复合肥防结块剂技术的研究开发现状_王春梅

[19]中华人民共和国国家知识产权局[12]发明专利申请公布说明书[11]公开号CN 101654387A [43]公开日2010年2月24日[21]申请号200810147497.4[22]申请日2008.08.21[21]申请号200810147497.4[71]申请人北京科普基业精细化工科技有限公司地址100089北京市海淀区厂洼路5号东点写字楼B8522[72]发明人赵天波 李凤艳 李建勇 景立秋 许元源赵海江 [74]专利代理机构北京邦信阳专利商标代理有限公司代理人黄泽雄 崔华[51]Int.CI.C05G 3/00 (2006.01)权利要求书 2 页 说明书 18 页 附图 2 页[54]发明名称复合肥液态防结块剂[57]摘要本发明涉及一种复合肥液态防结块剂，其由1wt ％～50wt％的水性高分子、1wt％～50wt％的表面活性剂以及余量的水组成。

所述表面活性剂是阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和两性表面活性剂中的一种或任意多种的任意组合。

任选地，所述复合肥液态防结块剂中还可加入选自消泡剂、防腐剂、染料和颜料中的一种或一种以上添加剂，用量为消泡剂0wt％～5wt％，防腐剂0wt％～5wt％，染料和颜料的总用量为0wt％～50wt％。

本发明复合肥液态防结块剂能有效解决复合肥产品的结块问题，尤其是目前生产复合肥的企业难以克服的高养分含量的复合肥如高氮复合肥的结块难题，并使复合肥产品具有绿色化肥的特点。

200810147497.4权 利 要 求 书第1/2页 1.一种复合肥液态防结块剂，其由1wt％～50wt％的水性高分子、1wt％～50wt％的表面活性剂以及余量的水组成。

2.根据权利要求1所述的复合肥液态防结块剂，其特征在于：水性高分子是在水中能溶解的水溶性高分子或者是能分散在水中的高分子水乳液；所述的水性高分子选自聚醋酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚马来酸酐、聚丙烯酸及其盐、聚丙烯酸乳液、聚甲基丙烯酸及其盐、聚丙烯酰胺、聚乙烯基硫酸及其盐、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛溶液、聚乙烯甲基醚、聚乙二醇、聚氧化乙烯、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、甲基纤维素、聚胺、季铵聚合物、环氧树脂、脲醛树脂、氨基树脂、醇酸树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺、脲醛树脂、甲壳素、黄原胶、淀粉中的任意一种或任意两种以上的混配，任意二种以上的混配时其配比为任意配比，或上述物质的改性衍生物，所述改性衍生物为水溶液的或乳化液的改性衍生物。

表面活性剂在防化肥结块中的应用班级：13级精细化工组员：孙锦龙尤涛摘要: 介绍了化肥结块的原因和影响结块的主要因素，同时讨论了表面活性剂防结块的机理和各种表面活性剂防结块的效果。

