《化工產(chǎn)品結(jié)塊》word版

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1、化學(xué)品結(jié)塊的分析和防結(jié)塊劑的選用根據(jù)《河南化工》2005年第25卷第12期1前言許多固體化學(xué)品具有結(jié)塊的特性，即由原來(lái)松散的狀態(tài)，相互粘結(jié)成團(tuán)塊。對(duì)儲(chǔ)存、使用、運(yùn)輸、加工等帶來(lái)很大不便。根據(jù)結(jié)塊的程度，一般可分為輕度結(jié)塊、嚴(yán)重結(jié)塊和局部結(jié)塊。輕度結(jié)塊的化合物通過(guò)輕微振動(dòng)即能恢復(fù)自由流動(dòng)狀態(tài)；嚴(yán)重結(jié)塊是整袋或散裝時(shí)整堆結(jié)成一體，很難破碎；局部結(jié)塊是部分化合物結(jié)成團(tuán)塊，這種結(jié)塊在化肥行業(yè)中對(duì)機(jī)械化施肥最為不利，因?yàn)檫@些小塊易堵塞下料口且不易被發(fā)現(xiàn)。結(jié)塊破壞了產(chǎn)品的自由流動(dòng)狀態(tài)，使用時(shí)往往需要進(jìn)行破碎處理，

2、這給使用帶來(lái)極大的不便，尤其對(duì)于易燃、易爆的晶體產(chǎn)品，如氯酸鉀、硝酸銨等。因此，化學(xué)品的防結(jié)塊性能是產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。在防結(jié)塊問(wèn)題上，除了工藝條件的優(yōu)化外，使用防結(jié)塊劑是未來(lái)的發(fā)展方向。2結(jié)塊機(jī)理1958年Sliverberg等觀察了氯化銨產(chǎn)品貯存過(guò)程中顆粒表面的晶體生長(zhǎng)狀況后指出，晶體的交互生長(zhǎng)引起顆粒間的粘連，并且在晶體的成形過(guò)程中，由于可溶性的離子運(yùn)動(dòng)到顆粒表面，而在顆粒內(nèi)部形成無(wú)數(shù)空穴，其表面的結(jié)晶相與顆粒表面的結(jié)晶相相同。若顆粒內(nèi)水分充足，則使結(jié)塊范圍逐漸加大。1977年Gamonde

3、s-3]提出了晶橋理論和毛細(xì)吸附理論來(lái)解釋結(jié)塊現(xiàn)象，經(jīng)對(duì)物質(zhì)顆粒表面使用電鏡和x射線衍射技術(shù)進(jìn)行研究，目前這兩種理論得到多數(shù)學(xué)者的認(rèn)同。2．1晶橋理論晶橋理論認(rèn)為，由于晶體自身因素(晶體的性質(zhì)、化學(xué)組成、粒度、粒度分布及晶體的幾何形狀)和外界因素(濕度、溫度、壓力和雜質(zhì)等)的影響，使晶體表面溶解并發(fā)生重結(jié)晶，從而在晶粒之間的相互接觸點(diǎn)上形成晶橋，使晶粒粘接在一起，逐漸形成巨大的團(tuán)塊。2．2毛細(xì)吸附理論毛細(xì)吸附理論認(rèn)為，由于微細(xì)晶粒間毛細(xì)吸附的存在，使液相彎月面上的飽和蒸汽壓低于外部的飽和蒸汽壓，這就為

4、水蒸氣向晶粒間的擴(kuò)散提供可能，使晶體易于吸潮，最后導(dǎo)致結(jié)塊[3]。2．3。其他結(jié)塊理論為了解釋某些現(xiàn)象，有人提出了一些其他的理論，例如原蘇聯(lián)一些學(xué)者提出擴(kuò)散結(jié)塊機(jī)理。以上的理論可以解釋不少的結(jié)塊現(xiàn)象，但這些理論多數(shù)都是建立在單一化合物的基礎(chǔ)上的，在多種化合物共存或進(jìn)行復(fù)配情況下，由于可能存在的化學(xué)反應(yīng)、反應(yīng)熱效應(yīng)等，其結(jié)塊原因與上述理論有所不同。例如復(fù)混肥中，它的結(jié)塊主要是因?yàn)槎喾N化合物混合后，其臨界相對(duì)濕度大大降低，強(qiáng)烈吸收空氣中的水分，進(jìn)而發(fā)生結(jié)晶與重結(jié)晶，從而導(dǎo)致結(jié)塊。3防結(jié)塊措施防結(jié)塊劑進(jìn)入結(jié)

