肥料结块机理及解决

帮助化肥防结块剂问：你们有化肥防结块剂吗？你们一般有哪些防结块剂？价格是多少？请给出你的建议？我做过A:防结块剂可分为粉状、糊状和液体状。该粉体主要由滑石粉、高岭土、膨润土等改性无机粉体组成，价格约为4000元。该膏剂主要由牛油伯胺和油脂复配而成。原材料不同，价格也不同，一般在8000到15000英镑之间。液体主要包括乳化油、表面活性剂、聚合物和表面活性剂复合物，价格一般在8000 15000左右。回答复混肥防结块剂的分类由于肥料易于吸收水分，在使用和储存过程中容易结块，不易破碎，运输和施用不方便。因此，已经采取了许多方法和措施来避免结块并影响使用。例如，针对不同的产品采用不同的干燥工艺来降低产品的含水量；当产品离线时，采用不同的冷却工艺来降低温度。采用不同的造粒工艺，获得大尺寸、高强度的均匀肥料颗粒；改善包装条件和方法；在储存过程中控制产品的温度、相对湿度、堆积高度和储存时间。然而，在正常生产条件下，最有效的防结块措施是使用防结块剂。根据添加方法，防结块剂可分为两类：内部防结块剂和外部防结块剂。1.1内部防结块内防结块剂主要应用在肥料生产过程中，可改善吸湿性(增加临界相对湿度或降低吸湿率)；增加肥料颗粒的强度和圆度或改变晶体形态。研究表明，某些无机物质如硫酸铝(镁)、硝酸钾(镁、铝)、聚磷酸铵(钾)、硼酸、氧化铜(铁、铝、镁)，以及某些有机物质如甲苯胺、偶氮苯等。对防止化肥结块都有一定的效果。1)无机盐少量的添加剂可以改善从溶液中结晶出来的物质的结晶习惯(结晶习惯调节剂)。例如硝酸镁、连二亚硫酸钠、镉盐等，它们分别用于不同的肥料，可以使肥料盐形成长的、纤维状的和柔性的晶体，干燥时非常脆，因此具有减少结块的趋势。如果加入0.3%的硝酸镁，硝酸铵的相变温度也可以从32降低到22。硝酸镁具有水合作用(无机盐可以部分或完全水合，抑制化肥溶解和水分引起的毛细吸附，特别适用于硝酸铵和硫酸铵等化肥的结晶)。它充当晶体(相)稳定剂和干燥剂。在肥料中加入一些无机盐，促进其形成复盐，可以改善吸湿性。例如，在30时，纯硝酸铵的吸湿点为59.4%，但加入硫酸铵后，形成NH4NO3 (NH4) 2SO4复盐，其吸湿点提高了62.3%。也可以加入少量水溶性铁盐物质。磷酸铵肥是模仿湿法磷酸生产的。磷酸中含有的铁和磷酸铝杂质形成水不溶性晶体。这些晶体的网络结构，像无定形凝胶，使产品变硬，抑制肥料之间的作用。由于无机盐原料易得，价格低廉；许多化肥和无机盐具有相似的性质，并且在添加过程中几乎没有问题。大多数添加的无机盐或磷酸盐对作物和土壤无害。因此，许多制造商使用无机盐作为肥料防结块剂。2)有机物公认的晶体习性改进剂是染料和相关化合物。染料的防结块作用主要是染料集中在相邻颗粒之间的液桥中，使固体肥料结晶成不稳定、易碎的晶体，大大降低结块性。然而，染料中的有害物质很难去除，这对农作物和土壤都不利。仅使用内部防结块剂的效果是有限的，通常是外部防结块剂主要包裹在肥料颗粒表面，形成保护膜，防止肥料颗粒吸潮。主要包括以下几种：1)使用疏水材料：惰性粉末：最早使用的防结块剂。所用的粉末主要是一些不溶于水且不与肥料发生化学反应的惰性物质，如粘土、硅藻土、滑石粉、沸石等。并具有颗粒极细、密度低、附着力强的特点。它具有机械隔离和吸收颗粒表面水分的功能，防止颗粒间形成连接点。该方法成本低，但用量大，单次使用无效。对于易分解的肥料(如硝酸铵)，它通常是无效的，导致肥料粉尘含量增加和有效肥料含量减少。非表面活性剂(也叫防水剂):用这种疏水性有机物涂覆的涂层不仅能使颗粒彼此分离，还能使颗粒与周围的水蒸气分离。以便防止颗粒表面成分之间的反应；减少了溶解和重结晶的发生。可选物质包括石蜡、重油、凡士林等。当环境温度不太高时，这种方法效果很好。高温会导致疏水层损坏和严重团聚。2)表面活性剂各种类型的表面活性剂，如阴离子、阳离子、非离子和两性离子表面活性剂等。由于单一类型表面活性剂的局部和有限的作用，两种或更多种表面活性剂经常结合形成改性剂。由于不同表面活性剂之间的协同作用，自表面活性增加，颗粒更容易吸附在表面上形成致密的疏水薄层。研究表明，使用表面活性剂作为防结块剂的机械隔离效果不强，不能长时间防止晶间结的形成。为了提高防结块剂的性能，常对其进行复配。