并简略介绍了几种表面活性剂的生产方法。

以及对该应用的现状进行了了解和分析。

化肥结块问题是化肥工业长期以来致力于解决的问题，特别是碳酸氢铵、硫酸铵、硝酸铵、磷酸铵、尿素和复合肥料等都易发生结块现象。

化肥结块严重影响了肥效，并给贮存、运输和使用带来不少困难。

例如结块的碳酸氢铵在运输中很容易破包，在26℃～28℃的气温下存放10d，氮素损失可达75.14%。

化肥严重结块难以破碎，化肥部分结块对机械施肥不利，小块化肥容易堵塞喷头，这些都会给施肥带来严重不便。

因此，解决化肥结块问题是提高化肥产品质量的重要途径。

1化肥结块的主要原因及影响因素而要解决该问题我们首先要了解化肥为什么会结块。

目前公认的由Gamondes于1977 年提出的晶体桥连理论和毛细管吸附理论，可解释许多无机化合物的结块现象。

晶体桥连理论的观点是由于自身和外界条件的变化，粉体内包含的水分促使粉体表面溶解、再结晶，从而在粉体孔隙处形成晶桥。

随着时间的推移，这些结晶又彼此结合，逐渐形成巨大的团块。

毛细管吸附理论认为；粉体间毛细管吸附力的存在，使粉体间饱和蒸汽压增加，促使粉体及其表面溶解形成饱和或过饱和液滴，进一步重结晶，颗粒间形成接触面，最后粘结成团块。

一般认为颗粒度、颗粒强度、吸湿性、含水量、外界温度、储存温度和储存压力是影响化肥结块的主要因素，同时化肥的储存时间也是不可忽视的影响化肥结块的因素。

为了防止化肥结块，除了在化肥生产、包装和储存过程中采取防范措施外，在化肥中添加防结块剂是最有效的方法。

根据不同的化肥品种则选用不同的防结块剂，常用的防结块剂可分为4类。

而我们今天主要探讨的是表面活性剂在防结块中的应用。

2 表面活性剂的防结块机理表面活性剂作为防结块剂，其主要作用是能将化肥颗粒表面由亲水性转变成疏水性，阻止水分交换，保护颗粒不受外界潮气的影响;降低溶液的表面张力，从而降低晶体物对溶液的毛细管吸附力;改善化肥结晶习性，大大降低化肥晶体的界面能，抑制成核作用，改进晶体的生长。

复合肥防结块剂的使用方案一、肥料结块的内在/外在因素1、化学组成：肥料的组成不同，其结块趋势不一样。

一般来说，存在着下列几种情况：吸湿性：①NPK（尿基）＞NPK（硝基）＞NPK（硫基），NPK（氯基）②NPK（高含氮）＞NPK（低含氮）结块性：①NPK（尿基），NPK（硝基）＞NPK（硫基），NPK（氯基）②NPK（高含氮）＞NPK（低含氮）2、颗粒状况：肥料的结块与肥料颗粒的大小和形状密切相关。

(a)颗粒大小：颗粒增大，比表面积减小，邻近颗粒间的吸引力和接触点减小，因而结块趋势降低。

(b)颗粒形状：如果颗粒表面光滑、成型好，则颗粒间的接触点减少，从而延缓结块。

3、湿度：此处湿度包括产品的含水量和产品存放环境的相对湿度。

(a)产品含水量：产品含水量的微小变化对肥料的结块有明显影响。

产品含水量高，则容易吸收水分而发生重结晶。

当初含水量低于0.5%时，在通常储存条件下，产品不太有结块问题产生。

因此，在肥料生产过程中要严格控制产品的含水量。

(b)空气相对湿度：肥料的结块与空气相对湿度密切相关。

每种盐或盐的混合物都有一定的临界相对湿度。

空气的相对湿度高于肥料的临界相对湿度，肥料就会吸收空气中湿气；相反，空气的相对湿度低于肥料的临界相对湿度，则肥料内部的湿气向空气中蒸发。

相对湿度的反复变化通常比持续的高湿度更有害，会令结块、粉化问题更加突出。

4、温度：温度也是影响肥料结块的一个重要因素。

高温包装时可能发生下列物理化学反应：（a）水分的蒸发与重结晶。

这种情况在高温储存时尤为严重。

由于温度较高，居中部分肥料的内部水分向外蒸发，遇到外部已冷却下来的肥料，冷凝成水进而发生重结晶。

（b）促进内部反应(加倍复分解反应/后反应)。

K2SO4+NH4NO3——（NH4）2 SO4+K NO3NH4NO3+KCl——NH4Cl+KNO3（NH4）2 SO4+ KCl——K2SO4+ NH4Cl（c）晶态变化。

如硝铵在32.3℃时会发生晶态变化，硝铵晶体出现膨胀和收缩，导致产品粉化、结块。

复合肥防结块剂的应用朱云芳(江西贵溪化肥有限责任公司,江西贵溪　335424) [中图分类号]TQ444 [文献标识码]B [文章编号]10076220(2005)04006401 近年来,在我国复合肥发展较快,但复合肥的结块问题一直是影响复合肥质量的重要因素之一。

