膨润土复合土壤调理材料圆盘造粒试验研究

杨 辉，马 亮，杨智荣，尹 璐

（咸阳非金属矿研究设计院有限公司，陕西 咸阳 712000）

膨润土是一种以蒙脱石为主的粘土矿物，具有吸附性能和离子交换性能等良好的特性，因其独特的性质、丰富的资源和低廉的价格，常被用于石油钻井、建材、化工及农业等多个领域。采用膨润土作为复合型土壤调理材料的基础载体材料，不但可以为农作物提供一定的营养元素，还可以通过吸附—控释生物菌进行土壤微生物环境调控，改变土壤的水热条件，增强土壤的疏松透气性，促进农作物生长，为农作为提供良好的生长环境。因此，将膨润土与有机物结合引入土壤调理材料是一种良好的选择，但是由于膨润土遇水膨胀并且粘性较大，因此在成型及造粒方面还需要进一步研究，控制好成型水量、膨润土与有机物配比、造粒机的转速与倾角等参数，以便更好地掌握膨润土基复合土壤调理材料造粒条件。

1 试验过程

1.1 试验材料

(1) 膨润土：试验采用的膨润土为陕西某地的膨润土，粒度为0.074mm通过率95%，其蒙脱石含量为45%。

(2) 有机物：本试验采用的有机物为小麦秸秆粉，经过粉碎后的粒度为0.15～0.1mm，也可以采用玉米秸秆等有机物。

(3) 生物菌：试验采用的生物菌为武夷菌(粉剂)，其有效活菌数≥70亿个/g。

1.2 主要仪器

ESJ-500型实验室高速分散机(上海易勒机电设备有限公司)；YP-500型圆盘造粒机(郑州辉航机械设备有限公司)；DHG-9145AE型鼓风干燥箱(无锡玛瑞特科技有限公司)；电子天平、量筒等。

1.3 制备方法

将膨润土与有机物按照一定比例进行复合搅拌，然后加入一定比例的生物菌再次进行复合搅拌，复合一定时间后将混合物料均匀倒入圆盘造粒机，以喷淋的方式加入一定量的水，进行造粒，然后对造粒后的成品进行筛分，筛出1～5.60mm的颗粒为最终要求产品。

2 结果与讨论

2.1 成型水量

按照制备方法，将膨润土、有机物按照8∶1.5的比例进行搅拌复合，复合均匀后进行成型造粒，圆盘造粒机转速为50r/min，倾角为50°，成型造粒时的喷淋添加水量分别为5%、10%、15%、20%及25%。观察成型情况，对达到要求的粒度进行筛分，然后计算得到成型率，确定最佳的成型用水量。经过试验得出结果见表1。

表1 成型水量试验结果

根据表1试验结果可以发现，随着水量的增加，成型率也随着增加，当达到15%的水量时，成型率为最高81.9%，随后又随着水量增加，成型率大幅度降低；并且在试验过程中观察，水量从少到多，物料粒型随着变化，当水量达到30%的时候，就会出现大颗粒，甚至形成大块，不利于成型。因此，综合考虑成型水量控制在15%左右为最佳。

2.2 膨润土与有机物配比

按照制备方法，将物料复合均匀后进行成型造粒，控制添加水量为15%，圆盘造粒机转速为50r/min，倾角为50°，成型造粒时膨润土与有机物的比例分别为5∶4.5、6∶3.5、7∶2.5、8∶1.5及9∶0.5。观察成型情况，对达到要求的粒度进行筛分，然后计算得到成型率，确定最佳成型的膨润土与有机物配比。经过试验得出结果见表2。

表2 膨润土与有机物配比试验结果

根据表2试验结果可以发现，随着膨润土与有机物中膨润土含量增加，成型率也随着增加，当达到8∶1.5时，成型率最高为81.9%，随后也不再增大；并且在试验过程中观察，膨润土含量从少到多，物料粒型随着变化，起初由于有机物含量较大，粘度较小，物料较为松散，粒型不是很圆润，所以成型率较低，随着膨润土含量的增加成型效果明显有所好转。因此，综合考虑成型造粒时的膨润土与有机物控制在8∶1.5左右为最佳。

2.3 圆盘造粒机转速

按照制备方法，将物料复合均匀后进行成型造粒，控制添加水量为15%，膨润土与有机物的比例为8∶1.5，圆盘造粒机倾角为50°，成型造粒时造粒机的转速为45r/min、55r/min、65r/min及85r/min。观察成型情况，对达到要求的粒度进行筛分，然后计算得到成型率，确定最佳成型转速。经过试验得出结果见表3。

表3 转速试验结果

根据表3试验结果可以发现，相同的时间内，随着圆盘造粒机转速的增加，成型率变化虽然不大，但是也是具有先上升后下降的规律；并且在试验过程中观察，在低转速时，由于转速较低，物料运动速度小，时间较长，容易形成大颗粒，在转速较大时，由于转速较快，物料运动速度大，时间较短，容易形成细小颗粒，粒型也不是很好，表面光滑度低，所以符合要求的颗粒随之减少。因此，综合考虑成型造粒时的造粒机转速为65r/min左右为最佳。

2.4 圆盘造粒机安装倾角

按照制备方法，将物料复合均匀后进行成型造粒，控制添加水量为15%，膨润土与有机物的比例为8∶1.5，圆盘造粒机转速为55r/min，成型造粒时造粒机的安装倾角为45°、50°、55°及60°。观察成型情况，对达到要求的粒度进行筛分，然后计算得到成型率，确定最佳安装角度。经过试验得出结果见表4。

表4 倾角试验结果

根据表4试验结果可以发现，相同的时间内，随着圆盘造粒机安装倾角的变化，成型率变化不大，但是根据成型率及过程观察，当造粒机安装倾角为55°时，粒型及成型率最高；并且在试验过程中观察，物料的运动轨迹为抛物线形式，当安装倾角较小时，物料运动轨迹较长，停留时间较长，容易形成大颗粒，当安装倾角过大时，物料运动轨迹较短，物料下落的速度大，下落时间较短，容易形成细小颗粒，粒型也不是很好，所以符合要求的颗粒随之减少。因此，综合考虑成型造粒时的造粒机安装倾角为55°最佳。

3 结语

根据试验情况可以看出，成型水量、膨润土与有机物配比、造粒机的转速与倾角等参数均对复合土壤调理材料造粒成型有着较大的影响。根据试验探索可知，当成型水量为15%，膨润土与有机物比例为8∶1.5，造粒机转速为65r/min及安装倾角为55°时，成型造粒较好，成型率可以达到82%左右，粒度(1.00～4.75mm或3.35～5.60mm)为91.6%，能够满足产品要求。