王平飛
(云南云天化紅磷化工有限公司,云南 開遠 661699)
目前,我國復合(混)肥制造的生產(chǎn)工藝根據(jù)其成粒方式可分為噴漿造粒法、高塔造粒法、擠壓造粒法等。造粒設備有圓盤造粒機、擠壓造粒機、轉(zhuǎn)筒造粒機等。擠壓造粒工藝生產(chǎn)專用復混肥配方,工藝比較簡單,操作方便,無需干燥,常溫生產(chǎn),“三廢”物質(zhì)零排放,產(chǎn)品一次碾壓成形,使產(chǎn)品質(zhì)量符合復混肥技術指標要求,是用于生產(chǎn)各種作物的高、中、低濃度專用復混肥。
對輥擠壓造粒機是專用復混肥造粒的關鍵設備,具有技術先進,設備合理,結構緊湊,新穎實用,耗能低,與相應設備配套,組成小型生產(chǎn)線,能形成一定產(chǎn)能的連續(xù)化,機械化生產(chǎn)。
對輥擠壓造粒機由電動機驅(qū)動皮帶和皮帶輪,通過減速機傳遞給主動軸并通過對開式齒輪與被動軸同步相向工作,經(jīng)過模具擠壓成型、脫模造粒、破碎分離實現(xiàn)均勻造粒。擠壓模具采用優(yōu)質(zhì)防腐的耐磨材料精心鍛造,模具形狀采用扁球形狀。
圖1 對輥擠壓造粒機結構圖
無機原料:氯化銨 (w(N) ≥25%)、尿素(w(N) ≥25%)、磷酸一銨(8-47-0)、磷酸二銨(16-44-0、18-46-0)、氯化鉀 (w (K2O) ≥60%)、硫酸鉀 (w(K2O) ≥50%)、硫酸鎂、硫酸鋅、硼砂等。
有機原料:腐植酸 (w(HA)≥45%)等。
輔助原料:沸石粉等。
專用復混肥配方是根據(jù)不同土壤、不同作物的多年多點試驗和大面積示范確定的,所以,專用復混肥配方針對性強,增產(chǎn)效果好,是未來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用肥的趨勢。部分專用復混肥配方計算見表1、表2、表3。
表1 石榴專用復混肥20-10-15(S)+TE配方計算
表2 水稻專用復混肥15-10-12(CL)配方計算
表3 蔬菜專用復混肥20-4-6(CL)配方計算
對輥擠壓造粒機、粉碎機、臥式螺帶攪拌機、滾筒篩分機、雙盤拋圓機、原料皮帶機、半成品皮帶機、成品皮帶機、包裝系統(tǒng)、計量器、綜合電控柜等。
將各種原料經(jīng)過計量后加入臥式螺帶攪拌機內(nèi)攪拌混合均勻(視情況噴灑適量水),由原料皮帶機送入對輥擠壓造粒機,造粒后由半成品皮帶機送入雙級拋圓機,拋圓后由成品皮帶機送入滾筒篩分機,篩分后制得粒度均勻的復混肥顆粒送入包裝系統(tǒng),包裝后送入成品倉庫堆放區(qū)。
工藝流程見圖2。
造粒機在運行過程中,如出現(xiàn)異常情況,應緊急停機、斷電,并查明原因,消除故障后,方可開機,常見故障排除方法見表4。
物料的水分含量在擠壓造粒過程中是一個重要的技術參數(shù)。物料需經(jīng)過破碎,混合均勻,并經(jīng)磁鐵或過篩清除雜質(zhì)后進入擠壓造粒機,水分含量較少,物料不易擠壓成形,且粉塵量較大;水分含量過多,物料容易粘結輥皮,堵塞下料口;通過試驗得出進入擠壓造粒機內(nèi)的物料最佳擠壓水分控制范圍為2%~5%,生產(chǎn)過程中可視情況噴灑適量水。
圖2 擠壓造粒法生產(chǎn)專用復混肥工藝流程
表4 常見故障排除方法
生產(chǎn)專用復混肥兩輪的間隙一般為1~2mm(根據(jù)不同物料進行調(diào)整);當間隙過?。ㄐ∮?.8mm),會加劇兩輥輪磨損,降低使用壽命,嚴重時會損壞機件;當間隙過大(大于2mm以上時)會影響產(chǎn)品顆粒強度。
1) 過磷酸鈣中的游離H3PO4和Ca(H2PO4)2·H2O會與尿素發(fā)生如下反應:
由于 CO(NH2)2·H3PO4和 Ca(H2PO4)2·4CO(NH2)2的溶解度極大,反應過程析出水分,使得混合物料變成變稀、潮料、發(fā)粘,同時尿素的分解速度增大,使造粒無法進行。因此,在配方中加入鈣鎂磷肥來中和游離磷酸,反應如下:4H3PO4+Ca3(PO4)2+3H2O=3Ca(H2PO4)2·H2O,或避免此化學反應的發(fā)生。
2)過磷酸鈣中的游離H3PO4會與碳銨發(fā)生如下反應:
反應過程析出水分,使得混合物料變成變稀、潮料、發(fā)黏,同時尿素的分解速度增大,使造粒無法進行。因此,需加入干燥劑氧化鎂或避免此化學反應的發(fā)生。
在擠壓的含硝態(tài)氮的混肥產(chǎn)品配方,配方中含硝磷銨與尿素,攪拌機過程中物料吸水較快,未加水的情況下混合后直接擠壓,攪拌25min后變?yōu)槌绷?,導致攪拌機滾皮嚴重積料和擠壓造粒機頻繁堵塞。措施:減少混合時間或把配方中硝磷銨用其它原料替代,生產(chǎn)正常。建議擠壓造粒配方中不要含硝磷銨與尿素兩種物料,僅可以含其中一種。
擠壓造粒工藝生產(chǎn)專用復混肥產(chǎn)品質(zhì)量符合《GB 15063-2009復合肥料(復混肥料)》標準要求,見表5。
擠壓造粒工藝具有一定的規(guī)模產(chǎn)能、能耗少、操作方便和三廢零排放等優(yōu)點。專用復混肥是將大量元素肥料氮肥、磷肥、鉀肥和中微量元素肥料、腐植酸有機質(zhì)等原料相結合,廣泛用于各類果樹、蔬菜、糧食等農(nóng)作物各個生長階段,能有效節(jié)約了施肥成本,提高了肥料利用率,將對作物的品質(zhì)及產(chǎn)量提升有顯著效果,因此,擠壓造粒工藝生產(chǎn)專用復混肥是未來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用肥的趨勢。
表5 專用復混肥產(chǎn)品質(zhì)量指標