它们良好的表面活性使它们易于在无机盐晶体表面均匀扩散。表面活性剂定向排列在肥料颗粒表面，形成疏水膜，降低固液界面张力，改善肥料结晶习性(干扰分子间作用力，改变晶型，降低结晶强度和结合力)，降低肥料晶体界面能。从而大大降低产品的吸湿性。表面活性剂具有特殊的两亲结构、亲水极性基团和疏水非极性基团，它们依次包括离子型(阴离子型和阳离子型)和非离子型。表面活性剂通常被相应地分类。防结块处理对肥料的种类非常有选择性。阴离子表面活性剂如磺酸盐和非离子表面活性剂如聚乙烯对硝酸铵没有很好的防结块效果，而含长碳链的脂肪胺对硝酸铵有很强的防结块效果，特别是平均链长为17.51.5个碳原子的工业胺混合物，对颗粒肥料有很好的保护作用。3)惰性表面活性剂复合物这种类型的防结块剂通过结合机械隔离和降低表面张力可以获得更好的效果。例如，烷基苯磺酸盐和膨润土一起使用。4)聚合物-表面活性剂复合物一些高分子聚合物具有抗结块作用，主要是为了增加颗粒的强度。该复合防结块剂将水溶性或非水溶性聚合物溶解在表面活性剂的浓溶液中形成络合物，与络合物中分别使用的单一组分相比，具有明显的协同作用。一旦用聚合物表面活性剂处理过的肥料变干，就会形成许多晶体簇。单位体积是空白样品的几倍，或者只添加表面活性剂。只有水溶性聚合物不能产生上述大体积晶体。即使空气的相对湿度大于肥料的CRH值，肥料也不容易结块，用量少，效果好。代表性的聚合物有聚醋酸乙烯酯、聚烷基醚、聚丙烯酰胺等。代表性的表面活性剂有十二烷基苯磺酸钠、烷基萘磺酸钠、烷基(芳基)聚氧乙烯醚等。上述外部防结块剂也可用于内部添加过程，如专利CN01129002和CN02113573中所述。然而，它更常用于外部。只有当惰性粉末加入到熔融材料中时，它才容易悬浮并且难以均匀混合。然而，它可以促进具有较高密度和强度的细粒颗粒的形成。形成硬度较高的晶核，延缓肥料的释放。5)综合防结块剂包括聚合物、表面活性剂和无机盐化合物，或者惰性物质、表面活性剂和无机盐化合物等。通过大量试验，在研究各种添加剂的防结块效果时，发现单一添加剂有一定的防结块效果，但湿度高时效果不明显。表面活性剂(如十八胺)和高分子化合物(聚丙烯酰胺)分别与复合无机添加剂结合，可使硝酸铵在较高湿度下保持一定的防结块效果。但是，如果将以上三者结合起来，硝酸铵在较高湿度(65% 80%)下仍能保持良好的防结块性能，其中无机盐添加剂起着重要作用。由于其优良的防结块效果，综合防结块剂是目前应用研究的重点。1.3内外防结块剂包括同时使用的内防结块剂和外防结块剂。研究表明，该防结块剂在肥料贮存的前4个月效果差异不显著，但随着贮存时间的延长，在内部防结块剂的作用下，产品的防结块效果有明显差异。它适用于肥料的长期储存。表面活性剂的作用机理防止结块的关键是改善晶体产品的吸湿性。根据表面化学理论，具有强吸湿性的晶体表面具有高表面能。当它从空气中吸收水分时，它的高能表面变成低能表面。因此，解决晶体吸湿性的关键在于改变其表面结构，降低表面能，提高疏水性。表面活性剂具有特殊的两亲结构、亲水极性基团和疏水非极性基团。当用表面活性剂处理粒状晶体的表面时，晶体表面的性质得到改善。结晶过程中向溶液中加入少量表面活性剂，表面活性剂的作用表现在三个方面：(1)表面活性剂参与晶体生长过程，改变各晶面的相对生长速率，从而改变晶体形态，起到成核抑制剂和晶体习性改变剂的作用。表面活性剂不断在晶核表面吸附和解吸，使晶核以更快的速度生长。由于不同的晶核形态和产生的不同力场，表面活性剂在晶体表面各个方向上的吸附量是不同的。突出部分力场大，吸附的表面活性剂量大，但不容易脱附。该部分中的表面活性剂以疏水基团向外取向排列，因此阻止了该部分的连续生长。凹面或平面上的力场较弱，吸附的表面活性剂较少但容易脱附，相对提高了传质速率，使晶体在此处生长速度更快，最终得到完整的颗粒。(2)表面活性剂吸附在晶体表面后，其极性基团的一端面向晶体，而其非极性基团的一端面向外，形成覆盖晶体表面的疏水薄膜，起到防止吸水和保护结晶水的作用，从而阻碍晶体产品与大气之间的水交换，从而抑制晶体表面的溶解和重结晶过程，降低或消除物质的粘结性。此外，涂覆在晶体表面上的疏水膜还具有晶粒之间的机械隔离效应。(3)表面活性剂可以降低溶液的表面张力和固液接触角。