复合肥防结块剂的研究进展

巨 敏，刘雪红，李宏伟，刘军海

（陕西理工学院化学与环境科学学院，陕西 汉中723001）

复合肥防结块剂的研究进展

巨 敏，刘雪红，李宏伟，刘军海

（陕西理工学院化学与环境科学学院，陕西 汉中723001）

简要分析了复合肥结块的原因及其防治措施，综述了几种常见的复合肥防结块剂的应用研究进展，重点讨论了目前的研究热点及今后的发展趋势。

复合肥；防结块；添加剂

复合肥在生产过程及储存期内，易吸湿结块、颗粒粘连、受潮粉化，使其施用不均匀，降低肥效。因此，解决复合肥结块是一个很有实际意义的问题。目前，复合肥防结块主要采用在复合肥中添加一定量的添加剂，可有效防止复合肥结块。本文分析了复合肥结块原因及其防止措施，综述了防结块剂在复合肥中的应用状况，旨在为防结块剂的研究、开发和利用提供理论参考。

1 复合肥结块原因及其防止措施

1．1 复合肥结块原因

复合肥结块原因包括内部因素和外部因素。内部因素有复合肥自身的物理性质、化学组成、粒度、粒度分布、几何形状以及复合肥的组成、复合肥的含水量、颗粒的均匀度和强度、复合肥的包装贮存温度等，外部因素有环境湿度、温度、压力和杂质等。张兵印等［1］运用四因素三水平正交实验对影响复合肥结块的主要因素进行了分析，得出影响复合肥结块的因素依次是温度、粒度、压力、时间。如果复合肥颗粒大小不均匀，强度不高，表面光滑粉尘多，随贮存时间加长，结块趋于严重；同时，存储时温度过高会使复合肥的临界相对湿度降低，增强其吸湿性，同时温度的增高也会提高复合肥中各组分的反应活性，致使结晶重复发生，最终结块；复合肥在水中的溶解度很大，随温度升高而增大的倾向十分显著［2］，温度一旦下降后，因溶解度减小析出结晶，从而沟通复合肥晶粒之间的盐桥，把各个晶体凝聚在一起，形成大块。

肥料颗粒在包装前如果冷却不好，强度不高，在压力作用下，会导致形变，颗粒间接触面积增大，促使形成结块。张兵印等研究发现，结块剪切力与压力呈线性关系，与储存时间呈对数关系，与温度呈指数关系，即存贮时间越长，压力越大，结块情况越严重。当温度的变化超出晶型的稳定范围时，复合肥从包装温度冷却至室温时，体积变小，比重、比容也随之改变，并放出能量，由一种晶型转变成另一种晶型，从而使复合肥的颗粒彼此聚集结块。

1．2 结块的防止措施

目前，复合肥防结块措施一是在生产复合肥过程中，严格控制操作工艺条件，或者采用新技术，从而使颗粒均匀，降低其含水量，可有效防止结块；二是添加防结块剂。常用的防结块剂主要有2种：外部防结块剂，主要是包裹在肥料颗粒的表面，形成一层保护膜阻止吸湿，包括无机盐和有机物；内部防结块剂，主要是应用在肥料的生产过程中，改善其吸湿性，增加肥料颗粒的强度、圆度或改变晶体形态，包括惰性粉末，非表面活性剂和表面活性剂以及各类复配剂。

2 复合肥防结块剂

2．1 惰性粉末类防结块剂

惰性粉末是世界上使用最早的防结块剂。这类防结块剂是具有大表面积的不溶于水的物质，也不与肥料发生化学反应。使用时以适当的比例对复合肥料颗粒进行扑粉［3］，这样，就可以在有限的范围内，阻止复合肥料颗粒之间或复合肥料与大气之间进行水汽交换，从而减轻结块。常用的惰性粉末多为无机物质，有硅藻土、高岭土、黏土、滑石粉、膨润土、凹凸棒土、硅酸铝、磷钙石粉、石灰石等。此法成本较低，但缺点是添加量达1%～10%，会影响产品质量。再加上惰性粉末在添加过程中需将其机械粉碎，使操作中粉尘增多，增加了操作成本，因而只有少数厂家在夏季采用，有逐渐被淘汰的趋势。

2．2 表面活性剂类防结块剂

用于复合肥防结块的表面活性剂主要成分是烷胺类阳离子。添加表面活性剂后能将化肥颗粒表面由亲水性转变为疏水性［4］，而且可以在晶体表面形成疏水包裹膜，使晶体产品与大气的水分交换受阻。表面活性剂可以降低溶液的表面张力及固液的接触角，从而降低晶体物料对溶液的毛细管吸附力，还可以改善化肥结晶习性，大大降低化肥晶体的界面能，抑制成核作用，改进晶体生长，以达到防结块目的。

目前，对这方面的研究主要集中在表面活性剂的开发及其防结块工艺条件上，多以表面活性剂与石蜡等配合使用，可大大提高防结块效果。如袁洋［5］采用以复合氮素缓释剂与石蜡及阴、阳离子表面活性物质混合防结块剂，处理高氮缓释复合肥，并设空白组作了对比试验，结果表明，随着复合肥贮存时间的延长，其防结块效果越来越明显。刘荣［6］以十八胺、石蜡等表面活性剂为原料，通过改变乳化分散剂的用量和反应条件，研究了4种不同条件下配制的防结块剂产品。结果表明，加入的乳化分散剂对防结块有积极作用，并通过延长反应时间使所得防结块剂可以解决复合肥一般防结块效果不明显的问题。