肥料结块不仅给化肥生产企业的储存、运输带来很大的麻烦,更主要的是给用户造成很大困难。

防止肥料结块的主要措施一方面通过降低肥料的水分含量,控制包装温度和提高颗粒均匀度来解决;另一方面是在正常生产情况下,使用防结块剂对肥料进行防结块处理,以解决肥料的结块问题。

为了保持肥料的松散性,国内外对化肥防结块剂进行了大量的研究,出现了多种类型的防结块剂,并被广泛用于肥料生产中,从而大大提高了复合肥的质量和应用效果。

1　防结块剂在复合肥生产中的应用在国内最早使用化肥防结块剂是中国阿拉伯化肥有限公司,其防结剂从法国进口。

上海化工研究院化肥研究所、河北化工研究院等单位对化肥防结块剂开展了研究和生产。

目前,化肥防结块剂已开始向专用、系列化、环保型,防结块与染色结合及方便使用的方向发展。

国内化肥防结块剂的研究和生产基本上是在进口防结块剂基础上起步的,都是以18伯胺为主要原料,油为溶剂。

目前,国内生产的化肥防结块剂质量已达到或超过进口产品。

江西贵溪化肥有限责任公司在2003年也开始生产化肥防结块剂,并应用于化肥生产中。

由于国内目前还没有化肥防结块剂质量标准,只有通过对比使用试验来确定。

在试验中,将使用了化肥防结块剂的各类复合肥、磷酸二铵进行堆包,20包1垛,2个月后翻动,除最下面2包需稍微摔打外,其余18包化肥均不结块。

2　化肥防结块剂的生产工艺流程简介(1)　所有设备保持清洁干燥。

(2)　将18伯胺放入化料池中熔化,通过真空泵吸入反应槽中。

(3)　开启反应槽搅拌桨,将其它几种原料(硬脂酸、石蜡、聚乙烯蜡、18胺醋酸盐)按顺序、按比例(18伯胺占总物料量30%～50%,其它几种原料占70%～50%,可有多种配比)从加料口加入反应槽中,加热,反应。

复混肥防结块剂的发展李　梅　张朝忠　姚丽萍(中国石油化工股份有限公司巴陵分公司,岳阳414003)摘　要　介绍了复混肥防结块剂的分类及国内外生产现状,以及复混肥防结块剂的市场发展情况。

关键词　复混肥,结块,防结块剂中图分类号　S 14519 文献标识码　A 文章编号　1000-6613(2003)07-0762-04 目前国内复肥生产企业在复混肥运输和贮存过程中,普遍存在结块的现象。

由于结块,给施肥带来不便,严重的可使之完全失效,因此,正确解决复混肥的结块问题,是提高化肥产品质量的有效途径之一。

除了在复混肥生产、包装、贮运过程中采取措施外,向肥料中添加防结块剂是最有效的防结块方法。

1　复混肥防结块剂的分类目前的防结块剂主要是包裹剂:包裹剂是在肥料颗粒表面涂裹一层薄膜,以阻断肥料盐桥的产生和饱和溶液的扩散,来阻止肥料结块。

常用来做包裹剂的物质如下[1]。

(1)惰性粉末,如沸石粉、硅藻土、滑石粉、石灰石、二氧化硅粉和黏土等,其作用是防止肥料吸湿,使相近肥料保持一定距离。

(2)各种类型的表面活性剂,如阴、阳离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂和两性离子表面活性剂等,其作用是把颗粒从亲水性变成疏水性,从而阻止水分交换,使颗粒间的含水量达到平衡,保护颗粒不受外界潮气的影响,使接触角增大、溶液的表面张力降低,从而减少毛细管黏附,降低晶体的界面能,抑制成核作用,减缓晶体的溶解和重结晶,减弱颗粒间的黏结力。