从毛细吸附理论来看，这相当于降低了材料颗粒之间的毛细吸附力。经过表面活性剂处理的颗粒晶体在储存条件下吸收水分后，当水在颗粒之间或颗粒表面形成一定程度的液膜时，一些吸附在晶体上的表面活性剂分子总是进入溶液，从而降低了溶液中表面活性剂的浓度防结块剂的开发3.1传统技术20世纪70年代以来，出现了一系列复合肥包膜技术。主要有粉扑、胶囊等。最早的技术是喷涂滑石粉、石膏粉等粉状润滑涂层材料对复合肥表面进行40保温，但抑尘防结块效果不佳，严重污染环境。法国人纳瓦斯库斯发明了用油和蜡熔体处理复合肥，但这种物质的热塑性范围小，使产品颗粒强度低，不能解决粉碎的缺点。日本专利使用醛类化合物作为肥料的防结块剂，但存在低沸点醛和机油稀释剂挥发引起的刺激性异味、接触或吸入引起的毒性、喷洒环境和施肥环境的污染等问题。20世纪80年代后期，德国学者研究了木质素磺酸钙(或其他金属盐或铵盐)和类似物质在肥料上的抗结块和抗压碎性能，克服了使用醛类的缺点。然而，添加这些物质会使肥料变成棕色或棕褐色，这导致使用肥料的农民无法接受，并影响潜在的市场。芬兰的T Alnaz将溶解在乙醚中的阳离子胺(脂肪胺和多胺)和溶解在甲醇中的阴离子羧酸产生的氨基二羧酸盐熔化到矿物油中以包裹复合肥。尽管可以获得令人满意的防潮和防结块效果，但由于原料成本高、生产和使用不方便以及大量溶剂的不安全使用，在实践中难以应用。日本的仓田忠司直接使用酰胺化合物作为主要的防结块剂，但是这种物质非常昂贵。西班牙发明的水溶性“王华”肥料添加剂滑腻粘稠，不便于包装、运输和使用。3.2新型防结块剂(1)采用内加法鉴于上述技术的缺点，专利CN01129002设计了一种防结块剂，该防结块剂既可用作外包裹剂，又可用作生产过程中添加的内添加剂。它具有与复合肥成分热相容性好、原料来源丰富、成本低、易加工、加工中不使用溶剂等优点。它同时向组合物中加入阴离子和阳离子表面活性剂。在90的工艺温度下，组合物中的胺和羧酸能形成酰胺类化合物，与铵离子(复合肥组分中最易结块的组分)或相关离子基团形成缔合效应，有效地削弱了复合肥体系的亲水性，从而使复合肥具有抗粉化、不易结块、储存期长(储存6个月，疏松度在90%以上)的特点。采用外包技术获得的复合肥，由于其颗粒被一层油膜包裹，产品的水溶性大大降低，不能满足南方地区农民的需求。专利CN 02113573设计了一种多组分粉状疏松剂体系作为内部添加剂。根据复合肥主要成分的物理特性和晶体结构，在设计的组合物中，复合肥由防粘剂、晶体控制剂、润滑剂、抗粉化剂、防潮剂、阻燃剂等添加剂复配而成，性能互补，成本低廉，保证了复合肥具有良好的水溶性；本发明的内添加工艺不需要矿物油和熔化雾化设备，解决了复合油在管道流动和喷涂过程中容易堵塞管道和喷嘴，工艺难以控制的问题。(2)聚合物表面活性剂化合物类型日本专利JP1109665将乙烯基聚合物溶解在浓缩的阴离子表面活性剂溶液中，并且所得化合物溶液可以随意与水混合。添加到易结块的肥料中，防结块效果优于传统的阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂。乙烯基聚合物可以是聚醋酸乙烯酯、水溶性脲醛树脂、聚乙烯醇等。专利JP1325693将水溶性亚乙烯基大分子化合物溶解在阴离子表面活性剂溶液中，并包覆复合肥，以获得致密且粒度均匀的复合肥颗粒。红日集团采用传统的包裹方法(油性惰性包裹剂包裹产品)，将高氮复合肥的结块时间从未包裹时的7 10天延长到20天左右。技术改进后，在20%磷酸溶液中加入表面活性剂十二烷基硫酸钠，然后加入高分子活性有机物。混合物用于包裹肥料颗粒，通常称为蛋壳，这样肥料颗粒相互隔离，储存3个月后不会出现结块现象。(3)环保防结块剂目前，传统防结块剂应用后会对农田水利和渔业水利造成污染。外商在出口时明确要求添加环保防结块剂。例如，2001年，上海天华集团公司和濮阳化肥厂向日本和新加坡出口尿素，外国投资者明确要求添加无毒无害的尿素专用防结块剂。针对这种情况，一些企业研究了绿色环保防结块剂。例如，山东某公司研发了一种新型高浓度硫基复合肥防结块剂。所选原料主要为无机矿物(滑石粉作为填料)，其余四种表面活性剂均为食品级(包括硬脂酸钠、硬脂酸钙、具有高吸水保水功能的