复合肥(学习整理)

1、 复合肥(学习整理）一， 什么叫复合肥复合肥是指氮、磷、钾三种养分中，至少有两种养分（表明量）的仅由化学方法制成的肥料。 1，基本定义 复合肥具有养分含量高、副成分少且物理性状好等优点，对于平衡施肥，提高肥料利用率，促进作物的高产稳产有着十分重要的作用。但它也有一些缺点，比如它的养分比例总是固定的，而不同土壤、不同作物所需的营养元素种类、数量和比例是多样的。因此，使用前最好进行测土，了解田间土壤的质地和营养状况，另外也要注意和单元肥料配合施用，才能得到更好的效果。 2，特点 目前的复合肥生产多使用测土配方测出土壤的养分情况，测土配方施肥是以土壤测试和肥料田间试验为基础，根据作物需肥规律、土壤供

2、肥性能和肥料效应，在合理施用有机肥料的基础上，提出氮、磷、钾及中、微量元素等肥料的施用数量、施肥时期和施用方法。通俗地讲，就是在农业科技人员指导下科学施用配方肥。测土配方施肥技术的核心是调节和解决作物需肥与土壤供肥之间的矛盾。同时有针对性地补充作物所需的营养元素，作物缺什么元素就补充什么元素，需要多少补多少，实现各种养分平衡供应，满足作物的需要；达到提高肥料利用率和减少用量，提高作物产量，改善农产品品质，节省劳力，节支增收的目的。 复合肥的优点与缺点优点 1.营养元素 复合肥的状分总量一般比较高，营养元素种类较多，一次施用复合肥，至少同时可供应作物两种以上的主要营养元素。 2.结构均匀例如磷酸

3、铵不含任何无用的副成分，其阴、阳离子均为作物吸收的主要营养元素。这种肥料养分分布比较均一，在造成颗粒后与粉状或结晶状的单元肥料相比，结构紧密，养分释放均匀，肥效稳而长。由于副成分少，对土壤不利影响小。3. 物理性状好。 复合肥一般多制成颗粒，吸湿性小，不易结块，便于贮存和施用，特别便于机械化施肥。4.贮运和包装由于复合肥中副成分少，有效成分含量一般比单元肥料高，所以能节省包装及贮存运输费用。例如，每贮运1吨磷酸铵，约等于贮运过磷酸钙及硫酸铵共4吨。 缺点 1.养分的比例固定，难以满足各类土壤和各种作物的需要。2.各种养分在土壤中运动速率各不相同，被保持和流失的程度不同，因而在施用时间、施肥位置

4、等很难满足施肥技术上的要求。 注：复合肥成份主要是氮，磷，钾。还有微量元素铜、锰、钴、铁、锌、钼、镁、硼、钙，等。 元素缺乏症状： 缺氮：氮素供应不足，表现为植株生长缓慢、矮小，叶片细狭，新叶出得慢。同时，缺氮引起叶绿素含量降低，叶面的颜色变淡，呈黄绿色，并且从下部老叶开始，逐渐向上发展；严重时，下部叶片呈黄色，甚至干枯死亡。缺氮使作物营养体生长不良，对主要收获茎叶的作物产量和品质影响较大。 缺磷：磷素供应不足，植株内糖类积累增加，形成较多的花青素，如玉米、番茄和油菜等茎叶上，可明显地看到紫红色的条纹或斑点，甚至枯死脱落。水稻严重缺磷时，叶片直立，叶色浓绿，下部叶片叶尖枯萎，呈黄绿色，植株矮小

5、，不分蘖，形成“僵苗”或“坐蔸”。小麦缺磷易出现“小老苗”。 缺钾：症状主要表现在叶部，且一般在生长中、后期才表现出来。作物缺钾时，首先是老叶的尖端和边缘发黄或呈红褐色，逐渐向上扩展。若新叶也出现缺钾症状，表明缺钾的程度已相当严重。作物不同，其缺钾症状略有差异。水稻缺钾时，易发生胡麻叶斑病，发病植株一般新叶抽出困难，抽穗不齐。玉米缺钾时，植株矮小，节间变短，叶片显得特别长，较老叶片的叶尖和边缘出现黄色条纹，进而叶尖和边缘干枯而中脉附近仍为绿色。 缺铁：主要表现为失绿症；作物缺硼易造成根系不发达，生长点死亡，开花不结实；水稻缺锌叶色黄绿，植株矮化，玉米缺锌易出现白苗病。 二，复合肥的生产过程复合

6、肥生产工艺流程大致为：原料配料-混合搅拌-结块粉碎-物料造粒-一级筛分-颗粒烘干-颗粒冷却-颗粒二级分级-成品颗粒包膜-成品颗粒定量包装等环节三，复合肥的生产工艺目前颗粒状复混肥料的生产方法主要有料浆法、固体团粒法、部分料浆法、融熔法等，下面对这几种典型的生产方法作以介绍 1 料浆法以磷酸、氨为原料，利用中和器、管式反应器将中和料浆，在氨化粒化器中进行涂布造粒，生产过程中添加部分氮素和钾素以及其他物质，再经干燥、筛分、冷却而得到NPK复合肥产品，这是国内外各大化肥公司和大规模生产常采用的生产方法。 磷酸可由硫酸分解磷矿制取，有条件时也可直接外购商品磷酸，以减少投资和简化生产环节。该法的优点是：

7、既可生产磷酸铵也可生产NPK复合肥，同时也充分利用了酸、氨的中和热，蒸发物料水份，降低造粒水含量和干燥负荷，减少能耗，生产规模大，生产成本较低，产品质量好，产品强度较高。由于通常需配套建设磷酸装置及硫酸装置，建设不仅投资大，周期长，而且涉及磷、硫资源的供应和众多的环境保护问题（如磷石膏、氟、酸沫、酸泥等），一般较适用于在磷矿加工基地和较大规模生产、产品品数不多的情况。2 固体团粒法 （蒸汽造粒团粒法）以单体基础肥料如：尿素、硝铵、氯化铵、硫铵、磷铵（磷酸一铵、磷酸二铵、重钙、普钙）、氯化钾（硫酸钾）等为原料，经粉碎至一定细度后，物料在转鼓造粒机（或园盘造粒机）的滚动床内通过增湿、加热进行团聚造

