一、 肥料结块的根本原因

肥料结块本质上是颗粒间形成了坚实的“桥”或“键”,这些“桥”的形成主要源于以下几个方面:

1. 盐类的晶析与重结晶(最主要原因)

  • 机理:肥料颗粒表面通常会有一层饱和的盐溶液薄膜(称为“母液”)。当环境温度或湿度变化时,水分会蒸发或吸收。水分蒸发时,溶解在母液中的盐分(如尿素、铵盐、钾盐)会过饱和并结晶出来,形成细小的“晶桥”,将相邻的颗粒紧紧地粘结在一起。

  • 影响因素:温度波动、湿度波动、肥料本身的溶解度(溶解度越高,越易结块,如尿素、硝酸铵)。

2. 毛细吸附与液相桥
  • 机理:肥料颗粒是多孔性的,颗粒之间存在微小的空隙。当空气湿度较高时,水分会通过毛细管作用在颗粒接触点凝结,形成“液相桥”。即使水分不多,也足以大大增加颗粒间的粘附力,导致软结块。如果后续水分蒸发,就会转化为上述的“晶桥”,形成硬结块。

  • 影响因素:环境湿度、肥料的吸湿性(如硝酸铵、氯化铵吸湿性强)。

3. 化学反应
  • 机理:某些肥料组分之间,或肥料与杂质之间会发生化学反应,生成新的结晶化合物。

    • 典型例子:过磷酸钙中的游离酸与金属杂质(如铁、铝)反应,生成坚硬的磷酸铁/铝盐,导致严重结块。

    • 尿素与复混肥中的磷酸一铵反应,生成吸湿性很强的加合物。

4. 物理压力(塑性变形)
  • 机理:在储存时,上层肥料的重量会对下层颗粒产生持续压力。如果肥料颗粒较软或温度较高(接近熔点),颗粒会发生塑性变形,接触面积增大,从而紧密结合在一起。

  • 影响因素:堆垛高度、储存时间、肥料的硬度和熔点(尿素在高温下易软化)。

5. 颗粒特性
  • 粒度分布:细小颗粒(粉末)多,会填充大颗粒之间的空隙,增加接触点,更容易结块。

  • 颗粒形状:不规则、有棱角的颗粒比光滑的球形颗粒更易啮合,从而更易结块。

  • 颗粒强度:强度低的颗粒在运输和堆放中易破碎,产生粉末,导致结块。

    打开网易新闻 查看精彩图片

二、 针对不同肥料产品的具体结块原因及解决方案1. 尿素
  • 结块原因

    • 晶析:尿素溶解度极大,对温度和湿度极其敏感,是最易结块的氮肥。

    • 相变:尿素在冷却储存过程中会发生晶型转变,伴随体积变化,加剧结块。

    • 低熔点:夏季高温下,颗粒表面会轻微熔化,冷却后粘结成块。

  • 解决方案

    • 添加甲醛:在造粒前加入少量甲醛,生成脲醛聚合物,在颗粒内部形成网状结构,增强颗粒强度,降低晶析趋势。这是最有效和应用最广的方法。

    • 添加防结块剂:在包裹筒中喷洒微量的疏水剂(如高级脂肪胺、矿物油等),在颗粒表面形成一层憎水膜,隔绝水分。

    • 充分冷却造粒后必须用流化床冷却器等设备将物料冷却至60℃以下,最好接近环境温度。

    • 改善包装:使用内衬塑料膜的编织袋,并确保包装前物料已彻底冷却。

2. 氯化铵、硫酸铵
  • 结块原因:主要是吸湿性和晶析作用。

  • 解决方案

    • 添加无机添加剂:添加少量(1-2%)的石膏、钙镁磷肥、高岭土等惰性物质,作为骨架,减少颗粒间的接触,并吸收表面母液。

    • 添加表面活性剂:如烷基苯磺酸钠等,降低表面母液的张力。

    • 严格控制干燥和冷却工序

3. 过磷酸钙、重过磷酸钙
  • 结块原因

    • 化学固化:游离酸与金属杂质反应。

    • 物理固化:熟化过程中,磷酸一钙继续水合结晶,形成晶桥。

  • 解决方案

    • 中和:添加适量的石灰石粉、氨或碳铵来中和游离酸。

    • 陈化(熟化):生产后堆置陈化2-4周,让其完成大部分的物理化学变化,然后再破碎、造粒。

    • 添加调理剂:添加少量骨粉、磷矿粉作为干燥剂和骨架。

4. 复合肥/复混肥(NPK)
  • 结块原因:最为复杂,是上述各种原因的综合体现。

    • 各组分之间发生化学反应(如尿素与普钙/磷酸一铵)。

    • 不同盐类的共晶点降低,吸湿性增强。

    • 盐类的晶析。

  • 解决方案

    • 涂膜包裹:在包装前设置包裹筒,均匀喷洒防结块剂。

    • 控制包装温度:严禁热包装。

    • 使用防潮包装:使用内塑外编袋,并密封良好。

    • 严格控制造粒水分:水分是万恶之源,在保证成球率的前提下,水分越低越好。

    • 强化干燥和冷却:确保干燥均匀、彻底,冷却到位(通常要求冷却到比环境温度高5-10℃以内)。

    • 筛分:严格筛除粉末和过大颗粒,保证产品粒度均匀。

    • 惰性粉末:如硅藻土、高岭土、滑石粉。它们覆盖在颗粒表面,起到物理隔离和吸收水分的作用。

    • 表面活性剂:如脂肪胺,形成疏水膜。

    • 复合型液体防结块剂:通常由成膜剂(矿物油)、疏水剂(脂肪胺)和乳化剂复配而成,通过喷雾方式均匀包裹在颗粒表面,效果最好。

    • 配方优化:避免将易发生反应的原料直接配伍(如尿素和过磷酸钙)。现在普遍采用尿素-磷铵-钾盐体系,稳定性更好。

    • 使用包裹剂/防结块剂:这是最关键的措施。

    • 优化生产工艺

    • 改善后处理与包装

三、 综合性的解决方案总结
  1. 工艺控制(治本)

  • 干燥:将产品最终水分控制在极低水平(通常<1.5%)。

  • 冷却:使用高效的冷却设备(如流化床冷却器),将产品温度降至接近环境温度。

  • 筛分:获得均匀的颗粒,减少粉末。

添加防结块剂(治标关键)

  • 根据产品特性选择合适的防结块剂类型(粉末或液体)和配方。

  • 确保添加设备(如包裹筒)运行良好,实现均匀包裹。

包装与储存管理(最后防线)

  • 冷却后包装:这是必须遵守的铁律。

  • 使用优质包装袋:内衬塑料膜,并保证封口严密。

  • 规范储存:仓库应保持阴凉、干燥、通风。避免堆垛过高,减少压力。遵循“先进先出”原则,缩短库存周期。

结论
肥料结块是一个多因素引发的综合症,没有单一的“万能药”。最有效的策略是“预防为主,综合治理”。企业需要从配方设计、生产工艺、后处理添加和包装储存整个链条上进行精细化管理,才能生产出松散、优质、受市场欢迎的肥料产品。

肥料产业信息中心(订阅号:feiliao191)

小编网络整理,有缺失之处望指点。

服务于农 发展于农