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中國是農(nóng)業(yè)大國,人多地少,耕地資源相對不足,糧食產(chǎn)量的增長主要依賴單產(chǎn)的提高,其中,化肥發(fā)揮著重要作用。2004年,全化肥總產(chǎn)量為4519萬噸(折純,下同),消費總量為4830萬噸;2005年全國化肥總產(chǎn)量4887.99萬噸,消費總量達到了5100萬噸,產(chǎn)量和消費量均居一。據(jù)農(nóng)業(yè)部預(yù)測,2006 年全國化肥消費總量大約5800萬噸、2015年將超過6000萬噸,2030年將達到6500萬噸。

高濃度復(fù)合肥是近十年來我國正在迅速發(fā)展的化肥新品種,它同時含有氮、磷、鉀等植物生長所必需的基本營養(yǎng)元素,產(chǎn)品有效成分含量高,各種營養(yǎng)要素成分比較均勻,是一種廣泛適用于各種土壤、糧食作物和經(jīng)濟作物,增產(chǎn)效果顯著的優(yōu)質(zhì)肥料。我國復(fù)合肥產(chǎn)量現(xiàn)已占化肥總量的25%左右,但與50%的世界平均水平相比還有一定差距,與發(fā)達國家80%左右的水平差距更大,而且品種單一,滿足不了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的需要。2005年全國化肥總產(chǎn)量4887.99萬噸(折純),復(fù)合肥產(chǎn)量1222萬噸(折純),化肥的復(fù)合化率為25%左右。農(nóng)業(yè)部要求到2010年我國肥料的復(fù)合化率要達到50%左右,復(fù)合肥的年產(chǎn)量將超過2500萬噸(折純)。

目前,國產(chǎn)復(fù)合肥產(chǎn)品在運輸和貯存過程中普遍存在結(jié)塊的現(xiàn)象,在市場上很難同國外產(chǎn)品競爭。復(fù)合肥的結(jié)塊問題已成為影響復(fù)合肥質(zhì)量的重要因素之一,也是困擾復(fù)合肥生產(chǎn)企業(yè)的難題。國內(nèi)外大量科學(xué)研究和工業(yè)化實際生產(chǎn)充分證明:通過加入防結(jié)塊劑,改善晶體表面性質(zhì),是防止復(fù)合肥結(jié)塊的一種Zui有效、Zui科學(xué)、Zui簡便和Zui經(jīng)濟的方法。以復(fù)合肥平均有效養(yǎng)分35%計,按照防結(jié)塊劑添加量為復(fù)合肥實物量的0.1~0.15%估算,我國復(fù)合肥生產(chǎn)年需求防結(jié)塊劑約7~11萬噸。

北京科普基業(yè)精細化工科技有限公司聯(lián)手北京理工大學(xué)經(jīng)過多年的深入研究和應(yīng)用實驗,采用計算機均勻設(shè)計與調(diào)優(yōu)軟件進行配方設(shè)計與優(yōu)化,通過科學(xué)先進的復(fù)配和增溶技術(shù),制備出新型液體復(fù)合肥防結(jié)塊劑-日韓精品無碼一區(qū)AAA片,自怕偷自怕亞洲精品,并在配方中還加有膜增強劑、顆粒穩(wěn)定劑、抗粘連劑、晶控劑等。產(chǎn)品不僅能有效防止肥料結(jié)塊,同時具有提高顆粒強度、抑制粉塵的功效,并使復(fù)合肥產(chǎn)品的外觀粒度更加均勻、光滑度更好、更富光澤性。各項性能指標優(yōu)于目前國內(nèi)外市場上的同類產(chǎn)品,達到了國際領(lǐng)先水平。

