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1、上海农业学报1 994,10(增刊):2225ActaA犷icul tur aeShanghai有机一无机型颗粒复合肥的生产工艺 及挤 压式造粒颗粒肥的某些 理 化特性姚政赵 京音(上海市农业科学院环境科学研究所,上海Zono6 )摘要有 机一无机型复合肥,是消纳农业有机废 弃物、提高 有机肥使用价值的一种新型肥 料。经试验比较,挤压式造粒工艺不受有机原料比例影响,较适 合于有 机一无机型颗粒肥生产,在本试验中,有机 原料在1 0 %4 0%比例范围内,均 可用挤压方 式实现造粒;有机 原料比例 越大,颗粒 肥 的总养分含量越低,但肥料 中有机养分比例、有机质含量随 之提 高;有机原 料的加入
2、能提高和改 善颗粒肥的物理性 状,且能使颖粒肥具有生物和物理性的缓效作用。关镇词有机一无机型复合肥;颗粒肥;造粒工艺;理化特性;缓效作用有机一无机型复合肥,是消纳农业有机废弃物(畜禽粪、作物秸杆等),提高有机肥使用价值的一种新型肥料。这种肥料养分含量全、肥效平缓、并能培肥地力,具有有机肥 和无机肥双重的肥效特性,特别适合需肥时间长、要求高的经济作物施用。目前,我国大陆各地结合畜禽粪处理利用已开发了多种这类肥料。本文对有机一无机型颗粒复合肥的生 产工艺和挤压式造粒生产的有机一无机型颗粒肥的理化特性作了一些探讨、研究,本文报道其结果。1.有机一无机型颗粒复合肥生产工艺的选择目前,我国大陆以二次加工
3、方式生产颗粒复合肥,通常采用转鼓式造粒和挤压式造粒两种方法 l j。有机一无机型颗粒肥也主要沿用这两种造粒法进行生产。1.1转鼓式造粒法此法在造粒过程 中,通过向转鼓内喷一定量水蒸汽,使粉状物料相互粘结、形成颗粒。转鼓式造粒法生产的颗粒肥呈圆球状,粒径较一致,外观与进口颗粒肥相似,较受农民欢迎。但用转鼓式造粒法生产有机一无机型颗粒肥时,由于有机、无机原料的比重相差甚大,容易造成原料分级,使得成品颗粒肥中养分分布不均匀、颗粒的强度减小,尤其是在有机成分比例比较大的情况下。据我们试验,用转鼓式造粒法加工有机一无机型复合肥,有机原料 的最大加入比例为2 0%。另外,转鼓式造粒法所需设备的投资比较大。
4、1.2挤压式造粒法此法通过机械的挤压,将物料从一定孔径的模板中挤出,形成一定直径的圆柱状颗粒。颗粒的直径,可随调节造粒机模板的孔径而变化,一般直径在310m m。挤压式造粒不易产生原料分级,比较适合于有机一无机型颗粒肥的生产,特别适合于生产有机成分比例较大的颗粒肥。另外,挤压式造粒法所需的设备投资较小。从我国大陆已经开发的有机一无机型颗粒复合肥产品看,大多数有机原料比例过低,一般收稿日期:19 94一04一2 9初稿;1 9 94一07一11修改稿。增刊姚政等:有机一无机型颗粒复合肥 的生产工艺及挤压式 造粒颗粒肥的某些理 化特性2 3均簇2 0%。这里部分可能是受造粒工艺的限制,而主要可能是
5、受化工部规定的“二次加工生产的复肥总养分不能低于 2 5%”影响,不得不降低有机原料的比例。我们认为:有机一无机型复合肥是一种适合现代农业、给土壤补充有机质、消纳有机废弃物 的重要手段,这种肥料中应以有机成分为主,适当辅以无机成分;另外,从加入有机原料的目的来说,有机原料的比例过低,也不能充分地发挥有机肥养分全、肥效平缓及其培肥地力等特有的作用。因此,在衡量有机一无机型复合肥养分含量和纯无机复合肥养分含量时,不应该用同一标准。基于上述认识。我们用挤压式造粒法生产了不同有机、无机原料比例的颗粒肥,并测定了对颗粒肥的一些理化性状。2.试验设计2.1颗粒复合肥的制作本项工作选用上海申宝鸡场鸡粪处理厂
6、好氧发酵后的干鸡粪作为有机肥原料,用 目前国内普遍使用的化肥品种:尿素、碳按、硫按、过磷酸钙、氯化钾按一定比例混合作为无机肥原料。用环模挤压式造粒机制成直径3m m、含(l )有机肥1 0 %、无机肥 9 0%;(2 )有机肥 2 0%、无机肥80%;(3 )有机肥3 0 %、无机肥7 0%;(4 )有机肥 4 0%、无机肥6 0%4种有机一无机型复合肥料。工艺流程 见图1碳碳铁铁铁尿素Urea a a幽幽- 硫 铰Am moniumsulf ate e e抓抓抓抓抓抓抓抓抓抓抓抓抓抓抓化 钾Potas siumehloride e ef f f兔 1 1 1 压1 1七月! .t lJI .
