富源牌防结块剂在复合肥行业的应用及其发展

傅少伟，高举全

（山东临朐富源精细化工有限公司  山东临朐  262600）

复合肥结块的原因是因为肥料容易吸湿，在使用和贮存过程中，很容易形成大面积的结块，给施肥与运输带来不便。因而，肥料企业采取了很多方法措施来防止肥料结块。如根据不同产品采用不同的干燥工艺来降低产品的水分；采用不同的冷却工艺降低产品下线时温度；采用不同的造粒工艺得到均匀的、尺寸大、强度高的肥料颗粒；改善包装条件，改进包装方法；控制产品贮存时的温度、相对湿度、堆积的高度以及贮存的时间等。然而，在正常生产情况下，复合肥 

 防结块的有效措施是使用专用复合肥防结块剂。可以达到理想的防结效果。

 一、防结块剂的发展 

   1、传统技术 

  从20世纪70年代开始，出现一系列复合肥外包裹技术。主要有粉扑、包膜等。技术是将滑石粉、石膏粉等粉状润滑材料喷施于40℃温热复合肥表面，但扑粉防潮、防结块效果不理想，严重污染环境；还有采用油、蜡类的熔融物处理复合肥，但该物质热塑性范围小，使产品颗粒强度低，没解决粉化的缺陷。 

还有采用大量溶剂的，原料成本高、生产使用不方便，故难以实际应用。

 2、  新型防结剂  

  山东临朐富源精细化工有限公司生产的富源牌FY-7型膏状高温型防结块剂是

在复合肥颗粒的外表面喷涂一层油性防结块剂，以防止颗粒表面组分间发生反应，同时会降低颗粒吸收水分的速度。此外，还可以減慢母液中的水分向颗粒表面迁移，降低在颗粒表面发生溶解与再结晶变化的可能性。同时在复合肥颗粒的表面包裹一层富源牌FY- B型粉状防结块剂，此产品特点是能良好的粘附于复合肥颗粒表面上，不吸水，对产品完全惰性，因而可降低复合肥颗粒的吸湿性。

3、在复合肥生产中可以适当添加稳定剂，其作用是阻止肥料的晶型转化。例如加入0.3%硝酸镁可以使硝酸铵的相变温度从32 ℃降至22 ℃，防止因温度变化而导致颗粒破碎和结块情况发生。

 二、肥料结块机理 

     复合肥结块的原因是多因素的，只有正确了解并掌握复合肥结块的原因，才能采取合适的方法阻止肥料的结块。 

  1）晶体连桥理论 

     晶体连桥理论认为由于自身（晶体性质、化学组成、粒度、粒度分布、晶体的几何尺寸）和外界条件（湿度、温度和压力）的变化，水分不断从内部向粒表扩散 （或因表面吸湿），促使颗粒表面溶解、重结晶，从而在颗粒间隙处形成晶体架桥，随着时间的推移，这些晶桥彼此之间互相结合，逐渐形成大的团块。 

  (2)毛细吸附理论 

     具有吸湿性的肥料在其临界相对湿度，即在一定温度下，肥料开始向空气中吸水或失水时的 空气相对湿度，在晶体表面形成肥料的饱和溶液膜。这种溶液膜加速了毛细吸附，毛细管上水的饱和蒸气压低于外部的饱和蒸气压，外部水 蒸气扩散至颗粒间，从而吸湿潮解，由表面张力形成的凹面使离子向颗粒接触处移动，导致相邻颗粒间形成粘结成团块。 

 （3）化学反应理论 

化肥在造粒过程中不可能完全反应，但在贮存过程中会继续反应生成复盐，从而引起重结晶和结块。这些反应伴随着放热与释放水分，使复盐组分发生变化，导致颗粒体积的改变，造成产品出现崩裂粉化和结块。 

    (4)塑性变形理论 

   结块伴随着形变，形变又会因受压而加剧;未经冷却的化肥的残余热量会从颗粒向外转移，如果这时化肥颗粒受到挤压就可导致形变，进而结块。   

(5)扩散结块理论 

  以上机理比较成熟，但近年来一些学者提出了一种完全不同的结块理论——扩散结块机理。扩散结块机理认为无机化合物的结块取决于颗粒形状或颗粒堆积形成的孔道结构，无机物的离子正是通过这些孔道进行自扩散，在颗粒表面发生某种物理或化学作用而呈结块现象。  

三、影响结块的因素 

  复合肥的结块是一个复杂的化学和物理过程，涉及到肥料内部和外部因素的影响。通常指的是以下几个方面:   

1）水分 

  水分是影响化肥结块主要的因素。任何结块的机理都与肥料中的液相含量有关。水分的存在会导致毛细粘合，并产生晶桥；另外水分会引起颗粒软化，导致压力变形，使颗粒间接触面积大，加大了颗粒间结合的强度。 