1 項目的背景和必要性

化肥產(chǎn)品都具有一定的吸濕性,只是不同品種之間存在著嚴重程度的差異。由于生產(chǎn)、包裝和儲運過程中的濕度、溫度、擠壓等外界條件變化,一部分松散的粉狀、粒狀、球狀固體就會失去流動性,形成堅硬而難以破碎的塊狀物?;式Y(jié)塊就破壞了它的自由流動狀態(tài),不僅給施用帶來極大的不便,還會影響產(chǎn)品肥效,嚴重時甚至失效,增加施用成本和施用量,造成使用者的經(jīng)濟損失;生產(chǎn)過程中結(jié)塊,既浪費物料,又會造成生產(chǎn)事故,不僅在經(jīng)濟上會給生產(chǎn)企業(yè)帶來損失,而且對企業(yè)拓寬銷售渠道、增大銷量、建立品牌也有負面影響;對于易燃易爆的化肥品種(如硝酸銨等),還可能因施用前的破碎處理而發(fā)生爆炸的危險?;式Y(jié)塊已嚴重影響到化肥產(chǎn)品的質(zhì)量和施用效果,阻礙著企業(yè)的正常生產(chǎn)和健康發(fā)展。

世界化肥的生產(chǎn)和施用正朝著高濃度、復(fù)合化和專用化的方向發(fā)展,我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平也在不斷提高,科學(xué)種田和精耕細作已成主流,與此相適應(yīng)的化肥工業(yè)正逐步由大品種、單一化、粗放型向多品種、復(fù)合化、專用型方向轉(zhuǎn)變,化肥需求結(jié)構(gòu)、質(zhì)量要求和消費觀念的變化促使科學(xué)性Zui強、也Zui符合時代潮流的復(fù)合肥得以迅猛發(fā)展。雖然我國復(fù)合肥的年產(chǎn)量現(xiàn)已超過千萬噸(折純),但國家每年還需花大量外匯進口復(fù)合肥,其中的部分原因是國產(chǎn)化肥的復(fù)合化程度跟不上農(nóng)業(yè)市場對復(fù)合肥消費需求的發(fā)展速度,而更主要的原因則是國產(chǎn)復(fù)合肥在市場上很難同國外產(chǎn)品競爭,國產(chǎn)的復(fù)合肥在運輸和貯存過程中普遍存在結(jié)塊的現(xiàn)象,復(fù)合肥的結(jié)塊問題已成為影響復(fù)合肥質(zhì)量的重要因素之一,也是困擾復(fù)合肥生產(chǎn)企業(yè)的難題。要在市場競爭中取勝, 關(guān)鍵就是要提高產(chǎn)品質(zhì)量,產(chǎn)品質(zhì)量提高的Zui有效、Zui主要途徑之一就是正確解決復(fù)合肥的結(jié)塊問題。因此,研究開發(fā)高效防結(jié)塊劑,防止復(fù)合肥結(jié)塊、改善復(fù)合肥的外在品質(zhì)已成為廣大企業(yè)的共識,也符合化肥生產(chǎn)企業(yè)的實際需求,對于推動我國復(fù)合肥產(chǎn)業(yè)的健康快速發(fā)展具有現(xiàn)實的重要意義。

2 市場的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

復(fù)合肥分為化學(xué)法復(fù)合肥和物理法復(fù)混肥。高濃度復(fù)合肥是我國正在迅速發(fā)展的化肥新品種,它同時含有氮、磷、鉀等植物生長所必需的基本營養(yǎng)元素,產(chǎn)品有效成分含量高,各種營養(yǎng)要素成分比較均勻,是一種廣泛適用于各種土壤、糧食作物和經(jīng)濟作物,增產(chǎn)效果顯著的優(yōu)質(zhì)肥料。經(jīng)過十幾年的實踐證明,施用復(fù)合肥料比單體肥料更具有顯著的增產(chǎn)效果,能大幅度提高作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。同時還可以節(jié)省包裝、運輸、貯存及施肥等費用,因而是一種廣受歡迎的化肥品種,產(chǎn)品具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

