顆粒氯化銨生產技術研究與探討

曹衛宇，盧嘯煬，陳國華，陳明良

（上海化工研究院，上海 2 0 0 0 6 2）

顆粒氯化銨生產技術研究與探討

曹衛宇，盧嘯煬，陳國華，陳明良

（上海化工研究院，上海 2 0 0 0 6 2）

簡述了傳統的擠壓造粒生產顆粒氯化銨的工藝技術特點，研究了團粒法進行氯化銨轉鼓造粒新工藝的原理、產品技術指標、生產裝置設備要求，并對本工藝中的主要影響因素進行了探討。

氯化銨；顆粒；造粒技術

0 引言

氯化銨是純堿聯合生產的副產物，近年來隨著我國純堿工業裝置的大幅度擴產，純堿產量長期居世界首位。2 0 1 0年我國純堿產量為2 0 4 7萬t，約占世界總產量的4 2%。預計到2 0 1 2年底我國純堿生產能力將達到3 0 0 0萬t，氯化銨的生產能力將超過1 5 0 0萬t，產量達到1 2 0 0萬t以上。

氯化銨除了在工業領域用于干電池、蓄電池、銨鹽、鞣革、電鍍、精密鑄造、醫藥、照相、電極、黏合劑、酵母菌養料等方面外，農業領域為復合肥料提供氮營養元素是它的最主要應用途徑。

氯化銨是一種生理酸性速效氮肥，含氮量為2 2%～2 5%。氯化銨肥效快、持續時間長、能加速光合作用，促進作物新陳代謝，促進植物葉綠素合成，增加作物抗病蟲害和抗倒伏能力。氯化銨適用于中性土壤和石灰性土壤，可土壤改良，在調節土壤溶液p H值方面中發揮重要作用。直接施用小麥、水稻、玉米、油菜等作物，尤其對棉麻類作物有增強纖維韌性和拉力，提高品質的功效。氯化銨用在水田中肥效顯著，氯離子對硝化細菌有抑制作用，可減少氮素流失。同時氯離子可隨水排走，不會在土壤中殘留過多離子。但是氯化銨不能用于煙草、甘蔗、甜菜、茶樹、馬鈴薯等忌氯作物。西瓜、葡萄等作物也不宜長期使用。氯化銨不能用于干旱少雨地區及排水不利的鹽堿地中，以防止加重土壤鹽害，同時氯化銨也不能與堿性化肥一同施用。

由于氯化銨主要下游產品復混肥料不斷向高濃度復混肥方向發展，造成氯化銨使用量減少，銷路越來越窄，氯化銨滯銷問題嚴重制約了聯堿工業的生存和發展。通過對氯化銨進行造粒，增加氯化銨單獨施肥量，成了聯堿法純堿企業的迫切需要。

目前，隨著我國農業測土施肥技術的逐漸推廣應用，摻混肥料市場發展迅速。通過造粒顆粒氯化銨可作為摻混肥料中氮元素的另一個主要來源，可解決氯化銨本身出路；同時可以改變氯化銨的儲運性能，解決市場供應環節淡儲問題。

由于本身物理化學等物性特點，氯化銨等一類無機鹽物質，采用常規造粒技術很難獲得顆粒產品，屬于難成粒物質。氯化銨通常均為粉粒狀結晶體，平均粒徑大約為0.4～0.5 mm。目前顆粒氯化銨僅僅可采用擠壓工藝方法造粒，產品雖然可在摻混肥料中使用，但存在以下問題：

1）通過擠壓造粒的顆粒氯化銨產品顆粒圓整度差、顆粒密度大，與其他營養元素的顆粒產品如大顆粒尿素、顆粒磷酸二銨、顆粒鉀鹽摻混后容易發生離析，造成養分不均勻。

2）擠壓造粒由于受到單體設備能力限制，單系列裝置生產規模很難超過1 0萬t／a，且由于核心擠壓對輥等部件運行中磨損嚴重，生產操作費用高。

近年來上海化工研究院針對氯化銨等難成粒物質的造粒過程進行了系統的技術開發與研究，目前對氯化銨開展的團粒法轉鼓造粒工藝已取得技術突破，肥料生產企業可利用現有團粒法生產裝置采用本工藝技術，生產出符合多種需要的物理狀態優良的顆粒氯化銨，為顆粒氯化銨生產提供了一條新路。