8、粒，在成粒过程中，有条件的还可以在转鼓造粒机加入少量的磷酸和氨，以改善成粒条件。造粒物料经干燥、筛分、冷却即得到NPK复合肥料产品，这也是国际广泛采用的方法之一，早期的美国及印度、日本、泰国等东南亚国家均采用此法生产。该法原料来源广泛易得，加工过程较为简单，投资少，生产成本低、上马快，生产灵活性大，产品的品位调整简单容易，通用性较强，采用的原料均为固体，对原材料的依托性不强，由于是基础肥料的二次加工过程，因此几乎不存在环境污染问题，由于我国目前的基础肥料大部分为粉粒状，因此，我国中小型规模的复合肥厂大多采用此种方法。目前，该种生产技术在国内已日趋成熟。3 部分料浆法近年来，在TVA尿素、硝铵半

9、料浆法及团粒法的基础上，国内又发展了利用尿液或硝铵溶液的喷浆造粒工艺-即部分料浆法，该技术利用了尿素和硝铵在高温下能形成高浓度溶液的特性（95%），由于尿液或硝铵溶液温度高，溶解度大，液相量大的特点，以尿液或硝铵浓溶液直接喷入造粒机床层中，利用尿液或硝铵溶液提供的液相与其它固体基础肥料和返科一起进行涂布造粒，这样可以减少水或蒸汽的加入量，减少造粒物料的水含量，同样也达到减少造粒水含量、干燥负荷和减少能耗的目的。造粒物料经干燥、筛分、冷却即得到（尿基或硝基）复合肥料产品。4融熔法熔体油冷造粒制高浓度尿基复合肥生产技术是利用尿素厂的中间产品尿素溶液，配以磷铵、钾盐，开发成功高质量、低能耗、少污染的

10、高浓度尿基复合肥生产技术-熔体造粒工艺，已在江苏恒丰集团，海化和银川化肥厂等单位得到应用。 熔体造粒工艺在化肥生产中已得到应用，如尿素塔式喷淋造粒、硝酸磷肥塔式喷淋造粒和双轴造粒、硝铵塔式喷淋造粒、尿磷铵塔式喷淋造粒等。但该工艺用于制造高浓度尿基复合肥料在国内尚属空白，这一工艺由于不需要传统复合肥生产装置中投资及能耗最大的干燥系统，而且由于尿素及尿素基复合肥的特性，特别适合尿基高氮比的三元（N、P、K）和二元（N、K或N、P）高浓度复合肥的生产。5 高塔造粒固体尿素或硝铵（硝铵磷等）加热熔融后成为熔融液，也可以直接使用蒸发浓缩后的熔融液。在熔融液中加入相应的磷肥、钾肥、填料及添加剂制成混合料浆

11、。混合料浆送入高塔造粒机进行喷洒造粒，通过造粒机喷洒进入造粒塔的造粒物料，在从高塔下降过程中，与从塔底上升的气体阻力相互作用，与其进行热交换后降落到塔底，落入塔底的颗粒物料，经筛分表面处理后得到颗粒复合肥料。 与常用的复合肥料制造工艺相比，高塔造粒工艺具有以下优点： （1）、直接利用尿素或硝铵熔体，省去了尿素熔体的喷淋造粒过程，以及固体尿素的包装、运输、破碎等，简化了生产流程。 （2）、造粒工艺充分利用圆熔融尿素或硝铵的热能，物料水分含量很低，无需干燥过程，大大节省了能耗。 （3）、生产中合格产品颗粒百分含量很高，因此生产过程中返料量几乎没有。 （4）、操作环境好，无三废排放，属清洁生产工艺。

12、高塔产品的特点：（1）抗压强度高且水溶快。高塔造粒生产颗粒复合肥料的工艺，其产品的含水率一般在1%以下，基本上可以控制在0.5%以下， 所以产品的抗压强度特别高。其颗粒抗压强度比传统工艺生产的产品可以提高一倍以上,适合于各类施肥方法。遇水溶得快,适合于农民喜爱快溶的要求。 （2）养份均匀。高塔造粒使每一颗粒养份基本上都是一致的。促使作物生长均匀，整体长势良好。 （3）中微量元素有效化。中微量元素通过鳌合技术处理，使得养份有效性进一步提高，更加容易被作物吸收。 （4）肥料的利用率提高。高塔复合肥,其养分释放较均匀,肥效也延长了,使其肥料的利用率得到了提高。 （5）适合再包膜，降低生产成本。 （6

13、）有小孔防假冒。使用高塔造粒工艺生产出的复合肥颗粒均匀剔透、色泽光亮，并在中间露有清晰可见的针孔，其粒状是任何挤压、滚筒和搅拌等传统造粒方法造不出来的，产品不易被假冒。 （7）产品质量稳定、运行费用低、能耗少、无污染、便于操作，生产的复合肥无论外观还是内在质量及作物增产上，都远胜于市场上销售的普通复合肥。 氨酸法喷浆造粒工艺 1、工艺间述分析国内复合肥生产的工艺状况，主要是团粒法、料浆法二种工艺组成。料浆法工艺因其生产规模、投资规模等多项因素制约，主要在少数大型国有企业应用；而团粒法因其工艺简单、投资少、操作便利等特点而被国内大多数厂家采用，其缺点是生产过程中经验因素比较强，产品对原料局限性比

