高塔造粒工藝生產尿基黃腐酸復合肥的技術研究

肖 光，徐愛葉，黃祥川，楊光富

(聊城市魯西化工工程設計有限責任公司 山東聊城 252211)

尿基黃腐酸復合肥實質是一種有機無機復合肥[1]，不僅含有植物必需的營養(yǎng)元素N、P、K，還含有中微量元素及黃腐酸等。土壤中添加黃腐酸后，能增效提質，疏松土壤，刺激作物生長，提高作物抗逆性以及保護生態(tài)環(huán)境。但利用高塔造粒工藝生產尿基黃腐酸復合肥時，會出現(xiàn)水分、顆粒強度、產品溫度、顆粒外觀達不到控制指標的問題，影響產品質量[2]。

尿基黃腐酸復合肥的生產方法如下：依次將尿素、磷酸一銨、氯化鉀或硫酸鉀、黃腐酸按比例在120～135 ℃熔融混合，混合均勻的料漿再經造粒、冷卻等工序得到產品。為解決高塔造粒工藝生產尿基黃腐酸復合肥存在的問題，本工作研究分析了尿基復合肥中添加液態(tài)或固態(tài)黃腐酸對產品的影響，主要通過生產過程試驗及產品性能檢測確定主要生產工藝技術參數[3]。

1 試驗原料

1.1 原料及試驗設備

主要原料：尿素、液態(tài)黃腐酸等為自產，磷酸一銨、氯化鉀、輔料、固態(tài)黃腐酸等為外購。

主要設備：DK-98-11型電熱爐，天津市泰斯特儀器有限公司；CP214型天平，奧家斯儀器(上海)有限公司；套筒，自制；H/HWHS-100L型恒溫恒濕箱，上海滬升實驗儀器廠；ZF-8N型紫外線分析儀，上海金鵬分析儀器有限公司；HBS-2000型電子萬能壓力試驗機，上海域晨儀器有限公司；FX101-1型干燥箱，上海樹立儀器儀表有限公司。

1.2 高塔尿基黃腐酸復合肥的生產方法

(1)制備尿基黃腐酸復合肥(25-14-6、30-5-5)。按物料配比分別稱取尿素、磷酸一銨、氯化鉀、黃腐酸等原料，先將尿素放入反應器中，在120～135 ℃熔化后，依次加入磷酸一銨、氯化鉀、黃腐酸等，加熱攪拌熔化，模擬高塔工藝條件形成漿液制備顆粒，以備進行性能測試。

(2)制備的肥料顆粒噴涂防結塊劑。打開糖衣鍋電源，設置旋轉速率35～45 r/min，溫度45 ℃，按照1 000.0 kg肥料、2.0 kg油狀防結塊劑和2.5 kg粉劑防結劑進行噴涂，用紫外線分析儀觀察噴涂均勻后，再保持15～20 min停止[4]。

(3)肥料顆粒性能驗證。將噴涂防結塊劑的肥料放到套筒內，利用電子萬能壓力試驗機施加不同的力擠壓裝有肥料的套筒10～15 min，使套筒處于高壓力的狀態(tài)，然后將其放到恒溫恒濕箱中，設置溫度55 ℃、濕度45%～70%，進行24 h效果驗證。

2 試驗結果與討論

2.1 固態(tài)黃腐酸粒徑對產品品質的影響

為制備高塔尿基黃腐酸復合肥，模擬高塔生產條件，向不同尿基復合肥產品中加入固態(tài)黃腐酸，并調整黃腐酸的粒徑，考察不同粒徑的固態(tài)黃腐酸對產品質量的影響，以選擇合適粒徑的黃腐酸[5]。不同粒徑的固態(tài)黃腐酸對肥料品質的影響見表1。

由表1可知：不同粒徑的黃腐酸對肥料的粒度、外觀均有明顯影響，黃腐酸粒徑越大，肥料品質越差，反之肥料品質越好[6]；在尿基復合肥中添加粒徑75 μm左右的黃腐酸試制的肥料品質較好。

表1 添加不同粒徑固態(tài)黃腐酸對產品品質的影響

2.2 液態(tài)黃腐酸含水量對產品品質的影響

為克服固態(tài)黃腐酸對漿液和產品粒度的影響，試驗將液態(tài)黃腐酸添加到反應槽的料漿中制備高塔尿基黃腐酸復合肥。在一定工藝條件下，先對液態(tài)黃腐酸進行濃縮，再抽取不同含水量的黃腐酸分別加入各尿基復合肥(25-14-6、30-5-5)的料漿中，考察黃腐酸對產品品質的影響[7]，從而獲得優(yōu)化的工藝參數。液態(tài)黃腐酸含水量對產品品質的影響見表2。

表2 液態(tài)黃腐酸含水量對產品品質的影響

由表2可知，液態(tài)黃腐酸含水量對產品品質有影響[8]。對同一品種或不同品種，液態(tài)黃腐酸含水質量分數為30%～50%時，可形成均勻的料漿并制備出外觀黑度較好的規(guī)則產品。

2.3 不同形態(tài)的黃腐酸對產品結塊的影響

肥料結塊會影響產品的儲運和機械化施肥，結塊率是衡量肥料質量的一項重要指標。不同原料、儲存條件等會影響肥料的結塊率，為此，在使用相同防結塊劑的條件下，將添加不同形態(tài)黃腐酸的產品碼垛堆存30個高度，于環(huán)境溫度40 ℃的條件下放置1個月，考察黃腐酸形態(tài)對產品結塊的影響[4]，結果見表3和表4。

表3 固態(tài)黃腐酸對產品結塊的影響

表4 液態(tài)黃腐酸對產品結塊的影響

由表3可知，在噴涂相同防結塊劑的條件下，不同品種的尿基黃腐酸復合肥會出現(xiàn)不同程度的結塊。對于25-14-6尿基黃腐酸復合肥，在濕度為65%或70%時，添加質量分數2%的150 μm或75 μm固態(tài)黃腐酸的結塊率最低。對于30-5-5尿基黃腐酸復合肥，在濕度為65%或70%時，添加質量分數4%的150 μm或75 μm固態(tài)黃腐酸的結塊率最低。

由表4可知，在噴涂相同防結塊劑及濕度為65%的條件下，液態(tài)黃腐酸含水量越低，試驗制備出的尿基黃腐酸復合肥結塊率越低[9]。

3 結語

(1)采用高塔造粒工藝生產尿基黃腐酸復合肥，加入固態(tài)黃腐酸的關鍵條件為控制黃腐酸的粒徑在75 μm左右。黃腐酸粒徑過大，無法形成均一的漿液，制備出的尿基黃腐酸復合肥外觀黑度較低且顆粒不均勻。

(2)采用高塔造粒工藝生產尿基黃腐酸復合肥，加入液態(tài)黃腐酸的關鍵條件為將其含水質量分數降至30%左右再添加到尿液料漿中，可制備出均一漿液并形成外觀較黑的產品。

(3)尿基黃腐酸復合肥在儲存過程中會出現(xiàn)不同程度的結塊現(xiàn)象。在空氣濕度為70%以下的環(huán)境中，添加的固態(tài)黃腐酸粒徑較細且添加質量分數控制在4%以下時，尿基黃腐酸復合肥結塊率較低；添加的液態(tài)黃腐酸含水質量分數控制在30%左右時，產品結塊率較低。

(4)采用高塔造粒工藝生產尿基黃腐酸復合肥，添加不同種類的黃腐酸，肥料品種不同，結塊程度不同?？刂坪命S腐酸原料的特性，可制備出外觀較好且產品質量較高的產品。