正確認(rèn)識(shí)復(fù)合肥結(jié)塊的機(jī)理及防結(jié)塊的方法

隨著國(guó)產(chǎn)化肥的不斷的進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)，以及農(nóng)民朋友對(duì)肥料的要求也越來(lái)越高，對(duì)化肥企業(yè)也是一種挑戰(zhàn)，所以肥料企業(yè)需要不斷的改進(jìn)和改善工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量，為市場(chǎng)提供更具有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品！但是，復(fù)合肥結(jié)塊，影響著產(chǎn)品質(zhì)量，以及消費(fèi)者對(duì)公司、對(duì)產(chǎn)品的印象，解決復(fù)合肥結(jié)塊問(wèn)題是各個(gè)肥料廠家面臨的共同挑戰(zhàn)。但是由于復(fù)合肥結(jié)塊的原因多樣化，生產(chǎn)工藝差異化，技術(shù)水平各有不同，生產(chǎn)條件及天氣等原因的差別化，為此解決復(fù)合肥結(jié)塊問(wèn)題沒(méi)有統(tǒng)一的定論，只有科研人員和廠家結(jié)合，根據(jù)具體的情況來(lái)解決問(wèn)題。
一、肥料結(jié)塊的機(jī)理
只有掌握復(fù)合肥結(jié)塊的原因才能采取合適的方法解決肥料的結(jié)塊問(wèn)題。經(jīng)過(guò)對(duì)物質(zhì)顆粒表面使用電鏡和X光衍射技術(shù)進(jìn)行觀察和研究，目前公認(rèn)的是晶體橋連理論和毛細(xì)吸附理論，由Gamondes于1977年提出。
1） 晶體橋連理論
晶體橋連理論認(rèn)為由于肥料自身（晶體性質(zhì)、化學(xué)組成、粒度、粒度分布、晶體的幾何尺寸）和外界條件（濕度、溫度和壓力）的變化，水分不斷從內(nèi)部想顆粒表面擴(kuò)散（或因表面吸濕），促使顆粒表面溶解、重結(jié)晶，從而在顆粒間隙處形成晶體橋接，隨著時(shí)間的推移，這些晶橋彼此間相互結(jié)合，逐漸形成大的團(tuán)體。棉花糖理論
2） 毛細(xì)吸附理論
該理論認(rèn)為：具有吸濕性的肥料在其臨界相對(duì)濕度（或叫吸濕點(diǎn)，簡(jiǎn)寫(xiě)為CRH，用他來(lái)表示肥料的吸濕性，即在一定的溫度下，肥料開(kāi)始吸收空氣中的水分或者肥料失水時(shí) 空氣相對(duì)濕度）以上吸收水分，在晶體表面形成肥料的飽和溶液膜。這種溶液膜加速了毛細(xì)吸附，毛細(xì)管彎月面上的水的飽和蒸汽壓低于外部的飽和蒸汽壓，外部水蒸氣擴(kuò)散至顆粒間，從而吸濕潮解，由表面張力形成的凹面使離子向顆粒接觸處移動(dòng)，導(dǎo)致相鄰顆粒間形成交聯(lián)和粘結(jié)成團(tuán)。
晶體橋連理論和毛細(xì)管吸附理論可以解析許多無(wú)機(jī)化合物的結(jié)塊現(xiàn)象，二者都認(rèn)為肥料結(jié)塊的原因是表面先被溶解之后繼發(fā)重結(jié)晶，從而使小晶粒結(jié)合成團(tuán)。
3） 化學(xué)反應(yīng)理論
該理論認(rèn)為：化肥在造粒過(guò)程中不可能完全反應(yīng)，但在貯存過(guò)程中會(huì)繼續(xù)反應(yīng)生成復(fù)鹽，從而引起重結(jié)晶和結(jié)塊。這些反應(yīng)伴隨著放熱和釋放水分，使復(fù)鹽成分發(fā)生變化，導(dǎo)致顆粒體積的改變，造成產(chǎn)品出現(xiàn)崩裂分化和結(jié)塊現(xiàn)象。
4)塑性變形理論
該理論認(rèn)為，結(jié)塊伴隨著形變，形變又會(huì)因受壓而加劇;未經(jīng)徹底冷卻的化肥的殘余熱量會(huì)從顆粒中心向外轉(zhuǎn)移，如果這時(shí)化肥顆粒受到擠壓就可導(dǎo)致形變，進(jìn)而結(jié)塊。