1 實驗

1.1 實驗原料

農用氯化銨（N≥2 2.5%），江蘇德邦興華化工股份有限公司

凹凸棒土，安徽明美礦物化工有限公司

MM－K添加劑，上海化工研究院

硫酸，上海硫酸廠

1.2 工藝實驗

本實驗研究的氯化銨造粒技術是一種采用常規復肥通用生產裝置系統，將粉狀氯化銨鹽制備成為顆粒狀氯化銨肥料的方法。其原理是在水中按比例加入添加劑并攪拌混合均勻后，噴灑到粉狀氯化銨原料以及返料組成的造粒料床表面，通入少量蒸汽進行連續造粒，再經過干燥、冷卻、過篩，即可制成外觀圓整、顆粒強度高、產品質量穩定、松散度好的顆粒氯化銨。采用本技術生產顆粒氯化銨，裝置生產能力大，生產成本低。產品不易結塊，儲存使用性能優良，可廣泛應用于各種系列配方的摻混肥料及單獨使用。

氯化銨造粒工藝流程示意框圖如下：

1.3 測試評價指標

經造粒后，顆粒氯化銨質量要求符合氯化銨質量標準（G B 2 9 4 6－2 0 0 8），其中：

N≥2 3%、水分≤3%、粒度大小均勻直徑2.5～4.5mm；成品中氮含量可根據需要，達到2 3%、2 5%及其他規格。

氯化銨顆粒產品的顆粒外觀圓整，顆粒強度大，適合單獨使用或作為摻混肥料原料使用。

2 結果與討論

2.1 填料對成粒率的影響

表1 氯化銨造粒實驗數據（一）

從表1可以看出，無填料情況下，粉狀氯化銨很難成粒；隨著填料添加量增加，可改善氯化銨的成粒率。

2.2 MM－K添加劑對成粒率的影響

從表2可以看出，隨著MM－K添加劑用量增加，可顯著提高顆粒氯化銨的成粒率至5 0%以上。

2.3 溫度對成粒率的影響

氯化銨為水溶性無機鹽，在水中的溶解度如表3所示。

表2 氯化銨造粒實驗數據（二）

表3 氯化銨在水中溶解度

表4 氯化銨造粒實驗數據（三）

由表3可以看出，氯化銨溶解度隨溫度升高顯著提高。

由表4可以看出，氯化銨在水中溶解度受溫度影響明顯，一定范圍內提高造粒溫度可提高成粒率，同時造粒所需水分隨溫度升高而減少。

3 結 論

顆粒氯化銨具有粉狀氯化銨具有的提供速效氮養分功能外，還具有便于儲存運輸、不宜結塊、易于撒播、施用方便等功能，可與顆粒磷銨、顆粒鉀肥進行摻混，適用于靈活多樣配比的測土施肥技術推廣應用。

應用上海化工研究院開發的顆粒氯化銨生產工藝技術，可建設年產規模單系列在1 0萬t以上生產裝置，按照每年生產7 0 0 0h計算，裝置產量可達7～1 4t／h。也可利用復肥生產企業已有的團粒法生產裝置，通過簡單技術改造形成規模化顆粒氯化銨生產能力，同時可進一步生產B B肥，增強企業盈利能力及綜合市場競爭能力和影響力。

年產5～1 0萬t顆粒氯化銨生產裝置主要設備包括：造粒機、干燥機、冷卻機、破碎機、振動篩、包裝機、斗提機、皮帶輸送機等標準復肥生產單元設備。設備可根據生產場地實地情況進行布置和安裝。

顆粒氯化銨在我國有較好的市場前景，通過應用轉鼓造粒工藝實現氯化銨產品的顆粒化，將是提高產品的附加值和競爭力的良好途徑之一。

［1］ 李建濤，等.淺談農業氯化銨造粒的市場前景及產品開發［J］.純堿工業，2 0 0 5（1）

［2］ 聯堿企業需要進行氯化銨產品升級［N］.化工報，2 0 0 9－1 0－1 9

［3］ 氯化銨產品結構存在的問題及建議［E B／O L］.中國產業研究報告網，2 0 1 0－0 3－0 4

［4］ 江蘇華昌化工股份有限公司.顆粒氮肥的制備方法［P］.中國：2 0 0 8 1 0 0 2 3 6 9 9.8

［5］ 湖北雙環化工集團公司.氯化銨顆粒［P］.中國：9 7 2 4 1 5 7 5.0

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1 0 0 5－8 3 7 0（2 0 1 2）0 4－2 2－0 3

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曹衛宇（1 9 6 5—），男，上海化工研究院化肥所副總工程師，目前從事化學肥料領域相關技術的研究開發工作。