14、较大，特别是高氮高尿系列复合肥的生产，甚至很困难。因此采用部分料浆法的氨酸法喷浆造粒工艺正在被广泛推广应用。 液氨与硫酸在工艺中，就是硫酸喷在物料的表面，这是化肥生产氨化造粒中多孔固体中酸的氨化问题。这时过程的速率主要受氨分子趋近颗粒外表面，再从表面进入毛细孔的扩散速率的控制。研究结果指出，对运动中的颗粒，气体扩散到表面的速率很快，在颗粒内部的扩散则较慢。因为气体不仅要进入孔道，而且还要通过液膜和反应产物形成的屏蔽。氨到达颗粒表面的速率与设备的类型和进气方式有关。氨气通过颗粒床的流态可分为两种：一种是滤过式，这时氨气通过颗粒之间的缝隙连续流过，几乎不影响粒子的运动；一种是喷射式，这时氨气通过喷

15、嘴流速较大，在颗粒床形成空间或喷舌，引起颗粒作剧烈的旋转运动，大大强化了传质和传热过程。在喷舌流态条件下进行氨化的研究指出，为保持合适的气速，喷口直径应较颗粒直径大10倍以上。调整气速使刚好形成喷舌。固体颗粒上硫酸的氨化通常都在造粒机中进行，液氨通过埋在颗粒床中的分布器，沿造粒机轴向均匀喷出。良好的设计可使氨的吸收率达到90%以上。氨分布器是氨化造粒机的重要部件。用在需连续氨化造粒过程的转鼓造粒机称为氨化转鼓造粒机，是磷复肥造粒中的一种常用设备，是美国TVA（田纳西流域管理局）在50年代初期开发的。迄今在世界各国的磷复肥生产中广泛应用。按照美国TVA氨化转鼓造粒机的设计准则，在造粒机靠筒体轴线

16、的上方设有一管梁，以便安装氨分布器和酸管、蒸汽管，返料从造粒机头加入，在筒体的转动下形成一滚动的物料床，硫酸由酸泵压送，从硫酸喷洒管的喷嘴喷洒在物料床上进行造粒。氨则通过深埋在料床下的氨分布器以很高速度喷出，使床层物料进一步氨化到需要的PH值。氨分布器以端部扁平状的若干支管插入，埋入料床总高度约1/3。气氨出口截面的大小要与气量和出口速度相适应，以免被床层的物料所堵塞。空气通过造粒机内的流速可取1.22m/s。氨酸法喷浆造粒工艺生产复合肥工艺，从原理上介于团粒法和料浆法之间，具有两者的优点，从国内外厂家常年运行的状况来说是成熟安全的。它可以显著提高生产产量，而且产品颗粒圆润光滑、强度高、不易结

17、块。生产中对原料、配方的适应性强，生产的产品适应性广，对土壤副作用小。 2氨酸法喷浆造粒优势： a.不生产尿素的企业，可购入尿素进行氨酸喷浆造粒，对于拥有尿素生产装置的企业，可直接利用95%的尿液生产复合肥，省去了尿素造粒、包装、运输等和用固体尿素生产复合肥需破碎、计量、搬运等操作过程，每吨复合肥比购入尿素的企业还可以降低120元的成本。 b.液氨和硫酸直接进入造粒机。稀硫酸既是一种粘性原料又充当液相参与造粒过程，并能提供一定的热能，提高造粒时物料的温度，减少物料的含水量，利于成球和烘干，大大减少了干燥的负荷，煤耗从每吨32Kg下降至20Kg。 c.可生产总养分含量25-52%的各种产品，养分

18、配比调节幅度宽，操作弹性大，适合多品种开发。特别是能够生产高氮复合肥，使产品具有独特的优势。尿素复合肥为中性肥料，对土壤作物适应性强，所以拓宽了销售市场。 d.产品质量明显提高，质量指标符合GB15063-2001标准，颗粒圆整、光滑、抗压强度增加，肥料水溶性好，水分含量低，再通过喷涂防结块剂，缓解了复合肥结块的问题。 e. 改善了造料工况。利用液氨作为氨化介质，加入2%3%稀硫酸作为粘结剂，提高磷酸铵等肥料盐的溶解度，从而实现低水份含量下能获得高的液相数量，完成造粒固体桥连，大幅度降低干燥过程所需要蒸发的水量，可使造粒物料水份降到3%左右，明显改善了造料工况，降低了干燥负荷，提高了烘干机的干

19、燥能力，与其它工艺对比，成球率和生产能力均提高，配方更易于调整，成本更易于降低！ f. 产量明显提高，采用氨酸法造粒新工艺是利用液氨和硫酸，液氨和硫酸、磷酸一铵的化学反应所释放出的热量，提高造粒物料的温度能提高成球率到85%左右，能提高产量40%左右，平均增产率在30-50%，强度增大15%-20%。 g.设备具有电脑控制，自动化程度高，操作简便。流量、压力、速度，温度、液位参数直观，易于控制，适合生产高品位的复合肥产品。 四，复合肥结块原因 1、结块产生的原因结块是物质从松散状态转为团块或整体的一种性质。这种转变不论是结晶物质或无定形物质，都可能出现，任何产品都有结块性。一般认为肥料的结块是

20、其内部性质所引起，由粒子的接触点所形成。结块产生的机理十分复杂，还没有形成完整统一的理论，不同的结块理论对结块原因有不同的解释。目前主要有晶桥理论、毛细管吸附理论、化学作用理论和塑性形变理论。晶桥理论认为由于自身因素（物体的性质、化学组成、粒度、粒度分布及物体的几何形状等），和外界因素（湿度、温度、压力和杂质等）的变化，由于物体内水分的存在，使物体表面溶解并重结晶，从而在晶粒之间的相互接触点上形成晶桥，随着时间的推移，使晶粒粘接在一起，逐渐形成巨大的团块。毛细管吸附理论认为，由于微细晶粒间毛细管吸附力的存在，使毛细管弯月面上的饱和蒸汽压低于外部的饱和蒸汽压，这就为水蒸气向晶粒间的扩散造成条件；