二、肥料結(jié)塊的因素
肥料結(jié)塊的原因多樣化，有內(nèi)部因素，有外部因素。有生產(chǎn)工藝因素，也有客觀環(huán)境因素。同一條線一樣的原料，天氣不同結(jié)塊的情況就不同；同一條線一樣的天氣一樣的原料，結(jié)塊的情況有時(shí)候也是不容的。另外生產(chǎn)工藝，設(shè)備老化等問(wèn)題也能引起肥料的結(jié)塊。
內(nèi)因
1.化學(xué)組成：肥料的原料不同，其結(jié)塊的快慢也不同。
A肥料的吸濕性來(lái)講：
①             NPK（尿基）＞NPK（硝基）＞NPK（硫基），NPK（氯基）
②             NPK（高含氮）＞NPK（低含氮）
B高溫情況下肥料內(nèi)部可能發(fā)生的反應(yīng)
K2SO4+NH4NO3——（NH4）2 SO4+K NO3
NH4Cl==△==NH3↑+HCl↑
（NH4）2 SO4+ KCl——K2SO4+ NH4Cl
C肥料自身晶態(tài)變化
如硝銨在32.3℃時(shí)會(huì)發(fā)生晶態(tài)變化，硝銨晶體出現(xiàn)膨脹和收縮，導(dǎo)致產(chǎn)品粉化、結(jié)塊。
2. 顆粒狀況：肥料的結(jié)塊與肥料顆粒的大小和形狀密切相關(guān)。
(a)顆粒大�。侯w粒增大，比表面積減小，鄰近顆粒間的吸引力和接觸點(diǎn)減小，因而結(jié)塊趨勢(shì)降低。
(b)顆粒形狀：如果顆粒表面光滑、成型好，則顆粒間的接觸點(diǎn)減少，從而延緩結(jié)塊。
(c)顆粒強(qiáng)度：如果顆粒強(qiáng)度低，很容易受擠壓變形、粉化而結(jié)塊。
3.肥料含水量
肥料結(jié)塊最重要的因素就是跟水分有關(guān)系，若生產(chǎn)工藝中水分控制不好，水分含量過(guò)高，加速顆粒表面溶解、重結(jié)晶，從而在顆粒表面間隙成形成晶體橋接，逐漸形成團(tuán)塊。
復(fù)肥國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB15063-2001)要求高濃度復(fù)肥產(chǎn)品的水分≤2%，對(duì)于含氮量在25%～28%的復(fù)肥，文獻(xiàn)提出，應(yīng)該＜1.2%。但由于設(shè)備、技術(shù)等問(wèn)題，致使復(fù)肥企業(yè)產(chǎn)品含水量大多在2%～3%，成品包裝后隨著溫度的變化引起結(jié)塊。
外因：
1.    包裝溫度：溫度是影響肥料結(jié)塊的重要因素，溫度過(guò)高，空氣中水分冷凝后，很容易使肥料發(fā)生重結(jié)晶。復(fù)合肥許可證考核時(shí)要求包裝前物料溫度≤50℃，有時(shí)在此溫度下仍結(jié)塊。有資料提出：高濃度復(fù)肥產(chǎn)品包裝溫度應(yīng)控制和室溫差距＜10℃。一廠家在夏季使 包裝物料由原來(lái)的58℃冷卻到35℃后，復(fù)合肥結(jié)塊時(shí)間由原來(lái)的4～5天，延長(zhǎng)到30多天。一些企業(yè)對(duì)產(chǎn)品充分冷卻認(rèn)識(shí)不足，肥料包裝溫度超過(guò)45℃，有的高達(dá)70℃，引起結(jié)塊。
2.     空氣濕度：每種原料或者原料混合后都有一定的臨界相對(duì)濕度，空氣濕度大，結(jié)塊、粉化現(xiàn)象就容易發(fā)生。
3.     貯存時(shí)間：儲(chǔ)存時(shí)間對(duì)結(jié)塊影響很大，前15天結(jié)塊很快，6-8周內(nèi)變慢，最后趨于穩(wěn)定。
4.     堆碼高度：壓力使得顆粒間接觸面積增大，導(dǎo)致肥料存儲(chǔ)結(jié)塊。
5.     生產(chǎn)工藝：生產(chǎn)工藝不同，產(chǎn)品結(jié)塊趨勢(shì)也不同。同樣的工藝，如擠壓造粒，單獨(dú)擠壓氯化銨不結(jié)塊，但是加入尿素之后，結(jié)塊就比較厲害等。
