜温度,气压的条件下,饱和溶液向肥粒表 面扩散,形成饱和盐膜,重新结晶,不断地增长交联 而结块.因此,应按肥料的养分含量,使用的原料, 将肥料干燥至适宜的水分,以尿素为氮源的高氮产 品,水分含量以1%为宜. 肥料的包装温度过高,促进粒内盐分的溶解和 化学反应,促进饱和溶液向肥粒表面扩散,在贮存中 继续冷却时,将会在表面再结晶粘连而结块.因此, 在包装前应予充分冷却,产品温度以45,50c【=为 宜. 在产品水分达标的条件下,肥料颗粒越大越圆 越均匀,其比表面积越小,强度越高,结块的倾向越 低.肥料产品的粒度以2,5mm为宜. 以上的内因,均可通过配方设计,控制生产工艺 条件达到,是防结块的治本手段. 2,复合肥结块的外在表现,是肥粒表面晶体增 长粘连而结块,而这种结块的晶体是由化学反应生 成物的内存溶液向肥粒表面扩散,重新结晶而成. 使用原料,生产工艺不同,发生的化学反应和生成的 化合物亦不同,肥粒表面的结块晶体亦有所差异. 防结块剂应针对这些不同的结块晶体设计,因肥而 异. 防结块剂的某种组分,应能改变结块晶体的性 质,畸化其结晶结构,阻止其增长,降低其结合力,在 肥粒表面形成疏水性膜层,抑制水分的吸收和内存 溶液的扩散.也可使用附着力强的惰性粉末包裹肥 粒表面,起到防止晶体粘连的作用. 防结块剂应是安全环保的. 2试验情况及讨论 试验目的是选择最适宜的化学品,确定防结块 剂的配方,用量,使用工艺. 试验的复合肥有全熔融复合肥钢带水冷造粒, 熔融尿素造粒,团粒法造粒,管式反应器硫磷铵料浆 造粒工艺的产品,其养分含量有36—8—16,25—14 — 14,25—12.5—12.5,18—12—15,20—8—12,15 — 15—5等,均为尿基含氯肥料. 试样有用密封薄膜袋包装,密封广口瓶包装,纸 杯散装的,以未经处理的为对照样,分别观察.散装 样置于室外不淋雨之处,使其经历自然气候的变化, 包装样置于室内. 1,未经处理的放在密封广口瓶的样品,存放半 个月,倾斜瓶子不流动,倒转瓶子不散落,手震瓶身 可松散;存放三个月,不流动,不散落,粒子潮润,有 的粒硬,有的指按可碎;存放六个月,不散落,粒子潮 粘,指按成饼,手捏成粉,有破碎粉未. 样品的这些变化,是肥粒的内存饱和盐溶液向 粒子表面扩散,形成盐膜而使其”发黏”,其黏结力 不强,手震可松散.随着时间的推移,盐膜结晶增长 交联,黏附力大,手震不松散.粒内反复溶解,结晶, 晶体增长,溶液和晶体间的体积差异,造成反复的胀 缩,改变原有的致密程度而使肥粒强度降低,少量破 ? 42? 硫磷设计与粉体工程 SP&BMHRELATEDENGINEERING2008年第3期 碎粉化.肥粒吸潮,内液扩散,使表面潮黏.可以预 见,在堆存压力下,势将变形破碎,黏结成团. 2,经过防结块剂处理的包装样品,在同样的时 间检查,明显优于未处理的样品.六个月样品不潮 不粘不软,指按不碎,手捏不粉,干爽坚硬,松散流 畅,无破碎粉未. 曾对存放九个月的样品进行检查,虽仍松散流 畅,但已不干爽,手捏成粉,指按成饼,强度降低. 样品的情况表明,防结块剂抑制了内存溶液的 扩散,抑制了盐膜和重晶的形成,阻止了重晶的增长 交连,降低了晶体的吸潮速度和程度,是防结块剂改 变了原有晶体的性质,形成疏水性化合物所致.