我國復(fù)合肥的發(fā)展起步于20世紀80年代初,初始主要采用尿素-過磷酸鈣-氯化鉀、尿素-鈣鎂磷肥-氯化鉀、氯化銨-過磷酸鈣-氯化鉀、硫銨-過磷酸鈣-氯化鉀等系列生產(chǎn)低濃度(二元養(yǎng)分≥20%,三元養(yǎng)分≥25%)和中濃度(養(yǎng)分≥30%)混配肥料,后期則采用尿素-磷銨-氯化鉀、硝酸磷肥-氯化鉀、氯化銨-磷銨-氯化鉀、硝銨-磷銨-氯化鉀以及硫銨-磷銨-氯化鉀系列生產(chǎn)高濃度(養(yǎng)分≥40%)的混配肥料。隨著化肥工業(yè)的進步和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平的提高,近幾十年中我國復(fù)合肥得到了迅速的發(fā)展,1991年全國化肥總產(chǎn)量1975萬噸(折純),復(fù)合肥的產(chǎn)量僅為87.5萬噸(純養(yǎng)分),化肥復(fù)合化率為4.4%;1999年化肥總產(chǎn)量2938萬噸(折純),復(fù)合肥產(chǎn)量為623.6萬噸(純養(yǎng)分),化肥復(fù)合化率為21.2%;2000年化肥總產(chǎn)量為3185萬噸(折純),復(fù)合肥產(chǎn)量為722.79萬噸(純養(yǎng)分),化肥復(fù)合化率為23%;2005年全國化肥總產(chǎn)量4887.99萬噸(折純),復(fù)合肥產(chǎn)量1222萬噸(折純),化肥復(fù)合化率達到了25%。

我國是農(nóng)業(yè)大國,人口眾多,農(nóng)業(yè)市場對化肥的需求仍在持續(xù)增長,化肥的復(fù)合化程度現(xiàn)已達25%左右,但與50%的世界平均水平相比還有一定差距,與西方發(fā)達國家80%左右的水平差距更大。因此,我國化肥工業(yè)今后的主要任務(wù)之一就是進一步提高化肥的復(fù)合化程度,并向多功能、專用化方向發(fā)展。為了適應(yīng)平衡施肥的需求,國家農(nóng)業(yè)部要求到2010年我國肥料的復(fù)合化率要達到50%左右,復(fù)合肥的年產(chǎn)量將達到2500萬噸以上(折純)。據(jù)此以復(fù)合肥平均有效養(yǎng)分35%計,按照防結(jié)塊劑添加量為復(fù)合肥實物量的0.1~0.15%估算,我國復(fù)合肥生產(chǎn)年需求防結(jié)塊劑約7~11萬噸。

3 技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

影響復(fù)合肥結(jié)塊的因素很多,如水份超標、熱包裝、原料搭配不科學(xué)、顆粒小、粉末多、高壓堆放等,企業(yè)可針對性的采取加強產(chǎn)品粒度控制、科學(xué)造粒技術(shù)、改善貯存條件等措施。但國內(nèi)外大量科學(xué)研究和工業(yè)化實際生產(chǎn)充分證明:通過加入防結(jié)塊劑,改善晶體表面性質(zhì)是防止復(fù)合肥結(jié)塊的一種Zui有效、Zui科學(xué)、Zui簡便和Zui經(jīng)濟的方法。

20世紀70年代,國外Zui初使用包裹油技術(shù)防止復(fù)合肥結(jié)塊:于400c溫熱復(fù)合肥表面,在包裝崗位前的撲粉機內(nèi),噴施滑石粉、石膏粉等粉狀潤滑包覆材料,以防止復(fù)合肥結(jié)塊。但此類撲粉存在防潮、防結(jié)塊效果不良,嚴重污染環(huán)境。90年代法國學(xué)者l.納瓦斯庫斯發(fā)明了以油、蠟類熔融物處理復(fù)合肥的技術(shù),但產(chǎn)品顆粒強度低,粉化的缺陷也未得到解決。芬蘭t.阿恩納斯發(fā)明了在礦物油中溶入氨基二羧酸鹽包裹復(fù)合肥的處理技術(shù),雖然可得到較滿意的防潮、防結(jié)塊效果,但是采用的原料生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)使用不方便、采用大量溶劑又不安全,故難以實際應(yīng)用。日本倉田篤三則認為直接使用0.01%~0.1%的酰胺類化合物作為主要防結(jié)塊劑,但這類物質(zhì)價格十分昂貴。西班牙發(fā)明的水溶性“花王”化肥添加劑,因產(chǎn)品為乳油粘糊狀,在包裝、運輸和使用均不方便,且這些外包裹油技術(shù)都存在設(shè)備投資大、占用場地多、大量使用礦物油、成本高等弊端。

