肥料结块原因及解决方案分析

一、 肥料结块的根本原因

肥料结块本质上是颗粒间形成了坚实的“桥”或“键”，这些“桥”的形成主要源于以下几个方面：

1. 盐类的晶析与重结晶（最主要原因）

• 机理：肥料颗粒表面通常会有一层饱和的盐溶液薄膜（称为“母液”）。当环境温度或湿度变化时，水分会蒸发或吸收。水分蒸发时，溶解在母液中的盐分（如尿素、铵盐、钾盐）会过饱和并结晶出来，形成细小的“晶桥”，将相邻的颗粒紧紧地粘结在一起。

• 影响因素：温度波动、湿度波动、肥料本身的溶解度（溶解度越高，越易结块，如尿素、硝酸铵）。

• 机理：肥料颗粒是多孔性的，颗粒之间存在微小的空隙。当空气湿度较高时，水分会通过毛细管作用在颗粒接触点凝结，形成“液相桥”。即使水分不多，也足以大大增加颗粒间的粘附力，导致软结块。如果后续水分蒸发，就会转化为上述的“晶桥”，形成硬结块。

• 影响因素：环境湿度、肥料的吸湿性（如硝酸铵、氯化铵吸湿性强）。

• 机理：某些肥料组分之间，或肥料与杂质之间会发生化学反应，生成新的结晶化合物。

• • 典型例子：过磷酸钙中的游离酸与金属杂质（如铁、铝）反应，生成坚硬的磷酸铁/铝盐，导致严重结块。

  • 尿素与复混肥中的磷酸一铵反应，生成吸湿性很强的加合物。

• 机理：在储存时，上层肥料的重量会对下层颗粒产生持续压力。如果肥料颗粒较软或温度较高（接近熔点），颗粒会发生塑性变形，接触面积增大，从而紧密结合在一起。

• 影响因素：堆垛高度、储存时间、肥料的硬度和熔点（尿素在高温下易软化）。

• 粒度分布：细小颗粒（粉末）多，会填充大颗粒之间的空隙，增加接触点，更容易结块。

• 颗粒形状：不规则、有棱角的颗粒比光滑的球形颗粒更易啮合，从而更易结块。

• 颗粒强度：强度低的颗粒在运输和堆放中易破碎，产生粉末，导致结块。

  
  

• 结块原因：

• • 晶析：尿素溶解度极大，对温度和湿度极其敏感，是最易结块的氮肥。

  • 相变：尿素在冷却储存过程中会发生晶型转变，伴随体积变化，加剧结块。

  • 低熔点：夏季高温下，颗粒表面会轻微熔化，冷却后粘结成块。

• 解决方案：

• • 添加甲醛：在造粒前加入少量甲醛，生成脲醛聚合物，在颗粒内部形成网状结构，增强颗粒强度，降低晶析趋势。这是最有效和应用最广的方法。

  • 添加防结块剂：在包裹筒中喷洒微量的疏水剂（如高级脂肪胺、矿物油等），在颗粒表面形成一层憎水膜，隔绝水分。

  • 充分冷却：造粒后必须用流化床冷却器等设备将物料冷却至60℃以下，最好接近环境温度。

  • 改善包装：使用内衬塑料膜的编织袋，并确保包装前物料已彻底冷却。

• 结块原因：主要是吸湿性和晶析作用。

• 解决方案：

• • 添加无机添加剂：添加少量（1-2%）的石膏、钙镁磷肥、高岭土等惰性物质，作为骨架，减少颗粒间的接触，并吸收表面母液。

  • 添加表面活性剂：如烷基苯磺酸钠等，降低表面母液的张力。

  • 严格控制干燥和冷却工序。

• 结块原因：

• • 化学固化：游离酸与金属杂质反应。

  • 物理固化：熟化过程中，磷酸一钙继续水合结晶，形成晶桥。

• 解决方案：

• • 中和：添加适量的石灰石粉、氨或碳铵来中和游离酸。

  • 陈化（熟化）：生产后堆置陈化2-4周，让其完成大部分的物理化学变化，然后再破碎、造粒。

  • 添加调理剂：添加少量骨粉、磷矿粉作为干燥剂和骨架。

• 结块原因：最为复杂，是上述各种原因的综合体现。

• • 各组分之间发生化学反应（如尿素与普钙/磷酸一铵）。

  • 不同盐类的共晶点降低，吸湿性增强。

  • 盐类的晶析。

• 解决方案：

• • 涂膜包裹：在包装前设置包裹筒，均匀喷洒防结块剂。

  • 控制包装温度：严禁热包装。

  • 使用防潮包装：使用内塑外编袋，并密封良好。

  • 严格控制造粒水分：水分是万恶之源，在保证成球率的前提下，水分越低越好。

  • 强化干燥和冷却：确保干燥均匀、彻底，冷却到位（通常要求冷却到比环境温度高5-10℃以内）。

  • 筛分：严格筛除粉末和过大颗粒，保证产品粒度均匀。

  • 惰性粉末：如硅藻土、高岭土、滑石粉。它们覆盖在颗粒表面，起到物理隔离和吸收水分的作用。

  • 表面活性剂：如脂肪胺，形成疏水膜。

  • 复合型液体防结块剂：通常由成膜剂（矿物油）、疏水剂（脂肪胺）和乳化剂复配而成，通过喷雾方式均匀包裹在颗粒表面，效果最好。

  • 配方优化：避免将易发生反应的原料直接配伍（如尿素和过磷酸钙）。现在普遍采用尿素-磷铵-钾盐体系，稳定性更好。

  • 使用包裹剂/防结块剂：这是最关键的措施。

  • 优化生产工艺：

  • 改善后处理与包装：

1. 工艺控制（治本）

• 干燥：将产品最终水分控制在极低水平（通常<1.5%）。

• 冷却：使用高效的冷却设备（如流化床冷却器），将产品温度降至接近环境温度。

• 筛分：获得均匀的颗粒，减少粉末。

添加防结块剂（治标关键）

• 根据产品特性选择合适的防结块剂类型（粉末或液体）和配方。

• 确保添加设备（如包裹筒）运行良好，实现均匀包裹。

包装与储存管理（最后防线）

• 冷却后包装：这是必须遵守的铁律。

• 使用优质包装袋：内衬塑料膜，并保证封口严密。

• 规范储存：仓库应保持阴凉、干燥、通风。避免堆垛过高，减少压力。遵循“先进先出”原则，缩短库存周期。

结论：
肥料结块是一个多因素引发的综合症，没有单一的“万能药”。最有效的策略是“预防为主，综合治理”。企业需要从配方设计、生产工艺、后处理添加和包装储存整个链条上进行精细化管理，才能生产出松散、优质、受市场欢迎的肥料产品。

肥料产业信息中心（订阅号：feiliao191）

小编网络整理，有缺失之处望指点。

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