21、具有吸湿性的肥料在其临界相对湿度以上吸收水分，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，表面张力形成的弯月面使离子向颗粒接触处移动，导致相邻颗粒间形成交联和粘结成团块。化学作用理论则认为化肥在造粒过程中不可能完全反应，在贮存过程中会继续反应并生成复盐，这些反应的结果将会引起重结晶和结块。塑性形变理论认为肥料结块均伴随着形变，而这种形变会由于受压而加剧，未经彻底冷却的化肥残余热从颗粒中心向外转移，这时若化肥颗粒受到挤压就可导致形变，进而结块。 我国复合（混）肥料生产的主要原料是：尿素、氯化铵、硝酸铵、硫酸铵、磷酸二铵、磷酸一铵、过磷酸钙、重钙、氯化钾、硫酸钾等，这些肥料具有较大的

22、溶解度，所以由它们制成的复合（混）肥料在贮存、运输过程中容易结块。影响复合（混）肥料结块的因素主要表现在如下几个方面： （1）产品含水量水分愈高，颗粒间的盐溶解-结晶过程愈易进行，愈容易结块。 （2）包装温度包装温度高，产品内部水分没能充分释放，易结块；产品温度低，容易从空气中吸收水分，也易结块。 （3）贮存压力肥料颗粒在重压下，颗粒接触更紧密，粒子变形，接触面增大，从而引起结块。 （4）储存时间肥料产品在包装后的一段时间内还会继续发生一定反应，如吸湿、溶解、再结晶，盐类之间的复分解等，这一过程持续时间很长，所以储存时间愈久，结块愈严重。 （5）颗粒的形状颗粒小及形状不规则、多棱角，比表面积大

23、更容易结块。 （6）颗粒的均匀度和硬度颗粒不均匀，则接触面积增大；硬度低，则易压碎，导致接触面积增大，易结块。 （7）颗粒内的杂质组成及含量不同的杂质组成会影响盐类结晶程度及结晶颗粒大小，从而影响结块程度。2、影响复混肥结块的因素影响复混肥结块的因素很多，主要有：（1）复混肥的化学组成；（2）复混肥组分的吸湿性质和周围环境的湿度；（3）产品的含水量；（4）温度（5）颗粒的形状和颗粒大小的均匀度；（6）颗粒的抗压强度；（7）贮运时的堆积压力；（8）储存时间；（9）杂质的含量。（1）复混肥的化学组成 原料组成是影响肥料结块的内在因素，复混肥生产所用的原料主要包括尿素、硝酸铵、氯化铵、碳酸氢铵、磷酸

24、一铵、磷酸二铵、重钙、过磷酸钙、氯化钾、硫酸钾等，这些原料都有不同程度的吸湿性。而当不同原料混合后，混合物的临界吸湿点与单体物质比会明显降低，变得更易吸湿。在水分存在时，某些配料组分之间可以发生化学反应，形成复盐和固体溶液。例如：NH4NO3 + KCl = KNO3 + NH4Cl（NH4）2HPO4+2KNO3 = （NH4K）HPO4+（KNH4）（NO3）2这些反应可以延续到包装后的成品中。贮存过程中，在颗粒表面的这类化学反应极容易产生晶桥。因此，在生产复混肥时要充分了解各原料间的相配性，必要时进行预处理，例如对过磷酸钙进行预处理，对复混肥内部可能释放出结晶水的反应加以控制，以防止结块

25、。另一种因化学反应而结块的原因是某些物质当温度剧变时晶体结构改变，如硝酸铵在32.1和84.2下，随着结晶结构的变化，其体积亦改变，并伴有能量的吸收或释放。因此，含硝酸铵复混肥在充分冷却后再包装贮存是非常必要的。（2）吸湿性和环境湿度颗粒表面吸收水分后，很快便形成饱和溶液，此后由于水分蒸发或被其它干颗粒吸收，溶解的成分便沉淀析出结晶，因此，颗粒表面不断地进行溶解和再结晶的过程，形成晶体桥导致结块。肥料的组成不同，它的临界相对湿度也不同，两种以上基础肥料混合物的临界相对湿度，通常均低于任何一种单体肥料。例如30时硝酸铵和尿素混合物的临界相对湿度只有18%，因此，在复混肥生产中应尽量避免这两种肥料

26、配用。在生产中要注意环境湿度的影响，复混肥包装时应使用不易破损的内衬薄膜的编织袋，最好折边缝口。（3）产品的含水量水分是影响肥料结块主要的因素。任何结块机理都与肥料中的液相含量有关。一方面，水分的存在会导致毛细粘合，并产生晶桥；另一方面，水分会导致化肥颗粒软化，在压力作用下产生变形，使颗粒间接触面积增大，加大了颗粒间结合的强度。水分来源主要有两种途径：一是来自生产中化肥内部的残余，在压力作用下被挤压至颗粒表面；二是来自周围空气，即通过吸湿使化肥含水量增加。引起吸湿的原因可概括为两点：毛细凝结和蒸汽压下降，毛细凝结是由弯曲液面的饱和蒸汽压发生变化而引起的。根据开尔文方程： lnpr/p0=k/r

27、式中 pr 曲面液体的蒸汽压；p0 平面液体的蒸汽压；r 液面的曲率半径；k 常数，对于在一定温度下的液态物质为定值。可见液体的蒸汽压与液面的形状及曲率半径有关。P凹 P0 P凸。因颗粒间的水分会形成凹形液面，其饱和蒸汽压低于平面液体的蒸汽压，空气中的水蒸气很容易在此达到饱和，从而产生蒸汽凝结。蒸汽压下降是指颗粒表面无机盐溶解在吸附水中所形成的饱和溶液，其蒸汽压低于纯水的饱和蒸汽压，当空气的水蒸汽压高于这一数值时，便会产生吸湿。肥料颗粒内含的水分，促使粉体表面的溶解，重结晶，使粉体孔隙处形成晶桥，随着时间的推移，晶体又彼此互相结合，逐渐形成团块。其次化肥在生产过程中不可能达到完全反应，由于热效