表面活性剂是在生产过程中加入的，只要对肥效影响不大，皆可采用，再加上其使用效果明显，使用量小等优点而备受欢迎。但表面活性剂在使用过程中会对环境及植物产生一定的影响，今后的研究应以开发效果好，无污染，对植物生长无影响的表面活性剂为重点。

2．3 无机盐类防结块剂

向复合肥中添加某些无机盐促使其形成复盐，可改善肥料吸湿性，进而改善晶体的结块性。如硝酸镁、连二硫酸盐、镉盐等，它们各自用于不同的肥料，可使肥料形成长的、纤维状及柔韧的晶体，在干燥时变脆，因而可以减轻结块。

谢玉龙等［7］用上海博易和化工有限公司提供的KF-862药剂对氯化钾产品进行防结块处理，结果表明，KF-862药剂可在不需对工艺路线做任何改动的条件下稀释使用，配制使用简便，防结块效果较好。且该产品在采用流化床冷却系统降温后，药剂用量还可减少，成本还会相应降低。一般为保证最终产品水分，药剂稀释的倍数应以低于10倍为宜。

由于硫酸镁具有水合性，因而可用于复合肥防结块。 比如向复合肥中加入0．3%硫酸镁［8］，能够使物料中的游离水变成结晶水，抑制因水分引起的肥料溶解和毛细吸附，可使硝酸铵的相变温度从32℃降至22℃，防止结块，硝酸镁添加剂特别适合结晶化肥硫酸铵。

在复合肥中添加少量水溶性铁盐，也可防结块。仿效应用湿法酸制造磷酸铵系肥料，磷酸本身含有的铁、铝磷盐杂质等，可形成非水溶性结晶，其网状结构如同定型凝胶，使产品硬化，抑制肥料间的作用，防止了因挤压而造成的晶体之间的粘结而达到防结块的目的。

无机盐原料便宜易得，且与许多化肥的性质相似，添加过程中出现的问题较少，对大多数作物和土壤无害，在农业上应用潜力很大，将是今后复合肥防结块添加剂的研究热点之一。

2．4 疏水性物质类防结块剂

疏水性物质主要是指有机疏水剂，如石蜡、聚烯烃、矿物油等。使用液体石蜡包膜复合肥颗粒后涂覆重质碳酸钙粉体亦可防结块。如沈丽英［9］利用废润滑油作为主要原料（代替机械油），采用脂肪胺和高碳羧酸反应生成的脂肪胺盐为主要原料，并选用HLB值小于4的复合乳化剂经过化学反应研制成膏状复合肥防结块剂，该产品可适用于尿基、硝基、氯化铵系高氮高磷高钾等多种复合肥防结块需求，简化了生产，降低了成本，同时废弃物再资源化，既减少污染又变废为宝。

3 结语

复合肥添加防结块剂的优势是明显的，今后的研究应从以下几方面入手：

（1）复合肥防结块剂种类繁多，处理方法和工艺均有差异，效果也有所不同，且各复合肥生产工厂的工艺技术和生产条件差异也很大。所开发出的防结块剂，绝大多数都是单剂使用，防结块性能有限。而几种复配使用，可显著改善防结块性能，今后应加大这方面的研究力度。

（2）有些添加剂虽能防结块，但对农作物的生长产生一定程度的影响，或者会损失肥效。目前这方面的研究尚不是很多，应引起科研人员的注意。

（3）复合肥防结块剂在使用过程中不可避免的对环境产生影响。因此在研发的同时，需注重开发新型绿色环保型复合肥添加防结块剂，这也将是今后的发展趋势之一。

［1］ 张兵印，茹铁军，乔荣广．复合肥结块因素的实验研究［J］．河北化工，2009，32（3）：20-21．

［2］ 刘哲峰，李旭祥，邹忠良．硝酸铵的结块与防止［J］．应用化工，2006，35（6）：464-465．

［3］ 吴兴发，张婷．氯化铵防结块剂的类型及应用［J］．中国西部科技，2009，8（5）：24-25．

［4］ 孙刚，王雪萍．硫酸钾镁肥防结块剂的开发研究［J］．盐湖研究，2009，17（3）：60-62．

［5］ 袁洋．复合氮素缓释剂的缓释机理与防结块作用［J］．辽宁化工，2007，22（2）：34-35．

［6］ 刘荣．复合肥防结块剂的实验研究［J］．磷肥与复肥，2010，25（4）：25-26．

［7］ 谢玉龙，赵亮．KF-862氯化钾防结块剂实际应用报告［J］．盐湖研究，2010，18（1）：46-48．

［8］ 王春梅，赵天波，李凤艳，等．复合肥防结块剂技术的研究开发现状［J］．磷肥与复肥，2008，23（1）：60-63．

［9］ 沈丽英．废润滑油生产复合肥防结剂的合成与应用［J］．化学工程与装备，2010，（8）：53．

Research Progress on Anticaking Agent of Compound Fertilizer

JU Min，LIU Xue-hong，LI Hong-wei，LIU Jun-hai
（College of Chemical＆Environment Science，Shaanxi University of Technology，Hanzhong 723001，China）

The reasons of compound fertilizer caking and prevention measures were analyzed briefly．Some conventional application research progress of anticaking agents were summarized，the research hotspots and developmental trend were emphatically discusses also．

compound fertilizer；agglomerate；additive

TQ 444

A

1671-9905（2011）05-0023-03

巨敏（1990-），女，陕西咸阳人，陕西理工学院08级本科生，主要研究方向：化学工程与工艺

2011-02-17