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1、肥料的結(jié)塊與防結(jié)塊引言一些微細(xì)的固體,無論是粉狀還是粒狀,在某些條件下會(huì)結(jié)塊而失去流動(dòng)性,形成硬塊。這種現(xiàn)象稱為結(jié)塊,許多不同化學(xué)結(jié)構(gòu)固體都存在這種現(xiàn)象,下表列出了這些物質(zhì)的通性。特性舉例外觀粉狀、晶狀、粒狀可可粉、奶粉物理性質(zhì)水溶性吸濕性對(duì)溫度`壓力和濕度變化的敏感性水溶性咖啡淀粉蔗糖金屬粉塑料樹膠化學(xué)性質(zhì)與水、氧反應(yīng)分解反應(yīng)礦物鹽普通鹽肥料結(jié)塊現(xiàn)象通常發(fā)生在物質(zhì)的儲(chǔ)存、裝卸及運(yùn)輸過程中。鑒于其在肥料工業(yè)中的重要性,近來結(jié)塊和防結(jié)塊已引起人們廣泛關(guān)注,因?yàn)榇嬖谝韵虏涣加绊懀?結(jié)塊產(chǎn)品之退貨*不合格產(chǎn)品之再加工*額外之運(yùn)輸、裝卸及包裝費(fèi)用結(jié)塊現(xiàn)象的物理化學(xué)結(jié)塊現(xiàn)象實(shí)質(zhì)上是一種表面再結(jié)
2、晶過程,它包括以下兩個(gè)步驟:1、潤(rùn)濕通過以下方式使固體表面覆蓋一層薄的水層--吸濕--微粒所含水分向固體表面移動(dòng)--兩種現(xiàn)象同時(shí)發(fā)生2、干燥當(dāng)空氣的濕度交替增加及降低,或者當(dāng)物質(zhì)溫度發(fā)生變化時(shí),表面吸收的水份重新蒸發(fā),使飽和溶液“液體橋”轉(zhuǎn)化為“固體晶橋”,從而導(dǎo)致晶體相互粘結(jié)。6導(dǎo)致結(jié)塊的主要因素1、化學(xué)組成通過改變肥料的化學(xué)組成(成份、濃度、雜質(zhì)等),可以改變其吸濕性及結(jié)塊趨勢(shì)。2、比表面積肥料的結(jié)塊與肥料顆粒的大小和形狀密切相關(guān)。(a)顆粒大小顆粒增大,比表面積減小,鄰近顆粒間的吸引力和接觸點(diǎn)減小,因而結(jié)塊趨勢(shì)降低。(b)顆粒形狀如果顆粒表面光滑、成型好,則顆粒間的接觸點(diǎn)減少,
3、從而延緩結(jié)塊。3、濕度(a)初含水量含水量的微小變化對(duì)肥料的結(jié)塊有明顯影響。初含水量高,則有利于吸收大氣中水分而形成液態(tài)過渡態(tài)。當(dāng)初含水量低于0.5%時(shí),在儲(chǔ)存壓力下,產(chǎn)品不會(huì)有結(jié)塊之趨勢(shì)。因此,在肥料工業(yè)中特別建議要嚴(yán)格控制濕度。(b)空氣相對(duì)濕度肥料的結(jié)塊與空氣相對(duì)濕度密切相關(guān)。每種鹽或鹽的混合物都有一定的臨界相對(duì)濕度值,高于此值,則吸收濕氣,而低于此值時(shí),則濕氣蒸發(fā)。相對(duì)濕度的變化通常比持續(xù)的高濕度更有害。4、溫度溫度的影響也是一個(gè)重要因素。當(dāng)產(chǎn)品經(jīng)過高溫或突然的熱量變化時(shí),則會(huì)嚴(yán)重結(jié)塊,因?yàn)椋?-水分的重新蒸發(fā)(重結(jié)晶及穩(wěn)定的晶態(tài)固體過渡態(tài))。--促進(jìn)內(nèi)部反應(yīng)(加倍分解反應(yīng)/