國內(nèi)許多公司也在生產(chǎn)銷售復(fù)合肥防結(jié)塊劑產(chǎn)品,但都是固體和膏狀物,使用時需用機械油溶解或加熱熔融,既消耗能源,又操作復(fù)雜不便;同時因組分中多含有一定量的石蠟、機械油、聚乙烯、十八胺、二十二胺等疏水性物質(zhì)及高分子聚合物,這些物質(zhì)不易生物降解,長期使用會造成土壤污染;十八胺或二十二胺類化學(xué)物質(zhì)雖經(jīng)長時間后可生物降解,但分解后會生成含有亞硝胺類致癌物質(zhì),進而通過生物鏈嚴重影響人畜健康。

常用的防結(jié)塊劑可分為4類:1)惰性粉末,如高齡土、二氧化硅、硅藻土和滑石粉等;2)無機鹽,如硫酸鋁、硝酸鋁(鎂)或多磷酸銨(鉀)等;3)非表面活性的有機化合物,如石蠟、聚烯烴與氯硅烷等;4)表面活性劑型,有陰離子型、陽離子型和非離子型。利用惰性粉末作為防結(jié)塊劑,添加量一般較大,對產(chǎn)品質(zhì)量造成較大影響,并由于防結(jié)塊能力欠持久而逐漸被淘汰;無機鹽類防結(jié)塊劑使用量較大,添加工藝復(fù)雜,使用成本較高,難以被生產(chǎn)企業(yè)普遍接受;非表面活性類有機化合物防結(jié)塊劑功能單一,使用效果一般。

目前,國內(nèi)外使用Zui多的是表面活性劑類防結(jié)塊劑,該類防結(jié)塊劑可以有效降低顆粒表面溶液的表面張力,使毛細管吸附力降低,還可吸附于晶體表面形成疏水層,阻礙晶體與大氣的水分交換,從而起到防結(jié)塊效果。Zui近的科學(xué)技術(shù)研究表明:單純使用表面活性劑作為防結(jié)塊劑,雖然能降低物體的吸濕性,但其機械隔離作用不強,不能長久地防止晶粒間連結(jié)點的形成。因為包裝完的復(fù)合肥不可能完全干燥、冷卻,從而導(dǎo)致包裹后的復(fù)合肥顆粒內(nèi)層和表層的含水量、溫度等性質(zhì)并不完全一致。在隨后的存儲過程中,內(nèi)部的水分會向表層擴散,同時水分中溶解的一些鹽類會隨水分一起向外擴散,當鹽類擴散到表面時就有可能沖破表面活性劑類防結(jié)塊劑形成的防護膜;同時顆粒的熱交換會使顆粒的體積發(fā)生變化,也會使防護膜遭到破壞;另外某些化學(xué)反應(yīng)在生產(chǎn)工序中還沒有徹底完成,這些反應(yīng)會在存儲過程中繼續(xù)進行,也可加大顆粒內(nèi)外的水分、溫度差異,加大對防結(jié)塊劑形成防護膜的破壞;還有在儲運過程中,顆粒間的擠壓作用也是防護膜的因素之一。如果防護膜遭到破壞,防結(jié)塊劑的功效就會喪失,結(jié)塊又將發(fā)生。所以,如何保證防結(jié)塊劑成膜的堅固性和顆粒的穩(wěn)定性就成為高效、理想防結(jié)塊劑開發(fā)的技術(shù)關(guān)鍵。

4 技術(shù)的先進性和項目產(chǎn)品的特點

北京科普基業(yè)精細化工科技有限公司聯(lián)手北京理工大學(xué)推出的kjff-viii型液態(tài)復(fù)合肥防結(jié)塊劑配方先進,達國際領(lǐng)先水平,且有綠色和環(huán)保特點。產(chǎn)品常溫下為液態(tài),使用時無需添加機油作溶劑,可直接噴涂在化肥表面,操作簡便,無需添加專用設(shè)備,可有效降低游離水的表面張力,阻隔顆粒間晶橋的形成,在顆粒狀復(fù)合肥(高氮復(fù)合肥、廣譜型復(fù)合肥、硝酸銨、磷酸一銨、磷酸二銨等產(chǎn)品)的防結(jié)性能、改善產(chǎn)品外觀上已達到國外同行業(yè)先進水平,國內(nèi)外都處于領(lǐng)先地位。