5、晶系統(tǒng)中，或在晶體表面形成包覆膜，使晶粒問(wèn)產(chǎn)生機(jī)械隔離效果；或參與晶體生長(zhǎng)過(guò)程，改變各個(gè)晶面的相對(duì)生長(zhǎng)速率，從而改變晶體形態(tài)；或吸附于晶體表面形成疏水層，使晶體與大氣間的水分交換受到阻礙；或降低溶液的表面張力并改變固液間的界面接觸角，使晶體對(duì)溶液的毛細(xì)吸附力降低。上述各種途徑，都將導(dǎo)致晶體原有吸濕性的較大變化，達(dá)到良好的防結(jié)塊效果。其中，前兩種主要是抑制晶橋控制作用，后兩種主要是抑制毛細(xì)控制作用。3．1晶橋作用控制以防結(jié)塊劑處理的化合物因吸濕、結(jié)晶而在粒子表面起變化時(shí)，防結(jié)塊劑溶于吸濕的水中后，吸附于

6、化合物一水界面，改變了晶體原有的結(jié)晶特性，變成不易結(jié)塊的狀態(tài)，減少或阻止了晶橋的產(chǎn)生，起到防結(jié)塊的作用J。陰離子活性劑中的烷基苯磺酸鹽、烷基硫酸鹽，烷基萘磺酸鹽等對(duì)硫銨、硝銨有防結(jié)塊作用，主要是改變結(jié)晶習(xí)性J，即防止晶橋的產(chǎn)生。影響硝基復(fù)混肥結(jié)塊的因素很多，但最重要的是肥料之間接觸點(diǎn)形成的晶體連接，即“晶析”理論。所以在應(yīng)用防結(jié)塊劑時(shí)應(yīng)著重減少晶橋連接。吸潮是過(guò)硫酸銨結(jié)塊的主要因素，過(guò)硫酸銨本身對(duì)水的親合力就很強(qiáng)，再加上生產(chǎn)中干燥不完全，使它的含水量較高，水分從結(jié)晶芯部向表面移動(dòng)，使結(jié)晶表面溶解，為結(jié)

7、晶架橋提供了飽和溶液，隨著條件的改變，水分的蒸發(fā)，晶體顆粒表面間發(fā)生架橋而牢固結(jié)合起來(lái)，形成結(jié)塊]。在其防結(jié)塊的處理過(guò)程中，應(yīng)該著重從抑制晶橋產(chǎn)生的方面考慮。3．2毛細(xì)吸附控制有些化合物因?yàn)榫哂休^高的表面能，或因?yàn)殪o電作用，或因?yàn)橛休^多的毛細(xì)管結(jié)構(gòu)等，所以在生產(chǎn)或儲(chǔ)藏過(guò)程中由于強(qiáng)烈的吸濕和溫度的變化，使化合物溶解、結(jié)晶從而導(dǎo)致結(jié)塊。這類物質(zhì)的結(jié)塊過(guò)程主要是因?yàn)槊?xì)吸附，所以要解決這類物質(zhì)的結(jié)塊問(wèn)題，抑制毛細(xì)吸附無(wú)疑是最有效的手段。同時(shí)選擇活性劑時(shí)，還應(yīng)考慮吸附效果，對(duì)于酸性化合物應(yīng)選用陽(yáng)離子活性劑，堿

8、性化合物應(yīng)選用陰離子活性劑。由表面化學(xué)理論可知，硝酸銨顆粒表面具有較高的表面能，當(dāng)它吸收空氣中的水分子后，其高能表面就變成了低能表面。硝酸銨是一種易溶于水的極性無(wú)機(jī)鹽，它的顆?；蚍蹱罹w表面具有多毛細(xì)孔狀結(jié)構(gòu)，較大的毛細(xì)孔半徑和孔隙率也造成了硝酸銨對(duì)水分子具有很大的吸附作用。因此，要解決硝酸銨的吸濕性，關(guān)鍵在于改變其表面結(jié)構(gòu)以降低表面能，提高憎水性。經(jīng)表面劑處理過(guò)的氯酸鈉飽和溶液的表面張力比普通氯酸鈉降低24．7％。表面張力的降低，減小了固液間的接觸角，