28、应的影响，在肥料内部连续不断的发生化学反应，此时肥料里存在微量溶液，使晶体溶解再沉积，结果形成晶体盐桥使肥料结块。因此对肥料不同的组成和含量提出了在成品肥料中所允许的含水量（游离水）要求。颗粒水分含量越少，结块的可能性就越小。一般说来，含氮高的化肥要求的干燥程度也较高，对于含硝酸铵或尿素的复混肥更是如此。国际上通用的颗粒肥料最大含水量指标见附表一。表一 颗粒肥料的最大含水量指标序号肥 料 品 种含水量/%12345678硝酸铵尿素硫酸铵混合肥料N：P2O51：1，含尿素或硝酸铵混合肥料N：P2O51：1，含尿素或硝酸铵混合肥料N：P2O51：1，不含尿素或硝酸铵混合肥料N：P2O51：1，不含

29、尿素或硝酸铵含有少量或不含氮肥的混合肥料00.500.500.50.51.01.01.51.52.51.52.02.0(4)温度温度对结块的影响主要体现在包装和贮存两方面。包装温度对结块影响特别显著，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。例如硝酸铵，若包装时温度是70，含水量为1%，则冷却至10时，从1吨产品中可析出35kg以上的晶体，这意味着将有足够的晶桥生成，导致严重结块，所以包装前物料应充分冷却。直接装袋的肥料，温度过高会破坏包装材料的温度，一般要求冷却到低于54才可包装。肥料的贮存温度愈高，愈容易发生结块。在贮存过程中，若有温度变化，一方面在水分存在下

30、，会引起溶解结晶重复发生，促使晶桥生成；另一方面还会引起某些物质的物理化学作用，如晶型转变。为此肥料在包装或送入散堆库以前都要冷却。硝酸铵和含有硝酸铵的复混肥料的贮存温度要低于54。磷酸铵、硫磷铵或尿素磷酸铵等只要求冷却到71。这里提到的最高贮存温度是对干燥到规定水分而言的，含水量增加，贮存温度对结块更加敏感。（5）颗粒的形状如果产品颗粒的圆整度不好或夹带细粉，则颗粒之间的接触面积增加，促使结块。相对比较大的颗粒并且不含细粉，则将减少粒子间的接触点，因而有减少结块的趋势。如果粉粒中含有水分，更容易引起固体溶解和结晶产生，使肥料更易结块，因此在颗粒肥料的生产中有一项规定合格粒子的含量的要求。（6

31、）颗粒的抗压强度如果颗粒硬度或机械强度较小，在运输和贮存时易发生变形和碎裂，产生的细粉增加了颗粒之间的接触点，因而容易结块。（7）贮存压力增加贮存压力，就会增加颗粒形变的可能性和颗粒间的接触面积，使晶体交联的可能性加大，从而增加结块的可能性，一般易结块的肥料避免堆得过高。如50kg 包装的肥料，20包堆叠其底层一包所受的压力是 0.35 公斤/厘米2。不易结块的肥料可堆放30包或更多。散堆仓库锥形肥料堆的底部平均压力可按hd/3计算。其中d为肥料的松密度kg/m3，h为堆高m。锥形堆斜边上的压力等于零，底中心最大压力为2hd/3。（8）贮存时间贮存时间愈长，肥料表面盐溶液重结晶溶解过程进行的次

32、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。因此要尽量缩短肥料的贮存时间。（9）杂质和含量高浓度复混肥比低浓度复混肥容易结块。在生产高浓度复混肥时加些水不溶的惰性物质，可以降低结晶键间结合力，减少结块。例如在原料中加入5%以上的凹凸棒粉、瓷土或粉煤灰等惰性物质，可以大大降低结块的可能性。事实上，很难分清结块究竟是由哪一种因素引起的，肥料结块通常是各种因素协同作用的结果。 3、防结块剂的使用机理化肥的结块是由多种因素引起的。因此，在化肥生产中，应设法削弱这些因素的影响。例如通过提高设备水平、优化工艺条件、改善贮存环境等措施，来提高颗粒强度及颗粒均匀度，降低水分含量和包装温度

33、等，这些都是积极的防结块手段。但是，更为有效的防结块措施是对肥料进行防结块处理。目前常用防结块剂有惰性粉末、无机盐、表面活性剂和非表面活性剂等（1）惰性粉末扑粉惰性粉末是世界上使用最早的防结块剂，用惰性粉末对肥料颗粒进行扑粉，使之吸附在颗粒表面，减轻结块性。所用的粉末主要是一些不溶于水又不与肥料发生化学作用的惰性物质，一般是硅藻土、高岭土、滑石和白垩等细小粉末；这些粉末也可经过脂肪胺处理后使用。它们的作用是防止肥料吸湿，使相近颗粒保持一定的距离。用量范围为1%4%（重量）。此法成本较低，但缺点是对易结块的高分解肥料一般无效，同时增加肥料的含尘量和使肥料有效含量降低。（2）无机盐一些能部分水合或

34、完全水合的无机盐具有防结块性能。这些盐能与肥料中的水分相结合，从而抑制因水份而引起的肥料溶解和毛细吸附，这类防结块剂特别适合结晶化肥。如硝酸镁就能很好地防止硝酸铵或硫酸铵的结块。（3）表面活性剂表面活性剂是当前最广泛使用的一种防结块剂，具有特殊的两亲结构亲水性的极性基团和僧水性的非极性基团。它能改变固体和液体之间的表面张力。其机理一般认为有防止潮湿，分散液膜，改变晶体，抑制溶解和重结晶,减弱颗粒间的粘结力和扩散液膜等。表面活性剂在颗粒表面被吸附后，其极性基的一端朝向晶体，而非极性基的一端朝外，形成了包覆在颗粒表面上的一薄薄的疏水膜，起到防止吸水和保护结晶水的作用，使颗粒产品与大气的水分交换受到

