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复合肥挤压造粒技术及工艺

王宇航赵玉良崔冬

(中国重型机械研究院有限公司、陕西西安710032)

摘要：阐述了复合肥造粒技术概况、挤压造粒原理及其影响因素，介绍了挤压机的主要性能参数及挤压造粒法的基本工艺流程，并指出了造粒技术的发展方向。

关键词：复合肥；挤压造粒；挤压机；工艺流程

Makinggranuletechnologyandprocessofcompoundfertilizer

WANGYu-hangZHAOYu-liangCUIDong

Abstract:Thispaperelaboratedthegeneralsituationofmakinggranuletechnologyofcompoundfertilizer,theprincipleofpressandmakinggranuleandtheirinfluencefactors.Italsoproposedthemaintechnologyfunctionofextruderandtheprocessflowofpressandmakinggranule.Furthermore,itpointedoutthedirectionofmakingthegranuletechnology.

KeyWords:compoundfertilizer;pressandgranule;extruder;processflow

1前言

现代化农业是精耕细作的农业,需要施加各种复合肥。化肥生产技术在近些年发生了很大的变化,低养分的产品越来越不受欢迎,而高浓度、复合养份肥料成为市场的主流。以前,高浓度养份肥料都是细粉状的,在贮存、运输时原料会分层或结块；另外,粉状肥料施用时,相当多的肥料会被风吹走,或被雨水从植物根部冲走,肥效释放过快,造成很大的浪费。为了克服以上的不足,使粉状肥变成易于运输和使用、并具有缓释功能的颗粒肥,需要使用造粒技术。复合肥造粒技术由此应运而生并且得到了迅猛的发展。

传统的复合肥造粒采用湿法造粒工艺，湿法造粒工艺也称化学造粒法。自上世纪30年代以来,化学造粒经历了漫长的发展过程。从最初的向造粒器内物料喷洒水发展到喷硫酸、磷酸或氨溶液，然后再干燥处理。在干燥过程中，通过化学反应、溶解物结晶、粘合剂固化而达到造粒效果。湿法造粒工艺能耗高，大部分能量都用于干燥系统，而且有大量的腐蚀性污水排放，污染环境。

与传统的湿法造粒不同，挤压造粒工艺则避免了干燥过程，因而降低了能耗和成本，并且没有污染物排放，是一种节能、环保的造粒工艺。挤压造粒是借助于机械压力而使物料(原则上不起化学反应、并经一定配比的粉料混合物)团聚成型的造粒过程，亦称干法造粒。干法造粒工艺由于节能、环保，近些年得到了长足的发展。

2复合肥的挤压造粒

挤压造粒法在化肥行业上的应用起始于上世纪50年代对氯化钾造粒的研究，直到80年代初，复合肥的挤压造粒法才得以工业化生产并迅速推广。现在挤压造粒工艺已成为复合肥造粒技术的发展潮流。

2.1挤压造粒的工作原理

经过配比的混合物料被强制送入一对大小相等、转速相等、相向旋转的挤压辊辊缝之间，在强大的挤压力作用下，物料被挤压成密实的片料。此片料经破碎、筛分后即可得到所需粒度的颗粒肥料。其基本工作原理如图1所示。

挤压辊一般呈水平布置，一辊固

图1挤压造粒原理示意图

定、一辊浮动(浮动辊即加压辊，由液压缸加载)，一般辊面上有规则排列的形状、大小一致的凹槽、穴孔或凸起，经过配比的粉状物料从上方均匀连续地加入两辊之间，到达加压角(α)内即进入挤压角β(β=1/2α)，物料被强制喂入，一般β=10~15°。随着辊子的连续旋转，物料被挤压，当处于两辊半径连线成水平位置时，压力达到最大（Pmax），然后压力迅速降低，此时成型物料在回弹力的作用下脱离与辊面的贴合，顺利落下进入下一工序。

2.2物料的成型机理

挤压过程中物料的成型机理一般为：物料受到挤压后，其颗粒将进行重排，并排出颗粒间的空气，从而减小物料间的空隙。其过程为：a、物料的重排；b、碎裂；c、塑性流动三个阶段。这几个阶段不一定是顺序进行的，可能穿插发生。挤压的结果：物料的压缩比接近2.5：1，气体的去除率在60%以上。

2.3影响挤压效果的因素

为了得到较好的挤压效果，进料的粒度应是大小不一的，其合适的范围应控制在0.1~1mm。过细的物料(0.1mm)含空气太多，影响成品料片的密实度，而且会对挤压过程产生影响(造成挤压机振动加剧)；过大的物料又需消耗更多的压碎能量。所以要很好的控制进料粒度。

物料的硬度或塑性影响挤压过程所采用