復合肥防結塊劑的研究進展

巨 敏，劉雪紅，李宏偉，劉軍海

（陜西理工學院化學與環境科學學院，陜西 漢中723001）

復合肥防結塊劑的研究進展

巨 敏，劉雪紅，李宏偉，劉軍海

（陜西理工學院化學與環境科學學院，陜西 漢中723001）

簡要分析了復合肥結塊的原因及其防治措施，綜述了幾種常見的復合肥防結塊劑的應用研究進展，重點討論了目前的研究熱點及今后的發展趨勢。

復合肥；防結塊；添加劑

復合肥在生產過程及儲存期內，易吸濕結塊、顆粒粘連、受潮粉化，使其施用不均勻，降低肥效。因此，解決復合肥結塊是一個很有實際意義的問題。目前，復合肥防結塊主要采用在復合肥中添加一定量的添加劑，可有效防止復合肥結塊。本文分析了復合肥結塊原因及其防止措施，綜述了防結塊劑在復合肥中的應用狀況，旨在為防結塊劑的研究、開發和利用提供理論參考。

1 復合肥結塊原因及其防止措施

1．1 復合肥結塊原因

復合肥結塊原因包括內部因素和外部因素。內部因素有復合肥自身的物理性質、化學組成、粒度、粒度分布、幾何形狀以及復合肥的組成、復合肥的含水量、顆粒的均勻度和強度、復合肥的包裝貯存溫度等，外部因素有環境濕度、溫度、壓力和雜質等。張兵印等［1］運用四因素三水平正交實驗對影響復合肥結塊的主要因素進行了分析，得出影響復合肥結塊的因素依次是溫度、粒度、壓力、時間。如果復合肥顆粒大小不均勻，強度不高，表面光滑粉塵多，隨貯存時間加長，結塊趨于嚴重；同時，存儲時溫度過高會使復合肥的臨界相對濕度降低，增強其吸濕性，同時溫度的增高也會提高復合肥中各組分的反應活性，致使結晶重復發生，最終結塊；復合肥在水中的溶解度很大，隨溫度升高而增大的傾向十分顯著［2］，溫度一旦下降后，因溶解度減小析出結晶，從而溝通復合肥晶粒之間的鹽橋，把各個晶體凝聚在一起，形成大塊。

肥料顆粒在包裝前如果冷卻不好，強度不高，在壓力作用下，會導致形變，顆粒間接觸面積增大，促使形成結塊。張兵印等研究發現，結塊剪切力與壓力呈線性關系，與儲存時間呈對數關系，與溫度呈指數關系，即存貯時間越長，壓力越大，結塊情況越嚴重。當溫度的變化超出晶型的穩定范圍時，復合肥從包裝溫度冷卻至室溫時，體積變小，比重、比容也隨之改變，并放出能量，由一種晶型轉變成另一種晶型，從而使復合肥的顆粒彼此聚集結塊。

1．2 結塊的防止措施

目前，復合肥防結塊措施一是在生產復合肥過程中，嚴格控制操作工藝條件，或者采用新技術，從而使顆粒均勻，降低其含水量，可有效防止結塊；二是添加防結塊劑。常用的防結塊劑主要有2種：外部防結塊劑，主要是包裹在肥料顆粒的表面，形成一層保護膜阻止吸濕，包括無機鹽和有機物；內部防結塊劑，主要是應用在肥料的生產過程中，改善其吸濕性，增加肥料顆粒的強度、圓度或改變晶體形態，包括惰性粉末，非表面活性劑和表面活性劑以及各類復配劑。