35、阻碍，从而压制了颗粒表面的溶解和重结晶过程，减轻并消除产品的结块性。另外包覆在颗粒表面的这层疏水膜也在颗粒之间起到了机械隔离效果。其中有些是水溶性表面活性剂，其组分具有降低表面张力使得盐溶液在表面形成一层薄膜，防止结晶生长并减少结块倾向。用表面活性剂处理的肥料，随着吸湿继而潮解时，肥料颗粒表面上吸附的表面活性剂溶解于吸湿的水中后，吸附在肥料水界面上，可以推断，表面活性剂的存在阻断了盐类的扩散途径，其亲水端朝向吸水性较强的组分，使它们不易扩散到颗粒表面和接触区，而且形成的新晶体难以结块。在表面活性剂浓度低的情况下即用量很少时就能显示出很好的防结块效果。表面活性剂分为阳离子、阴离子、非离子型及两性

36、型。进行肥料防结块处理时对肥料的种类选择性较强。实验表明，磺酸盐等阴离子表面活性剂和聚乙烯等非离子表面活性剂对硝酸铵的防结效果并不太好，而含有长碳链的脂肪胺对硝酸铵有很强的防结块效果。所以，具体地说那种肥料在何种条件下要加何种表面活性剂，应由实验来选择。实际上，一种防结块剂其作用是多样的。以水溶性或非水溶性高分子增溶于表面活性剂浓溶液中形成的高分子表面活性剂络合物比分别使用单一成分的协合效应显著，向烷基苯磺酸钠增溶的聚醋酸乙烯溶液处理尿素具有显著的防结块效果，聚乙烯醇及其缩醛物、聚丙烯酸酯等均是有效的。用高分子表面活性剂处理过的肥料一经干燥，会生成许多针状结晶，即使空气的相对湿度大于肥料的临界

37、相对湿度也不易结块，其用量少效果好。可以推断，这主要是结晶习性改变的结果。（4）非表面活性剂非表面活性剂主要是有机疏水剂，如石蜡、合成聚合物、矿物油等。它们虽不具有表面活性，但能在肥料颗粒表面形成防水层，阻碍肥料颗粒的进一步吸水，从而阻止因毛细吸附而形成的结块。这种方法在环境温度不太高的情况下效果较好，但环境温度较高时作用会迅速下降。因为疏水层不可能完全阻止肥料颗粒的吸湿，当温度较高时会导致疏水层的破坏，这种情况一旦发生，便会造成严重的结块作用。 4、防结块处理技术近年来防结块技术的研究表明,单纯使用表面活性剂作为防结块剂虽然能降低物体的吸湿性,但其机械隔离作用不强,不能长久地防止晶粒间联结点

38、的形成。因此目前开发肥料防结块剂的方向是以表面活性剂与一些其他物质如惰性粉末、高分子化合物等进行复配，以提高防结块剂的性能。联合使用表面活性剂和惰性无机添加剂，使其均匀地分散在颗粒表面上，阻碍晶粒的联结，可取得更好的防结块效果。将烷基苯磺酸盐、烷基硫酸盐和烷基萘磺酸盐等表面活性剂和膨润土、高岭土等并用，用于复混肥的防结块，效果良好。以水溶性或非水溶性高分子增溶于表面活性剂的浓溶液中形成的高分子表面活性剂加溶物作为防结块，比分别使用其中的单一成分具有显著的协同效应。用十二烷基苯磺酸纳增溶的聚醋酸乙稀溶液直接或经过稀释后处理尿素、硫铵和氯化铵，具有显著的防结块效果。代表性的高分子化合物为聚乙烯醇及

39、部分缩醛化合物、聚丙稀酸酯、聚乙烯烷基醚和聚丙稀酰胺等；代表性的表面活性剂是十二烷基硫酸钠、油酸钠、烷基柰磺酸钠和烷基（芳基）聚氧乙烯醚等。烷基硫酸盐配方产品适用于包裹尿素产品。氢化脂类烷基胺被认为是应用最广泛的油溶性有机表面活性防结块剂。脂肪胺类产品特别适用于硝铵和硝铵基的肥料。这是由于氨离子的交换和在晶体结构中与脂肪胺离子的结合；它们也可以用作结晶改性剂，处理结构更复杂的产品。聚氧化乙烯凝液是最通用的非离子表面活性剂，可用作复合肥料防结块剂的组分。此外还有石蜡，合成聚合物，矿物油等疏水性的非表面活性剂类的防结块剂。固体包裹剂以固体、颗粒或片剂熔融后涂敷于热的肥料上。最早的配方产品是脂肪胺溶

40、于矿物油中。最近的发展是添加疏水性的表面活性剂，如石蜡、聚乙烯类组分，以进一步改善防潮能力和减少粉尘。但是这类组分不宜渗入颗粒太深，否则会使其防尘能力下降并影响其远期防结块效能。固体包裹剂必须在肥料温度下降至包裹剂熔点之前熔融涂敷于肥料颗粒表面。固体配方包裹剂目前主要用于氯化钾和低密度硝铵。惰性粉末与液体包裹剂的配合使用，可使其添加量降至0.10.3，并可获得不起尘的肥料。对于有高结块倾向的肥料使用惰性粉状包裹剂是很经济的。肥料防结块常用的表面活性剂及处理方式见表二。常用的化学肥料防结块方法见表三。随着复混肥料生产技术的进步和用户对复混肥料质量要求的日趋提高，复混肥料防结块处理已成了复混肥料生