  水分的2种来源:一是内部的水分迁移至粒表;二是从周围空气吸湿。引起吸湿的原因可概括为2个:毛细凝结和蒸汽压下降。   

2)温度 

   主要体现在包装时的产品温度和贮存时的环境温度两方面。温度高可以使化学反应和水分蒸发速度加快。如果包装时温度过高，冷却时溶解在残余水分中的无机盐会结晶出来，形成盐桥；贮存时温度过高会使肥料的临界相对湿度降低，增强肥料的吸湿性，提高各组分的反应活性，致使结晶重复发生，促使晶桥生成。 

 3)堆放 

   堆放压力越大，堆放（贮存）时间越长，越易结块。在堆积压力下肥料颗粒会发 生形变或被压碎，如果肥料尚未全部冷透，在压力下更会使晶粒变形，这样就增加了颗粒之间的接触面积，容易使颗粒间形成晶桥和毛细管粘合，从而发生结块；贮 存时间愈长，肥料表面盐溶液重结晶溶解过程进行的次数愈多，长期处于一定压力下，肥料产生的形变愈大，结块的趋势越明显。   在研究表面活性剂吸附层和聚合物薄层对析晶结合强度的影响时，发现：析晶结合强度取决于样品预先润湿的程度，而预润湿程度取决于在湿空气中保存的时间。 

  4)颗粒 

   从颗粒形状上来看，粒径越大、越均匀、圆混度越高；颗粒机械强度越大，越不易结块。肥料颗粒的形状和大小也是影响肥料结块的重要因素。颗粒较大且比较均 匀，颗粒形状规则都减少了颗粒之间的接触面积和颗粒之间的相互吸引力，减少了肥料结块的趋势；此外机械强度较小的肥料颗粒容易被压碎，产生的细粉促进了结块。

5)原料 

   从组成上说，溶解度大、吸湿性强的盐类易结块；纯度高的盐类、高浓度的肥料易结块。一般来说，由2种以上肥料盐组成的混合物，比较容易吸水。其临界吸湿点都低于低的一种基础肥料的临界吸湿点。因此在复合肥选择配料时，各单一基础肥料和混合物终组份的吸湿性都要考虑，要使临界相对湿度尽可能地高，避免形成 临界吸湿点特别低的配料组合。 

  在各种肥料中，结块程度强弱依次为：NPK复合肥>MAP>DAP(MAP是磷酸一 铵，DAP是磷酸二铵)；而在各种三元复合肥中，结块程度强弱依次为：尿基>硝基>氯基>硫基。在生产高浓度复合肥时加些不溶于水的惰性物质，可以降低结晶键间结合力，减少结块。 

四、防结块剂的发展趋势 

     目前，随着进入WTO后，与国外技术的接轨，人们对肥料的要求也越来越高，现在的化肥产品都在向着多元化、高浓度、缓释和长效、杀虫和除草等多功能方面发展，这也要求了防结块剂的开发也要从单一化到多元化、多功能的发展。 

     （1）由于各个生产厂家的生产方法、防结块技术有差别，同样的产品用于不同厂家防结块效果不同。为此需要防结块剂生产厂家和肥料厂家相结合，深入具体生产实际解决问题。 

    （2）今后应加强对缓效性、长效性等功能方面的研究开发；加强以表面活性剂为主要组分的复合肥防结块剂的研究；还需注意防结块剂的观感，使被处理过的肥料，在外观色泽上更易受农民的喜爱。 

     （3）从目前防结块技术的研究水平来看，由于肥料结块机理的研究还不成熟，还不能直接从理论上来确定各种肥料合适的防结专用的表面活性剂。针对肥料与表面活性剂间选择性强，适用范围窄的情况，其筛选工作只能以盐类和防结专用表面活性剂的做为基础，进行大量的实验和研究。当前的研究工作还带有一定的经验性，因此需要进一步加强复合肥防结块机理的研究，以发挥理论和实践的指导作用。

五、结束语

    为了更大程度的满足市场对高品质肥料的需要，山东临朐富源精细化工有限公司多年以来专注生产和研究肥料防结块剂系列产品，并结合富源牌防结块剂的品牌优势，不断开发新产品，在使用效果上不断取得突破进展。尤其是新开发的油性膏状防结块剂系列配方，在复合肥上的防结块效果达到国外进口产品的效果。今后防结块剂的研究应该从保证防结块剂的环保性、成膜的坚固性、防结块剂的多功能性以及保证颗粒的稳定性为研发方向。我们衷心的希望各肥料企业对我公司生产的产品提出宝贵意见或建议，同时也希望我公司富源牌防结块剂系列产品能被更多的企业和厂家使用，让我公司产品服务于肥料企业，造福于农业生产。