也 表明防结块剂有一定的有效期,产品不能无限期地 贮存. 六个月内样品干爽坚硬,松散流畅,保持了原有 的强度,估计在工厂贮存中肥粒的变形破碎,粉化 也不会严重,有待工厂验证. 3,散装的样品在天气晴朗时无差别,均松散流 畅.在连续三天雨时,未经处理的,一天雨已上下粒 子全潮湿,两天雨则粒软,手捏成泥,有结团,三天雨 粒子手捏成浆,样品烂糊. 经处理的散装样品,一天雨仍干爽,两天雨,仅 表面的粒子潮,水分渗透深度小,下层粒子仍干爽流 畅,三天雨,上下粒子潮,仍硬,可流动. 在继续存放中,未经处理的不易自然干燥,有结 团,不松散,强度大为降低,表面有针状白晶.经过 处理的易自然干燥,干后松散不结,强度也降低,表 面针状白晶少. 样品情况表明,经防结块剂处理后,其吸潮软化 溶解的速度和程度明显低于未处理的,水分在料层 内的渗透深度也小,持水能力提高. 特别引起关注的是用熔融型防结块剂处理全熔 融冷却造粒产品36—8—16,在连续11天的阴雨连 绵天气中,未经处理的样品一天雨全潮湿,已有少量 溶液,五天雨已全部化为溶液,在后来的自然干燥 后,杯中无残留物,全部蒸发.而经处理的,三天雨 粒子仍不潮,坚硬,流动.十天雨有部分化成溶液, 直至十七天才全部化成溶液,在后来的自然干燥后, 杯中有残留的粉状物,其数量远多于防结块剂的使 用量,此粉状物再经阴雨天气,不潮不结不化. 从对比的情况看,此粉可以排除为纯肥料,也可 排除为纯防结块剂,估计是防结块剂与肥料组分结 合的物质,是疏水性的,具有防结块作用.佐证了所 研制的防结块剂的设计理念是实在的,选用的化学 品是显效的. 历时一年半的试验情况表明,防结块剂的设计 理念正确,配方合理,效果显着,用量适宜,使用方 便.在工厂使用时,熔剂喷涂铺展更均匀,粉剂包裹 更紧密,效果会比小试更好. 3研制的复合肥防结块剂的剂型及特点 经一年半的试验筛选,确定了三种剂型,每种剂 型有针对不同类型肥料的配方. 3.1防结块剂的剂型 1,熔融型. 由熔融槽间接加热熔融,在包裹机中喷涂,流动 铺展,均匀涂布在肥粒表面上,用量0.1%,0.15% (肥料质量计,下同). 2,黏结剂加粉剂型 在包裹机中间加一挡圈,挡圈前喷涂黏结剂,流 动铺展在肥粒上,挡圈后包裹粉剂.用量:黏结剂 0.06%,粉剂0.5%,0.6%. 3,粉剂型 粉剂加入造粒机出料挡圈前,借助热量和在造 粒机,干燥机中滚动,紧密包裹在肥粒上,用量0.5% 一 0.6%.’ 3.2防结块剂的特点 1,效果显着,在六个月内,肥粒干爽,坚硬,松散 流畅. 2,安全环保,无毒无害,不燃不爆,无刺激性,无 腐蚀性,对人,物,环境不造成危害. 3,成本低廉,原料从市场采购,不使用紧缺资 源,有的价格便宜,防结块剂用量少,可降低防结块 剂的生产成本,降低复肥厂的防结费用. 4,使用方便,利用复肥厂已有设施或稍加改造 即可使用. 5,防结块剂生产工艺简单易行,投资少,消耗 低,安全环保,市场广阔,效益丰厚,是合适的投资项 目.大型复肥厂自建防结块剂生产装置,则可大幅 降低防结块费用. 作者简介:蒋振海(1935一),男,广西玉林人,高级工程师,长 期从事磷复肥的工艺设计与技术开发工作. (收稿日期2008—04—26)