4.1使用kjff-viii 型液態(tài)復(fù)合肥防結(jié)塊劑能給廠家復(fù)合肥產(chǎn)品帶來的優(yōu)勢

對于目前國內(nèi)復(fù)合肥廠家Zui常用的含有機油的防結(jié)塊劑在機油溢出后被化肥顆粒吸收,機油對作物發(fā)芽、根系有嚴重危害,大田小苗根系與機油接觸后輕則枯萎、重則死去,水田施肥后可見水面有油污的痕跡,不但稻苗受害,對水質(zhì)和環(huán)境也產(chǎn)生了污染,長期使用對環(huán)境的污染日益嚴重。使用上述防結(jié)塊劑,在日益重視環(huán)境保護的現(xiàn)在和將來,會使生產(chǎn)的復(fù)合肥產(chǎn)品失去競爭的優(yōu)勢。

北京科普基業(yè)精細化工科技有限公司推出的kjff-viii型液態(tài)復(fù)合肥防結(jié)塊,采用了性能優(yōu)良的模材料,這是一種具有良好的成膜性、粘接力和水溶性的可生物降解的特種材料,同時也是一種優(yōu)良的土壤改良劑。使用kjff-viii型液態(tài)復(fù)合肥防結(jié)塊,會使廠家的復(fù)合肥產(chǎn)品具有綠色化肥的特點,這會在激烈競爭的復(fù)合肥市場使貴公司的產(chǎn)品更具競爭力。

4.2 突出特點

kjff-viii型液態(tài)復(fù)合肥防結(jié)塊為無色透明的粘稠液體。由于采用了性能優(yōu)良的膜材料,能在復(fù)合肥表面形成一層抗水保護膜,所以具有出色的防結(jié)塊和改善產(chǎn)品外觀效果,這層保護膜又具有很好的水溶性和可生物降解性,能在土壤中快速分解使土壤改良。每噸復(fù)合肥處理成本低,與傳統(tǒng)復(fù)合肥防結(jié)塊劑胺片相比,使用方便,使用時無需添加機油作溶劑,可直接噴涂在化肥表面;化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,無毒、無異味、無腐蝕性、不易燃、對環(huán)境無污染,長期儲存不變質(zhì)。本技術(shù)產(chǎn)品的突出特點表現(xiàn)為:(1)液體產(chǎn)品,使用方便。無需添加其他助劑,不用加熱,直接使用,在裹滾筒肥料入口處,噴涂在肥料表面包裹均勻即可;(2)防結(jié)塊和抑制粉塵能力強,提高產(chǎn)品顆粒強度和改善外觀質(zhì)量效果顯著;(3)防吸濕性好,穩(wěn)定肥效,有緩釋功能;(4)不影響肥料養(yǎng)分,無毒、無異味、無腐蝕性、不易燃、對人體無害、對環(huán)境無污染;(5)性質(zhì)穩(wěn)定,長期儲存不變質(zhì);(6)適用范圍廣,可用于顆粒狀復(fù)合肥,如高氮復(fù)合肥、廣譜型復(fù)合肥、硝酸銨、磷酸一銨、磷酸二銨等產(chǎn)品;(7)生產(chǎn)簡單,成本低廉;(8)用量少:一般使用量為0.8~1.5kg/噸實物肥。

5 綜合評價結(jié)論

本技術(shù)是在吸收國內(nèi)外先進技術(shù)和經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,經(jīng)過多年的深入研究和應(yīng)用實驗,采用計算機均勻設(shè)計與調(diào)優(yōu)軟件進行配方設(shè)計與優(yōu)化,通過科學(xué)先進的復(fù)配和增溶技術(shù),并在配方中還加有膜增強劑、顆粒穩(wěn)定劑、抗粘連劑、晶控劑等,制備成了具有顯著協(xié)同效應(yīng)的新型液體防結(jié)塊劑。產(chǎn)品適用于顆粒狀復(fù)合肥,如高氮復(fù)合肥、廣譜型復(fù)合肥、硝酸銨、磷酸一銨、磷酸二銨等,不僅能有效防止肥料結(jié)塊,同時具有提高顆粒強度、抑制粉塵的功效,并使復(fù)合肥產(chǎn)品的外觀粒度更加均勻、光滑度更好、更富光澤性。各項性能指標優(yōu)于目前國內(nèi)外市場上的同類產(chǎn)品,達到了國際領(lǐng)先水平。

 


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