(3)无机盐、高分子聚合物和共聚物,如聚丙烯酸、聚乙二醇、聚乙烯醇、乙酸乙烯酯与丙烯酸乙酯的共聚物与十二烷基硫酸钠(SDS )或油酸(SO )的混合体系能与肥料中的水分相结合,在粒子形成过程中,改变粒子的物理结构和性能,从而抑制因水分引起的肥料溶解和毛细吸附,来达到防止结块的目的。

(4)高分子均聚物(如仲烷基硫酸铵、烷基磺酰氯、尿醛树脂及其衍生物、聚亚烷基二醇及其衍生物等)、高分子表面活性剂的混合物:其原理是将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络合物。

【求助】化肥防结块剂Q：大家有没有做化肥防结块剂的，防结块剂大体都有那些类？价位怎样？请多多指教？A:我做过，防结块剂大体可以分为粉体，膏体和液体类的。

粉体主要是滑石粉，高岭土，膨润土以及其他改性无机粉末复配而成，价格大概在4000左右：膏体的主要是使用牛脂伯胺类与油复配而得,原料不同，价格也不一样，一般在8000~15000左右；液体的主要有乳化油类，表活类，高分子与表活复配类，他们的价格一般也在8000~15000左右。

回答1复合肥防结块剂分类由于肥料容易吸湿，使得其在使用和贮存过程中，很容易结块，难以破碎，不便于运输，施用。

因而，人们采取了很多方法措施来避免其结块，影响使用。

如根据不同产品采用不同的干燥工艺降低产品的水分；采用不同的冷却工艺降低产品下线时温度；采用不同的造粒工艺得到均匀的、尺寸大、强度高的肥料颗粒；改善包装条件，改进包装方法；控制产品贮存时的温度、相对湿度、堆积的高度以及贮存的时间等。

然而，在正常生产情况下，防结块的最有效措施是使用防结块剂。

根据添加的方法，防结块剂可以分为两类：内部防结块剂和外部防结块剂。

1.1内部防结块内部防结块剂主要是应用在肥料的生产过程中，可改善吸湿性（提高临界相对湿度，或减缓吸湿速率）；增加肥料颗粒的强度、圆度或改变晶体形态。

研究表明，某些无机物如硫酸铝（镁）、硝酸钾（镁、铝）、多磷酸铵（钾）、硼酸、氧化铜（铁、铝、镁）等，以及某些有机物如甲苯胺、偶氮苯等，对于防止化肥结块都有一定的作用1）无机盐某些少量添加剂可以很好地改善由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、纤维状的、柔韧的晶体，在干燥时非常脆，因而有减轻结块的倾向。

如加入0.3%硝酸镁，还可使硝酸铵的相变温度从32°C降至22°C,硝酸镁具有水合性（能部分或完全水合的无机盐，抑制因水分而引起的化肥溶解和毛细吸附，特别适合结晶化肥硝酸铵和硫酸铵等），它起着晶体（相）稳定剂和干燥剂的作用。