2 復合肥防結塊劑

2．1 惰性粉末類防結塊劑

惰性粉末是世界上使用最早的防結塊劑。這類防結塊劑是具有大表面積的不溶于水的物質，也不與肥料發生化學反應。使用時以適當的比例對復合肥料顆粒進行撲粉［3］，這樣，就可以在有限的范圍內，阻止復合肥料顆粒之間或復合肥料與大氣之間進行水汽交換，從而減輕結塊。常用的惰性粉末多為無機物質，有硅藻土、高嶺土、黏土、滑石粉、膨潤土、凹凸棒土、硅酸鋁、磷鈣石粉、石灰石等。此法成本較低，但缺點是添加量達1%～10%，會影響產品質量。再加上惰性粉末在添加過程中需將其機械粉碎，使操作中粉塵增多，增加了操作成本，因而只有少數廠家在夏季采用，有逐漸被淘汰的趨勢。

2．2 表面活性劑類防結塊劑

用于復合肥防結塊的表面活性劑主要成分是烷胺類陽離子。添加表面活性劑后能將化肥顆粒表面由親水性轉變為疏水性［4］，而且可以在晶體表面形成疏水包裹膜，使晶體產品與大氣的水分交換受阻。表面活性劑可以降低溶液的表面張力及固液的接觸角，從而降低晶體物料對溶液的毛細管吸附力，還可以改善化肥結晶習性，大大降低化肥晶體的界面能，抑制成核作用，改進晶體生長，以達到防結塊目的。

目前，對這方面的研究主要集中在表面活性劑的開發及其防結塊工藝條件上，多以表面活性劑與石蠟等配合使用，可大大提高防結塊效果。如袁洋［5］采用以復合氮素緩釋劑與石蠟及陰、陽離子表面活性物質混合防結塊劑，處理高氮緩釋復合肥，并設空白組作了對比試驗，結果表明，隨著復合肥貯存時間的延長，其防結塊效果越來越明顯。劉榮［6］以十八胺、石蠟等表面活性劑為原料，通過改變乳化分散劑的用量和反應條件，研究了4種不同條件下配制的防結塊劑產品。結果表明，加入的乳化分散劑對防結塊有積極作用，并通過延長反應時間使所得防結塊劑可以解決復合肥一般防結塊效果不明顯的問題。

表面活性劑是在生產過程中加入的，只要對肥效影響不大，皆可采用，再加上其使用效果明顯，使用量小等優點而備受歡迎。但表面活性劑在使用過程中會對環境及植物產生一定的影響，今后的研究應以開發效果好，無污染，對植物生長無影響的表面活性劑為重點。

2．3 無機鹽類防結塊劑

向復合肥中添加某些無機鹽促使其形成復鹽，可改善肥料吸濕性，進而改善晶體的結塊性。如硝酸鎂、連二硫酸鹽、鎘鹽等，它們各自用于不同的肥料，可使肥料形成長的、纖維狀及柔韌的晶體，在干燥時變脆，因而可以減輕結塊。

謝玉龍等［7］用上海博易和化工有限公司提供的KF-862藥劑對氯化鉀產品進行防結塊處理，結果表明，KF-862藥劑可在不需對工藝路線做任何改動的條件下稀釋使用，配制使用簡便，防結塊效果較好。且該產品在采用流化床冷卻系統降溫后，藥劑用量還可減少，成本還會相應降低。一般為保證最終產品水分，藥劑稀釋的倍數應以低于10倍為宜。

由于硫酸鎂具有水合性，因而可用于復合肥防結塊。 比如向復合肥中加入0．3%硫酸鎂［8］，能夠使物料中的游離水變成結晶水，抑制因水分引起的肥料溶解和毛細吸附，可使硝酸銨的相變溫度從32℃降至22℃，防止結塊，硝酸鎂添加劑特別適合結晶化肥硫酸銨。

在復合肥中添加少量水溶性鐵鹽，也可防結塊。仿效應用濕法酸制造磷酸銨系肥料，磷酸本身含有的鐵、鋁磷鹽雜質等，可形成非水溶性結晶，其網狀結構如同定型凝膠，使產品硬化，抑制肥料間的作用，防止了因擠壓而造成的晶體之間的粘結而達到防結塊的目的。

