滾筒造粒法制作復合肥粒度與顆粒抗壓碎力的關系

關 敬，費東軍，付澄瑤

（中國-阿拉伯化肥有限公司，河北 秦皇島 066000）

復合肥指含有兩種以上營養元素化肥，具有養分含量高、副成分少等優點，對促進農作物高產有著重要作用。為方便其運輸以及避免分解過快使肥效喪失并導致環境污染等，對復合肥的造粒尤為重要。復合肥常見的造粒工藝有滾筒造粒、噴漿造粒、高塔造粒等。其中，滾筒造粒工藝具有配方限制相對較小、產量高、投資少、建設周期短等優點，絕大多數的復合肥料的造粒方法使用滾筒造粒法，其成為復合肥生產中應用最廣泛的一種工藝。利用滾筒造粒法生產復合肥，化肥的粒度和顆粒抗壓碎力是衡量化肥質量的重要指標之一，不同化肥產品有不同的粒度和顆粒抗壓碎力的要求。其中，復合肥的顆粒抗壓碎力和粒度屬于化肥結塊的內在因素，顆粒的顆粒抗壓碎力大，抗壓性強，顆粒不宜破碎，結塊率小[1]。化肥顆粒也會影響化肥產品的存儲，化肥顆粒越小，表面積越大，越容易在空氣中吸潮并結塊。此外，化肥顆粒小，會導致粒裝化肥產品顆粒間接觸緊、摩擦多，容易破碎起塵，容易出現不均勻離散的現象，從而影響化肥的施用。因此要求化肥粒度應該分布在理想粒度范圍內[2]。

本文研究建立在滾筒造粒法制造的復合肥基礎上，查看此方法制造出的化肥粒度和顆粒抗壓碎力是否有相對應的關系，并以怎樣的關系分布，由于國標法中所測量的粒度分布僅有1.0~2.0 mm，2.0~2.8 mm，2.8~4.0 mm，4.0~4.75 mm 4個分布，且1.0~2.0 mm和4.0~4.75 mm幾乎很少，因此，本次研究確定在2.0~2.8 mm和2.8~4.00 mm兩個范圍內探討化肥粒度大小和顆粒抗壓碎力的關系，有助于思考怎樣提高化肥的性能和解決問題的方法。

1 實驗部分

1.1 滾筒造粒復合肥裝置簡介

將液氨、硫酸、磷酸、洗滌液等液體原料分別過泵加壓計量后，先進入管式反應器形成高溫料漿。將MAP、濃磷酸、硫酸鉀或者氯化鉀、硝銨磷或者尿素、填料、微量元素等固態原料投入造粒機，然后將高溫料漿經噴頭噴灑在造粒機里的料床上，通過造粒機的旋轉等使得固態原料和液態原料在造粒機內反應粘結成粒，然后從造粒機出來的物料進入烘干、冷卻、篩分等系統處理，造粒機排出的含氨尾氣則經酸洗、水洗后放空[3]。滾筒造粒復合肥裝置設備見表1。

表1 滾筒造粒復合肥裝置設備參數Tab.1 Equipment parametersof drum granulation compound fertilizer plant

1.2 實驗方法

1.2.1 化肥粒度檢驗方法

化肥粒度指化肥產品的顆粒大小及其分布。衡量化肥產品粒度指標是否合格有兩個條件：一是看其粒度大小是否在質量標準規定范圍之內；二是看此范圍內的粒度分布是否合理[4]。化肥粒度的檢驗方法主要是通過篩分法，先將試樣縮分，然后用不同型號的標準試驗篩將復合肥的試樣進行過篩，然后通過稱量計算，獲得每一層試驗篩上留存顆粒的百分比。本文選取的粒度為2.0~2.8 mm與2.8~4.0 mm。

1.2.2 化肥顆粒平均抗壓顆粒抗壓碎力檢測方法

檢測過程中先將樣品過篩，分組。在相應的粒度范圍內分別選取20粒分別使用粒度顆粒抗壓碎力儀逐一進行顆粒抗壓碎力測試，去掉其所被壓碎時所需的最大力、最小力，通過計算得到抗壓顆粒抗壓碎力的平均值。本文選取的粒度大小在2.0~2.8 mm與2.8~4.0 mm復合化肥粒的顆粒抗壓碎力的比較。

圖1 硝基化肥粒度在2.0~2.8 mm和2.8~4.0 mm的顆粒抗壓碎力對比Fig.1 Comparison of compressivecrushing force of nitro fertilizer particleswith particlesize of 2.0~2.8mm and 2.8~4.0mm

2 結果與討論

為了探究滾筒造粒法制造復合肥的基礎上分析復合肥粒度與顆粒抗壓碎力的關系。本文選取了個31種硝基化肥150個硝基化肥試樣和24種尿基化肥101個尿基化肥試樣，總共55個品種的復合化肥共251個復合化肥試樣進行樣品分析。實驗結果如圖1和圖2。

通過圖1和圖2中2.0~2.8 mm和2.8~4.0 mm化肥粒的顆粒抗壓碎力的對比，很容易發現2.8~4.0 mm的化肥粒顆粒抗壓碎力要比2.0~2.8 mm的化肥粒顆粒抗壓碎力要大。由此可以得出結論在滾筒造粒的前提下，2.0~2.8 mm化肥粒的顆粒抗壓碎力比2.8~4.0 mm化肥粒的顆粒抗壓碎力要小。

3 結論

可以得出結論，在滾筒造粒的前提下，2.0~2.8 mm化肥粒的顆粒抗壓碎力比2.8~4.0 mm化肥粒的顆粒抗壓碎力要小。由此可以推測在滾筒造粒的基礎上，復合化肥的粒度越大則顆粒抗壓碎力越大，化肥粒的顆粒抗壓碎力大小會影響到化肥的結塊能力，從而會影響到化肥的存儲和運輸。可以控制化肥的粒度在合格范圍內使得2.8~4.0 mm的粒度的所占比例更多。或者提高化肥的粒度大小也可以使得其整體的粒度增加以減少化肥的結塊，更方便化肥的運輸和儲存。

圖2 尿基化肥粒度在2.0~2.8 mm和2.8~4.0 mm的顆粒抗壓碎力對比Fig.2 Comparison of compressivecrushing force of urea based fertilizer particleswith particle sizeof 2.0~2.8 mm and 2.8~4.0 mm