6.     貯存環(huán)境：通風(fēng)干燥的環(huán)境，更有利于存放。
三、如果應(yīng)對(duì)肥料結(jié)塊問(wèn)題
首先，我們要正確的去對(duì)待肥料結(jié)塊，查找根源，依據(jù)情況來(lái)解決問(wèn)題。但是總體來(lái)講，引起肥料結(jié)塊的各種因素中，以產(chǎn)品濃度、水分及包裝溫度最為重要。因此，肥料生產(chǎn)廠家應(yīng)該從以下幾個(gè)方面著手改善肥料的松散性能：
1.降低產(chǎn)品水分含量。尿基NPK對(duì)水分的敏感程度甚至超過(guò)硝基NPK，更應(yīng)引起廠家的重視。高含氮量的尿基NPK，其產(chǎn)品水分應(yīng)盡量控制在1%以下，否則產(chǎn)品結(jié)塊問(wèn)題很難解決。
2.降低包裝溫度。根據(jù)我們所了解的情況，目前大都生產(chǎn)廠家沒(méi)有考慮降溫裝置，正常生產(chǎn)時(shí)成品包裝溫度為45-55℃，夏天包裝溫度更高。這也是目前肥料結(jié)塊嚴(yán)重的主要原因。采取降溫措施后肥料的結(jié)塊趨勢(shì)會(huì)大幅度減緩，防結(jié)劑的使用成本也可以降低。高塔造粒生產(chǎn)的硝基NPK，其硝態(tài)氮含量一般較高，對(duì)水分和包裝溫度也就嚴(yán)格，包裝溫度最好低于40℃。
3、正確使用防結(jié)塊劑
從目前的防結(jié)塊劑技術(shù)的研究來(lái)看，由于肥料結(jié)塊的機(jī)理還不成熟，還不能直接確定肥料的結(jié)塊的最為直接的原因；另外由于各個(gè)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)工藝不同，防結(jié)塊技術(shù)差別很大，同樣的產(chǎn)品用于不同廠家防結(jié)塊的效果大相徑庭。所以需要根據(jù)生產(chǎn)工藝，水分，包裝溫度等因素來(lái)選擇防結(jié)塊產(chǎn)品。
四、復(fù)合肥防結(jié)塊劑
根據(jù)添加的方法，防結(jié)塊劑可以分為兩類(lèi)：內(nèi)部防結(jié)塊劑和外部防結(jié)塊劑。
1，內(nèi)部防結(jié)塊
　　內(nèi)部防結(jié)塊劑主要是應(yīng)用在肥料的生產(chǎn)過(guò)程中，可改善吸濕性（提高臨界相對(duì)濕度，或減緩吸濕速率）；增加肥料顆粒的強(qiáng)度、圓度或改變晶體形態(tài)。研究表明，某些無(wú)機(jī)物如硫酸鋁（鎂）、硝酸鉀(鎂、鋁)、多磷酸銨（鉀）、硼酸、氧化銅（鐵、鋁、鎂）等，以及某些有機(jī)物如甲苯胺、偶氮苯等，對(duì)于防止化肥結(jié)塊都有一定的作用,但效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是很理想。
2，外部防結(jié)塊劑
外部防結(jié)塊劑主要是包裹在肥料顆粒的表面，形成一層保護(hù)膜，阻止肥料顆粒的吸濕。主要包括如下幾種：
1）利用疏水材料：
　 　a.惰性粉末　　b.非表面活性劑(又稱(chēng)防水劑)
2）表面活性劑
　　3）高分子-表面活性劑復(fù)合型
　　4）綜合型防結(jié)劑
   國(guó)產(chǎn)防結(jié)劑基本上由脂肪胺和礦物油等組成，但受利益驅(qū)動(dòng)主要成分波動(dòng)較大，實(shí)際效果也難保證，在潮濕高溫季節(jié)結(jié)塊問(wèn)題更大，這也是復(fù)合肥企業(yè)不斷更換供應(yīng)商的原因。

說(shuō)的很專(zhuān)業(yè)

好文章！很專(zhuān)業(yè)！

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謝謝分享

很好，學(xué)習(xí)了