团粒法复合肥生产常见问题及对策中国湖北富邦科技股份有限公司涂晖目录1.复合肥生产工艺介绍●工艺流程●生产工艺◎料浆法◎部分料浆法（尿素或硝铵融溶）◎固体团粒法（水汽造粒）◎融溶法（高塔造粒）◎氨酸法2.固体团粒法生产原理简述3.影响团粒法生产的主要因素3.1设备的性能是成球的基础3.2粘性好的原料是成球的前提3.3物料细度是成球的根本3.4物料混合均匀是成球的重要措施3.5稳定的物料流量是成球的重要手段3.6造粒水分和温度是成球的关键3.7烘干风量和炉温是成球的先决条件3.8合理的返料比是成球的重要步骤4.解决团粒法生产问题的对策4.1配料组方中粘性物料不足怎样解决？4.1.1粘性物料量配料组方的标准4.1.2怎么提高造粒物料的粘性？4.2怎样提高成品颗粒的圆整度？4.2.1核心圆产品外形才能圆4.2.2工艺流程中尽量保证物料全程滚动4.2.3配料组方要把握好粘性和沙性物料用量比例4.3怎样保证产品最终水分达到防结要求？5.转鼓水汽造粒操作要点5.1物料在造粒机内滚动的时间和频率是决定成球率和颗粒圆整度的首要因素5.2转鼓造粒机内稳定的物料量和均匀的液相分布是制造合格颗粒的关键5.3合理的造粒物料结构是提高成球率的基础5.3.1原料的细度的合理搭配5.3.2配料组方时应考虑物料间的化学反应5.3.3物料混合后的综合含水量5.3.4合理的返料量6.氨酸法复合肥生产技术6.1生产原理6.2生产技术指标6.3具体操作要求6.4生产注意事项7.复合肥板结原因及对策7.1成品水分7.2包装温度7.3堆放高度7.4颗粒外形7.5原料后反应7.6吸湿性和环境湿度7.7再溶解再结晶7.8杂质和含量1.复合肥生产工艺介绍●工艺流程结块粉碎-->原料配料-->混合搅拌-->物料造粒-->颗粒烘干-->颗粒一次冷却-->一级筛分-->颗粒二次冷却-->二级筛分-->成品包膜-->成品包装。

浅析复合肥料结块原因及防结块剂的开发摘要：目前，市场上流通的复合肥料种类繁多，不同品牌、不同规格的产品层出不穷。

在生产过程中，由于各种因素的影响，部分复合肥料会出现结块现象。

本文重点研究复合肥料结块原因及防结块剂，提出若干开发建议，旨在逐步优化复合肥料应用效果。

关键词：复合肥料；结块原因；防结块剂；开发前言：复合肥料是指氮、磷、钾3种养分中至少有2种由化学方法和（或）物理方法制成的肥料。

复合肥料是可以集氮、磷、钾等多种植物所需的无机养分物质、有机养分物质、功能性物质以及其他有益助剂于一体的优质农资产品。

一、复合肥料结块原因分析（一）原料带入生产过程中，部分原材料可能含有杂质或水分，如果不加以处理就投入使用，会导致成品肥料出现结块现象。

例如：磷矿粉、硫酸铵等原材料若含水量过高，在高温干燥时易产生磷酸铵盐等物质，使得成品肥料粘结成团；钾长石中的二氧化硅和氧化铝等成分也容易引起成品肥料的结块问题[1]。

（二）工艺因素目前市场上销售的大多数复合肥料都是以颗粒状形式存在，而颗粒状肥料在造粒工序中很容易受到挤压、撞击等外力作用而出现破损或者变形，从而形成块状物。

此外，由于不同品牌、不同规格的肥料所采用的造粒方法不尽相同，如湿法造粒、干法造粒、挤压成型等等，这些不同的制备方式对肥料的结块情况也有着一定影响。

（三）环境因素温度和湿度是影响肥料结块的重要环境因素之一。

一方面，当气温较高、空气潮湿时，肥料表面容易吸附水蒸气，进而形成液态水滴，最终形成硬块附着在肥料表面。

另一方面，肥料长期存放于不适宜的环境条件下（如高温、高湿地区），也容易发生结块现象。

二、复合肥结块的次要原因除了主要因素外，还有一些其他因素也会导致复合肥料出现结块现象。

下面将分别从生产工艺、原料选用和产品配方等方面进行讨论。

（一）生产工艺不合理目前，国内部分厂家采用的生产工艺并不能完全避免化肥结块问题。

例如，在造粒过程中，由于物料温度过高或过低，容易引起颗粒表面水分蒸发快慢不均，进而形成硬壳；或者是干燥后冷却速度过快，使得颗粒内部产生裂纹而造成粉化。