41、产中一道必不可少的工序。使用方法一般是在成品筛子后面再加一个扑粉筒，将成品粒子送入扑粉筒内，粒子在滚动情况下将粉剂或油类防结块剂喷洒在粒子表面，粒子在转鼓中滚动也要求达到一定的速度，这样使粒子表面涂层能有一定的牢度。 5.其他南方气候温暖潮湿，肥料容易结块，北方复合肥冬贮夏用贮存期长也易结块。因此，防止肥料结块是提高产品质量、增强产品的竞争力的重要措施。随着国内复混肥生产企业产品质量意识的提高，有力地推动了国内化肥防结块剂研究和应用，涌现了许多防结块剂专业生产厂家。但肥料防结块剂种类繁多，处理方法和工艺有所差异，效果有所不同，且各复混肥生产工厂的工艺技术和生产条件差异很大，应用之前宜批量进行实

42、验，确认效果后再使用，以获取最佳防结效果。 表二 肥料防结块用表面活性剂及处理方式表面活性剂处理方式适用的肥料品种1) 烷基硫酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐等阴离子型颗粒表面处理硫铵、硝铵2) 上述阴离子型与膨润土、高岭土复配，脂肪酸及其衍生物、烷基胺盐颗粒表面处理尿素、复合肥料3) 烷基苯磺酸盐、仲烷基硫酸铵、十五烷基磺酰氯等阴离子型和二氰二胺两性型颗粒表面处理或参与结晶过程碳酸氢铵4) 十七至二十一烷基胺颗粒表面处理氯化铵5) 高分子表面活性剂络合物、脂肪胺矿物油剂。其中高分子：聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇及其部分乙缩醛合物、聚乙烯烷基醚、聚乙烯丙烯酰胺，表面活性剂

43、：烷基硫酸盐、烷基苯磺(萘)酸盐、烷基聚氧乙烯醚颗粒表面处理或参与结晶过程磷铵、过磷酸钙、尿素、重钙、硝酸磷肥、硫铵、氯化铵6) 胺盐阳离子型或与惰性剂的复配颗粒表面处理硝铵、复合肥料表三 常用的化学肥料防结块方法方法防结块剂评价非水溶性粉末法(适用于颗粒表面)高岭土、硅藻土、滑石粉、粘土、瓷土、硅石粉、云母纷、膨润土、活性白土、氧化铝、氧化镁(苦土粉)、白炭黑、硫磺份、碳酸钙、碳酸镁、硅酸钙等1) 不受肥料种类限制2) 若加入量低效果不明显3) 防结块能力不持久防水成膜法(适用于颗粒表面)石蜡、树脂、沥青、机油、聚乙烯醇等成膜物质1) 防结块效果明显2) 处理较困难，成本较高表面活性剂法表面

44、活性剂或其与高分子、无机盐的复配物、酸性苯胺染料等1) 防结块效果很明显2) 肥料与防结块剂间选择性强3) 既适用于颗粒表面，也可在生产过程中加入 其他介绍 肥料结块是肥料生产和存储中经常遇到的问题，不仅影响产品的质量，而且随着施肥机械化的发展，给农民施肥带来了许多麻烦。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，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肥料结块机理目前公认的是晶体桥连理论和毛细管吸附理论, 由Gamondes 于1977 年提出。它们可解释许多无机化合物的结块现象, 二者都认为肥料结块的原因是表面先被溶解之后继发重结晶,

45、从而使小晶粒结合成团。常被采纳的结块理论还有化学反应理论、塑性变形理论。2 影响结块的因素2.1 水分是影响化肥结块最主要因素。研究表明, 肥料结块程度与内部含水量以及防结块剂添加量相关。当产品内部含水量过大, 即使大幅度增加防结剂用量, 也不能防止结块。2.2 温度指包装时的产品温度和贮存的环境温度。温度高可使化学反应和水分蒸发速度加快而促进结块。复合肥包装前要求温度50 , 高浓度复肥产品包装温度应控制与室温差距 10。2.3 堆放压力越大、时间越长, 越易结块, 故应使肥料保持良好的贮存条件。2.4 颗粒的粒径越大、越均匀, 圆浑度越高,机械强度越大, 越不易结块。2.5 溶解度大、吸湿

46、性强、纯度高的盐类易结块; 一般由2 种以上肥料组成的混合物比较容易吸水。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。3 国内外复合肥防结块技术的开发情况3.1 传统防结块技术从20 世纪70 年代开始, 出现了一系列复合肥外包裹技术, 主要有扑粉、包膜等。最早是喷施滑石粉等润滑材料于复合肥表面。前苏联用高分散的二氧化硅和碳酸铵的混合粉末包覆颗粒, 但效果不良; 法国纳瓦斯库斯发明采用油、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, 易粉化。日本岩崎衍治使用醛类化合物作为防结块剂,但低沸点醛和机油稀释剂挥发产生刺激性异味，有毒性；8

47、0 年代末德国Blouin、Gullett等研究了木质素磺酸钙及同类物处理肥料提高其防结块性和抗破碎性，克服了使用醛类的缺点，但使肥料变成褐色，导致农民难以接受。芬兰阿尔纳斯将溶入醚中的阳离子胺类和溶入甲醇中的阴离子羧酸生成的氨基二羧酸盐，溶入矿物油中包裹复合肥，虽然防结块效果较好，但是成本高，生产使用不方便，采用大量溶剂又不安全，故难以实际应用；日本仓田笃三则直接使用酰胺类化合物作为防结剂主成分，但价格昂贵。3.2 新型防结块剂3.2.1 高聚物表面活性剂复配型英国专利在浓缩的阴离子表面活性剂溶液中,溶解水溶性乙烯基高聚物，用该复配溶液处理肥料，与传统的阴离子及阳离子表面活性剂相比，防结块效