無機鹽原料便宜易得，且與許多化肥的性質相似，添加過程中出現的問題較少，對大多數作物和土壤無害，在農業上應用潛力很大，將是今后復合肥防結塊添加劑的研究熱點之一。

2．4 疏水性物質類防結塊劑

疏水性物質主要是指有機疏水劑，如石蠟、聚烯烴、礦物油等。使用液體石蠟包膜復合肥顆粒后涂覆重質碳酸鈣粉體亦可防結塊。如沈麗英［9］利用廢潤滑油作為主要原料（代替機械油），采用脂肪胺和高碳羧酸反應生成的脂肪胺鹽為主要原料，并選用HLB值小于4的復合乳化劑經過化學反應研制成膏狀復合肥防結塊劑，該產品可適用于尿基、硝基、氯化銨系高氮高磷高鉀等多種復合肥防結塊需求，簡化了生產，降低了成本，同時廢棄物再資源化，既減少污染又變廢為寶。

3 結語

復合肥添加防結塊劑的優勢是明顯的，今后的研究應從以下幾方面入手：

（1）復合肥防結塊劑種類繁多，處理方法和工藝均有差異，效果也有所不同，且各復合肥生產工廠的工藝技術和生產條件差異也很大。所開發出的防結塊劑，絕大多數都是單劑使用，防結塊性能有限。而幾種復配使用，可顯著改善防結塊性能，今后應加大這方面的研究力度。

（2）有些添加劑雖能防結塊，但對農作物的生長產生一定程度的影響，或者會損失肥效。目前這方面的研究尚不是很多，應引起科研人員的注意。

（3）復合肥防結塊劑在使用過程中不可避免的對環境產生影響。因此在研發的同時，需注重開發新型綠色環保型復合肥添加防結塊劑，這也將是今后的發展趨勢之一。

［1］ 張兵印，茹鐵軍，喬榮廣．復合肥結塊因素的實驗研究［J］．河北化工，2009，32（3）：20-21．

［2］ 劉哲峰，李旭祥，鄒忠良．硝酸銨的結塊與防止［J］．應用化工，2006，35（6）：464-465．

［3］ 吳興發，張婷．氯化銨防結塊劑的類型及應用［J］．中國西部科技，2009，8（5）：24-25．

［4］ 孫剛，王雪萍．硫酸鉀鎂肥防結塊劑的開發研究［J］．鹽湖研究，2009，17（3）：60-62．

［5］ 袁洋．復合氮素緩釋劑的緩釋機理與防結塊作用［J］．遼寧化工，2007，22（2）：34-35．

［6］ 劉榮．復合肥防結塊劑的實驗研究［J］．磷肥與復肥，2010，25（4）：25-26．

［7］ 謝玉龍，趙亮．KF-862氯化鉀防結塊劑實際應用報告［J］．鹽湖研究，2010，18（1）：46-48．

［8］ 王春梅，趙天波，李鳳艷，等．復合肥防結塊劑技術的研究開發現狀［J］．磷肥與復肥，2008，23（1）：60-63．

［9］ 沈麗英．廢潤滑油生產復合肥防結劑的合成與應用［J］．化學工程與裝備，2010，（8）：53．

Research Progress on Anticaking Agent of Compound Fertilizer

JU Min，LIU Xue-hong，LI Hong-wei，LIU Jun-hai
（College of Chemical＆Environment Science，Shaanxi University of Technology，Hanzhong 723001，China）

The reasons of compound fertilizer caking and prevention measures were analyzed briefly．Some conventional application research progress of anticaking agents were summarized，the research hotspots and developmental trend were emphatically discusses also．

compound fertilizer；agglomerate；additive

TQ 444

A

1671-9905（2011）05-0023-03

巨敏（1990-），女，陜西咸陽人，陜西理工學院08級本科生，主要研究方向：化學工程與工藝

2011-02-17