7、 1 1 1 1 1 1 1b b b ie arbo nate e e e e e e过过琪酸钙钙 S S Superpho sP hate e e干干鸡粪Dr ie d d d d d棍合n n n n n挤压造 粒粒粒成品品e e ehiekenma nur e e e e eMixingl l l l l lGran ulating g g g gProduet t tb b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b bye xtrusio n n n n ntomarket t t图1工艺流程F ig.1Te ehn olog iealp
8、r o c e ss2.2月巴料理化性状测定2.1.1基础物料成分浏定有机肥原料用开氏消化、蒸馏定氮、铝黄比色测磷、火焰光度法测钾、灼烧法测有机质含量。无机肥原料的成分根据商品说明计量。2.2.2领杜复合肥的物理性状测定用 WZ一2允许膨胀压缩仪测定肥粒的硬度;用饱和盐溶液维持2 5、8 0%相对湿度、72 h测定肥粒吸湿性;测量肥粒体积、重量,计算表观比重。3.结果与分析3.14种不同原料比例的颗粒复合肥的养分特征本项工作设计的4种不同有机、无机原料比例的复合肥均能在环模挤压式造粒机上实现,以上各项理化性状测定方法,因已掺人有机肥,与Z BG2 10 OZ一8 7部颁专业标准方法 有一定出人
9、。主要供本项工作 中 作相对比较用,不作肥料的商品性状评定用。上海农业学报10卷造粒。其各种养分含量见表1。农14种不同原料比例的诬合肥的养分含t.Table1Nutdente o ntentsof fourgranulare omp le xfer till跳r swlt七d lfferentr ate sofor ga nleandchel n lcalmateria ls有机肥与无机肥 的百分含童 pe r e entagesof 0.F.and C.F._ineomplexfe rtiliZ erN有机肥中养分(%) Nutrientsin0.F.无机肥中养分(%)Nutrientsi
10、nC.F.总养分(%) TotalnutrientsKZO0.MNPZOSKZONPZOsKZOO.MOJ 八JXt厂口月 了UO了月了. 月卜内勺巴J八j心U拓b,内 叼月 了了n4,1. bl匀4八. bo 乙一匕4r工,n 乙月了八jC几b八J tl,工A工. 00,l,且10%20%30%4 0%0.F.0.F.0.F.0.F.90%80%70%60%C.F.C。F.C.F。C.F.0。1 60.3 20.480.6 41。261.8 82.5 014。121 2。5510。987。8 514.2 86.387.1 66.1 2.8 76.326.761 2.1 1.4 66.3 16
11、。3 818.8.4 95.6 75。2324.,0.F.为有机肥(Organiefertiliz er);C.F.为无机肥(Chemie al fe rtilize r),随着有机成分增加,成品复合肥中总养分含量有所降低;但总养分 中的有机养分比例则逐步提高。有机原料的养分大多需经微生物分解才能成为作物的有效利用态,因此,这部分养分的实际效果比无机养分缓效,从而使有机一无机型复合肥具有双重的肥效特征。调节有机、无机原料比例,将能制成各种适合不同作物吸肥特性的有机一无机型复合肥。另外,随着有机成分增加,成品复合肥中有机质含量逐步提高。虽然,这部分有机质并不能向作物直接提供营养元素,但有机质是所