48、果更好。其中水溶性乙烯基高聚物是聚醋酸乙烯酯、脲醛树脂、聚乙烯醇等。红日集团用传统包裹法( 油、惰性包裹剂涂布产品)，使高氮复合肥的结块时间延长，由原来不包裹时的7 10 d 延长为20 d 左右。经过技术改进，在20%的磷酸溶液中加入表面活性剂十二烷基磺酸钠，再配入一种高分子活性有机物，在搅拌机中加入包裹颗粒，俗称“蛋壳化”，在南方存放3个月未结块。3.2.2 环保型防结剂目前传统防结块剂在施用后会造成农田、渔业水利的污染，出口肥料时外商明确要求添加无毒无害的防结块剂。山东一公司开发出新型高浓度硫基复合肥防结块剂，所选原料主要是无机矿物质( 滑石粉作填充剂)，其它4 种表面活性剂中3 种均为

49、食品级( 包括硬脂酸钠、硬脂酸钙、一阴阳离子表面活性剂)，另一种是食品添加剂( 也是具有高强吸水保水作用的高分子乳化剂)，混合磨成小于40m 粉剂, 通过冷却滚筒滚动，均匀地附着在颗粒表面，对土壤无污染, 肥料3 个月没有结块。湖南一公司将3种植物进行酸洗、中和、过滤除杂、离心分离后，与4 种不同的表面活性剂在催化剂作用下反应，生成一种浅绿色、稠状液体。该产品不需机械油作为载体。3.2.3 内添加剂传统的外包裹技术需用矿物油及熔化、雾化设备，涂覆的油膜大大降低肥料的水溶性；并且复合油在管道流动和喷雾过程中易堵塞管道、喷头。殷海权 10 设计出在生产过程中添加粉状松散剂,通过喷浆造粒，形成具有均

50、匀混晶结构的防潮防结块颗粒。它针对复合肥主成分的物理特性和晶体结构，由抗黏剂、晶控剂、润滑剂、抗粉化剂、防潮剂和阻燃剂等助剂复配组成，性能互补，成本低廉，使复合肥有良好的水溶性。其中最关键的抗黏剂是酰胺类具可迁移性的阳离子表面活性剂，晶控剂采用含极性基- COOH、- SOH、- SOH、- POH的平面构型阴离子表面活性剂。蔡剑斌设计了一种片状防结块剂，既可用作外包裹剂，又可作为内添加剂在造粒前加入，与复合肥组分热相容性好，原料便宜易得，易加工，处理时不用溶剂。在90 其组成中胺类和羧酸类物质能生成酰胺类化合物，可与铵离子或有关离子基团形成缔合效应，从而使复合肥抗粉化，不易结块。用以上两专利

51、技术处理的复合肥，贮存6 个月，松散度在90%以上。3.2.4 废物利用防结剂邵建华采用废弃的动植物脂肪作原料，经加入液碱部分水解成脂肪酸钠( 或钾) 后，再加入动植物油脂，通过乳化反应生成防结块剂。它具有非极性物质与表面活性剂防结块的双重效果。原苏联用水解工业的废料水解木质素处理颗粒表面；对于高浓度复肥，将含有硫酸铵的丙烯酸生产废料和一乙醇胺净化的蒸馏釜残渣相配，来处理颗粒表面；俄罗斯利用湖海底部的腐泥，将其分离生物活性物质后剩余的沉淀作为颗粒表面改性剂。某些作物或食品的残渣，如花生壳、木质素等，将其干燥粉碎后加入肥料中，通过抑制颗粒间的相互作用或吸收肥料中的水分而防止结块。3.2.5 缓释

52、防结剂把防结块和缓释结合开发包膜肥，将是肥料的发展方向。中科院生态所参予研发的高效防结复合长效剂，用硫脲、双氰胺、硅藻土( 配水溶性防结剂) 或胺片( 配油溶性防结剂) 混合制成, 可提高氮磷钾综合利用率17% 25%, 延长肥效期110 120 d。临沂一公司选用熔融脲液为载体，以石蜡及阴离子表面活性剂烷基苯磺酸盐和阳离子表面活性剂烷基胺盐等混合物为复合肥防结剂，添加对尿素水解有抑制作用的氢醌和对土壤中铵离子氧化有抑制作用的双氰胺作氮素缓释剂，该混合液体经喷涂装置包衣颗粒，得到养分缓释、防结块性能好的高氮型高浓度复合肥，氮素利用率提高13%。合肥工业大学设计了既有防结块性，又有缓释性的包膜剂

53、，由表面活性剂( Span- 60 和Tween-80) 、石蜡、明胶、释放因子水溶液组成。河南一公司生产沸石粉, 沸石特殊的多孔网状结构，使其在施肥前期能吸贮部分氮、磷、钾等( 对NH有较强的交换吸附作用)，在后期土壤中有效成分浓度下降时又分离出来，可使肥效均匀且延长，提高肥料的利用率。4 防结块剂的种类根据添加的方法可分为2类： 内部防结块剂和外部防结块剂。外部防结剂主要是包裹在肥料颗粒的表面，形成一层保护膜阻止吸湿; 内部防结剂主要是应用在肥料的生产过程中，可改善吸湿性，增加肥料颗粒的强度、圆度或改变晶体形态。4.1 内部防结块剂4.1.1 无机盐某些少量的添加剂可很好地改善溶液结晶物质的结晶习性( 结晶习性改良剂) 。如硝酸镁、连二硫酸盐、镉盐等，它们各自用于不同的肥料，可使肥料盐形成长的、纤维状及柔韧的晶体，在干燥时非常脆，因而有减轻结块的倾向。若加入0.3%硝酸镁，还可使硝酸铵的相变温度从32 降至22 ,硝酸镁具有水合性( 能部分或完全水合的无机盐，使物料中游离水变成结晶水，抑制因水分引起的化肥溶解和毛细吸附，特别适合结晶化肥硫酸铵等)，它起着晶体