化肥工业是我国农业发展的基本保证,化肥生产已在我国占据主导地们,其产品的储存、运输、使用有一定的周期,粉状化肥已不适应于生产发展的需求,基本上都以粒状产品出产,采用何种包裹剂防止粒状化肥结块,是一个普遍问题。多年来先后使用过滑石粉、沸石粉、膨润土以及硅藻土等非金属矿粉作包裹剂,经工业实践的筛选,硅藻土粉得到了充分肯定。我国硅藻土资源矿产丰富,中、低品位的硅藻土含量占据主导地位,有条件推广化肥包裹剂的应用。
1、硅藻土粉化肥包裹剂的功能作用和理化性质
1>硅藻土的微观结构 硅藻土能成为良好的化肥包裹剂,其主要因素是由于硅藻土中保存了大量硅藻壳体具有的特殊孔结构以及活性非晶质SiO2构成的壳壁。这些分布在壳壁上的微孔是均匀吸附农药或化肥的物理条件,其主要孔半径分布范围为500—8000A,孔体积分布范围为0.45-0.98cm3/g,比表面积为19-65m2/g。硅藻土粉体一经包裹化肥颗粒,就明显地形成内外两个界面。在内界,直接与化肥接触,由于硅藻土中活性非晶质SiO2中Si—O键的不饱和性和有紊乱性,它能与NH4+、PO43-等形成很强的化学吸附。在外界,硅藻土壳壁丰富孔隙的大表面性质使其具有很宽的耐湿性能,能吸收本身质量2-4倍的水分。正是由于这种内界的强化学吸附作用和外界很宽的耐湿性能,有效地防止了被包裹颗粒的结块。理论上,良好包裹的化肥颗粒,可以长期敞开堆放而不会吸湿结块。
2>粒度 粒径与硬度是硅藻土作为包裹剂的主要指标之一。粒径的大小直接影响了产品的质量。一般粒径越小,涂敷在化肥表面的硅藻土就相对比较均匀,涂敷消耗量也较少。试验证明,用不同粒径的硅藻土粉作为包裹剂,其结块防止率也有明显差别。在水分为0.18%的粒状硝铵中分别加入0.5%的不同平均粒度的硅藻土,混合后加入0.5%水合性物质硫酸锌铵,进行防结块处理,附着率和结块防止率测定结果见表
硅藻土平均粒径与附着率和结块防止率的关系
硅藻土平均粒径/μm |
5 |
10 |
15 |
20 |
水合性物质的附着率/% |
85 |
76 |
44 |
30 |
结块防止率/% |
94 |
85 |
55 |
44 |
为了保证化肥的结块防止率,选用平均粒径在10μm以下的硅藻土粉作为包裹剂较好。硅藻土的硬度是使涂敷层牢固持久的主要因素,硅藻壳壁最大莫氏硬度一般在4.5-5.5之间,经过焙烧粉碎,其硬度可增大到5.6-6.0.该粉体一经涂敷,就在化肥颗粒外形成一个坚硬的弹性外壳,在长期的储存及运输中不会像滑石粉一样再次粉化脱离。
3>密度 硅藻土的密度是反映硅藻颗粒堆砌状态的一种性质,它与硅藻颗粒的粒径分布和孔隙有关。质量较好的硅藻土,堆密度只有0.32-0.45g/cm3.质量较差的硅藻土,堆密度为0.50-0.85g/cm3,一般堆密度都小于1g/cm3,属于很轻的粉体。从吸附性能来看,一般堆密度小的硅藻土其吸附性好,但原土价格较高。综合经济效益因素来考虑,化肥包裹剂以选用堆密度在0.45-0.75g/cm3的中、低品位硅藻土为宜。如果用于包裹化肥的硅藻土堆密度小,其用量也就可以相对减少,少量的添加物才能可以保证化肥的不被稀释。
4>化学稳定性 硅藻土粉具有较好的化学稳定性和热稳定性。尤其是在酸性环境中,其化学性质是比较稳定的,除氢氟酸外,硅藻壳体不溶于其他强酸。此外,硅藻土在900℃以下焙烧,其硅藻壳体结构不发生变化,晶型不发生转变。以上两个性质也是硅藻土作为化肥包裹剂的必备条件,从而保证了经过包裹的化肥,其化学成分不会发生改变。
信息提供:硅藻土粉