4、后反應(yīng))。--晶態(tài)變化(如硝銨在36.5℃時(shí)會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)變化)5、壓力加壓使顆粒接觸面增加,導(dǎo)致儲(chǔ)存物質(zhì)結(jié)塊。6、儲(chǔ)存時(shí)間儲(chǔ)存時(shí)間對(duì)結(jié)塊影響很大,前15天結(jié)塊很快,6-8周內(nèi)變慢,最后趨于穩(wěn)定。引起結(jié)塊的其他因素中,以相對(duì)濕度及比表面積最為重要。因此,各肥料生多廠家通過改進(jìn)設(shè)備來控制以上因素:--良好的干燥過程(降低含水量)--使顆粒大小、形狀趨于一致(減少接觸面)--改善倉(cāng)庫(kù)及包裝條件--使用優(yōu)良抗結(jié)劑花王研究中心對(duì)如何添加少量“抗結(jié)劑”進(jìn)行了多年研究。這項(xiàng)技術(shù)由于效果好,使用方法簡(jiǎn)單而迅速發(fā)展。SKFERT及URESOFT為花王公司開發(fā)的抗結(jié)劑的總稱。6抗結(jié)劑抗結(jié)劑通過減少粒子間結(jié)
5、合力和降低吸濕-干燥循環(huán)來防止肥料結(jié)塊。1.惰性物質(zhì)(InertCharges)這是一類在肥料工業(yè)中熟知的無機(jī)物,這些物質(zhì)只是將肥料簡(jiǎn)單地、機(jī)械性分隔,在表面形成薄層,并吸收相當(dāng)濕氣。這些物質(zhì)顆粒很細(xì),密度很低,覆蓋性好,附著力強(qiáng)。雖然應(yīng)用簡(jiǎn)單,價(jià)格低廉,但存在以下缺點(diǎn):--對(duì)具有嚴(yán)重結(jié)塊傾向的物質(zhì),其抗結(jié)效果差。--為了得到良好抗結(jié)效果,使用濃度必須超過肥料所能吸收的濃度。--過量的惰性物質(zhì)在儲(chǔ)存和裝卸過程中會(huì)產(chǎn)生粉塵。(a)、種類主要物質(zhì)有:--硅藻土(硅化石)--滑石(硅酸鎂)--高嶺土(硅酸鋁)--Attapukgite(硅酸鎂鋁)--高嶺土(碳酸鈣和碳酸鎂)--白堊(硫酸鈣
6、)--白云石(碳酸鈣和碳酸鎂)其它惰性物質(zhì):-很細(xì)的天然磷酸鹽-堿性礦渣-硅酸鈣(b)、用量通常用量約為肥料重量的2%,有時(shí)增加至4-5%,噸肥為20公斤以上。2、表面活性劑表面活性劑是一種即使在極稀溶液中,通過降低溶劑的表面張力來改變或降低表面力的現(xiàn)象的化學(xué)物質(zhì),通過降低液相和固相的表面張力,使液湘附著或滲透到混合物的固相顆粒上。表面活性劑分子實(shí)際上由以下部份組成:--含有烷基或芳基碳?xì)滏湹姆菢O性疏水部分。--一個(gè)或幾個(gè)親水基因。親水基因具有多種結(jié)構(gòu),如:磺酸基、胺、羧基、醚等。陽(yáng)離子表面活性劑::(a)、種類脂肪胺、二胺及其衍生物胺鹽--醋酸鹽--鹽酸鹽(b)、外觀大多數(shù)為糊狀物
7、質(zhì)。(c)、物理性質(zhì)--疏水能力6脂肪烴鏈?zhǔn)狗肿泳哂泻軓?qiáng)的疏水能力,并隨鏈長(zhǎng)增加而增大。一般烷烴鏈含8-18個(gè)碳原子。--極性極性基因-NH2使分子具有很強(qiáng)的表面親合力。--溶解性脂肪胺不溶于水,溶于多種有機(jī)溶劑,如:苯、燃料油、異丙醇等。--毒性脂肪胺以有機(jī)物質(zhì)為基礎(chǔ),其濃縮液對(duì)皮膚有一定的刺激性,一旦接觸,應(yīng)用醋或稀醋酸洗滌。(d)、活性陽(yáng)離子表面活性劑通過在表面形成一層疏水層,減少接觸面,避免進(jìn)一步水分交換,從而防止結(jié)塊。(e)、其它最新的防結(jié)劑多采