12、有土壤微生物活动的能量来源,而土壤中许多养分的转化均依赖着微生物的活动。因此,可以认为有机质也是作物的一种间接营养物质;有机质分解的中间产物不仅是土壤保持良好结构的重要物质,而且某些中间产物对作物生长还具有促进作用闭。因此,我们认为,不能简单地以总养分含量来评价这种有机一无机型复合肥料 的性能。而应该把它的有机养分、无机养分的比例,以及有机质含量都看作是这种新型肥料的重要指标。3.24种不同原料比例的颗粒复合肥的物理特性有机一无机型颗粒复合肥,都是以二次加工方式所制成。这种肥料的物理性状如何,将直接影响到肥料的贮运、施用性能,对其能否成为商品肥料被农户接受,起着重要作用。本项研究中的4种原料比
13、例的颗粒复合肥是 由同一台挤压式造粒机所制得,据对它们的粒长、硬度、比重、吸湿性等一系列物理性状分析测定的结果(表2 )表明,随着有机成分比例的增大,成品颗粒复合肥的粒长、表观比重均有所增大、强度提高。这说明有机原料的加入,能提高成品复合肥的压延性能,增大颗粒复合肥的致密性。从而提高了颗粒肥的强度,这可能是由于在挤压造粒过程 中,有机物料受摩擦热影响产生胶粘和可塑性,使物料易于相互紧密结合之缘故。表24种不同原料比例的箱粒肥的物理性状Tab leZP勿sic a leb ar aeter soff ourgra nulare omPle xfer till耽r s初th d if fer en
14、trate sofor ga niea ndchemi改1f er tiliz er sPere entagesof0.F.andC.F.长度(mm )表观比重(g/em3)硬度(kg/em吸湿性(%)infertiliz erLengthAp par entspe eifiegra vltyHardn e s sHygros e oPieity一匕内hOJ,100LOJ ,0O司. O口d J q O , d o O0浦b,1OJ 一匕门八二. 亡J tl0 0 11.工10%20%3 0%40写0.F.0.F.0.F.0.F.90%8 0写7 0写60%C.F.C.F.C.F.C.F.7.
15、3 77.788.6 98。896062626 4,0.F.为有机肥(Organiefertiliz er),C.F.为化肥(C hemie al fe rtilizer).本项研究工作中测定的吸湿性,是以2 5、8 0%相对湿度条件下,成品颗粒肥7 2h里吸收增刊姚政等:有机一无机型颗粒复合肥的生产工 艺及挤压式造 粒颗粒 肥的某些理化特性2 5水分占自身重量的百分比(%)表示。从表2的数据中可见,4种不同原料比例颗粒肥的吸湿性也发生有规律的变化,即随着有机原料比例的增大,颗粒肥的吸水率减小。这一现象与颗粒肥的其它物理性状有关,有机原料比例越大,颗粒越致密,水分渗透率就越低,吸水率便越小。根
16、据不同原料比例的颗粒肥的吸 湿性变化推断,由于有机原料比例越大,颗粒肥的吸湿性越小,颗粒肥内部的养分溶解释放速率也就可能较慢,即可能使颗粒肥具有一定的物理性缓效作用。总之,以挤压式造粒的有机一无机型颗粒肥的物理性状,随着有机成分的增加而有规律地变化,这些变化将有利于提高肥料的贮运性能和商品性能。4.结论4.1挤压式造粒法,不易使不同的物料产生分级,比较适合于 生产有机一无机型颗粒复合肥,尤其适合于生产高有机原料比例的颗料复合肥。4.2本项工作所选用的有机原料在1 0%4 0%的范围内,都能以挤压式方法实现造粒。有机原料比例越高,总养分含量就越低,但总养分 中的有机养分比例和有机质含量则越高。4.3有机原料比例越大,颗粒复合肥的粒长、表观比重、硬度均随之提高,吸湿性变小。有机原料的加入能提高颗粒复合肥的贮运性能和商品性能。4.4有机一无机型颗粒复合肥,除其中的有机成分使之具有一定缓效作用外;有机原料的加入还改变了成品的物理性状,因而,成品复合肥还具有一定的物理性缓效作用。参考文献1黄广惠,陈观光,莫停等译
