介绍了化肥结块的原因和影响结块的主要因素,同时讨论了表面活性剂防结块的机理和各种表面活性剂防结块的效果。并简略介绍了几种表面活性剂的生产方法。
化肥结块问题是化肥工业长期以来致力于解决的问题,特别是碳酸氢铵、硫酸铵、硝酸铵、磷酸铵、尿素和复合肥料等都易发生结块现象。化肥结块严重影响了肥效,并给贮存、运输和使用带来不少困难。例如结块的碳酸氢铵在运输中很容易破包,在26℃~28℃的气温下存放10d,氮素损失可达75.14%。化肥严重结块难以破碎,化肥部分结块对机械施肥不利,小块化肥容易堵塞喷头,这些都会给施肥带来严重不便。因此,解决化肥结块问题是提高化肥产品质量的重要途径。
表面活性剂作为防结块剂,其主要作用是能将化肥颗粒表面由亲水性转变成疏水性,阻止水分交换,保护颗粒不受外界潮气的影响;降低溶液的表面张力,从而降低晶体物对溶液的毛细管吸附力;改善化肥结晶习性,大大降低化肥晶体的界面能,抑制成核作用,改进晶体的生长。
以碳酸氢铵化肥用防结块剂十五烷基磺酰氯为例可充分说明其防结块机理。在生产过程中,十五烷基磺酰氯加入碳化系统后,与氨水反应生成十五烷基磺酸铵阴离子表面活性剂。在参与碳酸氢铵结晶的形成和生产过程中吸附在结晶的晶面上,改变了结晶习性,有效地控制晶核的形成和促进核的生长,因而能增大结晶的粒度。其原理是表面活性剂在碳化氨水液中形成乳状液,其中存在着一定数目、有多个阴离子组成的胶团。
由于胶团表面及附近的NH4+浓度比远离胶团处的NH4+浓度大得多,通入变换气后碳酸氢铵晶核首先在胶团的附近形成,这样晶核形成的数目将被胶团所控制,有利于结晶长大。同时表面活性剂在碳酸氢铵微晶的表面上,以亲水基接触在碳酸氢铵颗粒表面而形成选择定向吸附,使界面被疏水基覆盖显示疏水性,这样可防止化肥成品与空气中水气接触,使界面状态性质发生显著变化,有效防止晶体间黏接,从而达到良好的防结块效果。