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環境。但利用高塔造粒工藝生產尿基黃腐酸復合肥時，會出現水分、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或固態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、液態黃腐酸等為自產，磷酸一銨、氯化鉀、輔料、固態黃腐酸等為外購。

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，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黃腐酸，并調整黃腐酸的粒徑，考察不同粒徑的固態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 添加不同粒徑固態黃腐酸對產品品質的影響

2.2 液態黃腐酸含水量對產品品質的影響

為克服固態黃腐酸對漿液和產品粒度的影響，試驗將液態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]，從而獲得優化的工藝參數。液態黃腐酸含水量對產品品質的影響見表2。

表2 液態黃腐酸含水量對產品品質的影響

由表2可知，液態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則產品。

2.3 不同形態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，將添加不同形態黃腐酸的產品碼垛堆存30個高度，于環境溫度40 ℃的條件下放置1個月，考察黃腐酸形態對產品結塊的影響[4]，結果見表3和表4。

表3 固態黃腐酸對產品結塊的影響

表4 液態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不同程度的結塊現象。在空氣濕度為70%以下的環境中，添加的固態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。控制好黃腐酸原料的特性，可制備出外觀較好且產品質量較高的產品。