硫酸鉀鎂肥轉(zhuǎn)鼓造粒工藝的研究

王 凱

(國投新疆羅布泊鉀鹽有限責(zé)任公司，新疆 哈密 839000)

目前，硫酸鉀鎂肥造粒采用的是小型對輥式擠壓機(jī)進(jìn)行造粒，該套系統(tǒng)生產(chǎn)過程粉塵大、物料消耗高、單機(jī)臺數(shù)多、設(shè)備故障率高、勞動強度大且用人較多，因此導(dǎo)致生產(chǎn)成本偏高。產(chǎn)品外觀不規(guī)則不能在BB肥中使用，導(dǎo)致銷售具有一定局限性。 轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)是復(fù)合 ( 混) 肥生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備之一，適用于冷、熱造粒以及高、中低濃度復(fù)合肥的大規(guī)模生產(chǎn)。試驗利用硫酸鉀鎂肥物料特性依據(jù)小試試驗結(jié)果進(jìn)行試驗，目的是為工業(yè)生產(chǎn)裝置提供設(shè)計依據(jù)，考查設(shè)備放大后的造粒效果，為將來工業(yè)化設(shè)計及生產(chǎn)提供重要的參數(shù)。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗材料

試驗原料采用由鉀混鹽轉(zhuǎn)化而成的軟鉀鎂礬硫酸鉀鎂肥半成品。

1.2 主要設(shè)備

YHKC-2A型顆粒強度測定儀(量程0 N～200 N，精確度0.1 N，姜堰市銀河儀器廠)；101-2ABS烘箱(北京光明儀器廠)；標(biāo)準(zhǔn)篩(中國航空工業(yè)540廠)；自制整形機(jī)，自制轉(zhuǎn)筒造粒機(jī)。

1.3 試驗方法

將含濕率15%～19%的硫酸鉀鎂肥半成品物料輸送至自制整形機(jī)，將不成形的物料通過整形機(jī)整形成具有一定規(guī)則形狀的顆粒，整形后的顆粒輸送入轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)，經(jīng)過轉(zhuǎn)筒筒體的旋轉(zhuǎn)運動，使物料粒子間產(chǎn)生擠壓力團(tuán)聚成球，造成球形狀顆粒。取篩上物烘箱烘干后得到硫酸鉀鎂肥顆粒。工藝流程圖見圖1。

圖1 轉(zhuǎn)鼓造粒工藝流程圖Fig.1 Process flow chart of rotary drum granulation

2 結(jié)果與分析

2.1 自制整形機(jī)不同篩網(wǎng)孔徑對轉(zhuǎn)鼓造粒效果的影響

將含濕率穩(wěn)定的硫酸鉀鎂肥，通過更換自制整形機(jī)不同孔徑篩網(wǎng)2.0 mm、2.5 mm、3.0 mm的條件進(jìn)行試驗，試驗過程造粒機(jī)轉(zhuǎn)速保持不變。通過觀察成型情況，測量顆粒的成型率，結(jié)果見表1。整形機(jī)3.0 mm孔徑的篩網(wǎng)自身粒度較大，經(jīng)過轉(zhuǎn)筒滾動后易滾成大顆粒，影響造粒成型率；2.0 mm孔徑的篩網(wǎng)自身粒度偏小，經(jīng)過轉(zhuǎn)筒滾動后由于預(yù)整形顆粒初始強度較低，易粉碎亦影響成型率；故2.5 mm的自制整形機(jī)的篩網(wǎng)孔徑為最佳孔徑。

表1 整形機(jī)不同篩網(wǎng)孔徑對造粒的影響Tab.1 Influence of different screen aperture of shaping machine on granulation

2.2 物料含濕率對轉(zhuǎn)鼓造粒效果的影響

以硫酸鉀鎂肥物料含濕率15.0%、16.0%、17.0%、18.0%、19.0%的比例來進(jìn)行試驗，觀察試驗過程中物料含濕率對造粒效果的影響。結(jié)果見表2，含濕率對成型率的影響呈遞增狀，在含濕率19%時水分過大易于滾成大顆粒，影響成型率，故當(dāng)混合后物料含濕率為18%時是試驗的最佳條件。

表2 物料水分對造粒效果的影響Tab.2 Influence of material moisture on granulation effect

2.3 轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速對轉(zhuǎn)鼓造粒效果的影響

將含濕率18%的鉀鎂肥半成品物料，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速10 r/min、12.6 r/min、15.6 r/min、18.6 r/min的條件進(jìn)行試驗。試驗過程中物料含濕率，自制整形機(jī)的篩網(wǎng)孔徑不變。通過觀察成型情況，測量顆粒的成型率。結(jié)果見表3，轉(zhuǎn)速太快時，會將大量的預(yù)整形顆粒破壞，轉(zhuǎn)速太低時，預(yù)整形的顆粒被轉(zhuǎn)筒帶到一定高度滾動易粉碎，同樣影響成型率，故15.6 r/min的轉(zhuǎn)速為最佳轉(zhuǎn)速。

表3 轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速對造粒效果的影響Tab.3 Influence of rotary speed on granulation effect

2.4 不同烘干溫度不同時間對顆粒強度的影響

因轉(zhuǎn)鼓造粒后的顆粒強度較低，不便于運輸堆放，故將試驗完成的顆粒進(jìn)行篩分，在50 ℃、75 ℃、100 ℃、125 ℃、150 ℃、175 ℃的條件下分別烘干5 min、10 min、20 min、30 min，測量顆粒的強度。結(jié)果見表4，150 ℃烘干10 min的強度20.1 N即可滿足顆粒堆放條件。

表4 轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速對造粒效果的影響Tab.4 Influence of rotary speed on granulation effect

3 試驗結(jié)論

1)整形機(jī)篩網(wǎng)孔徑2.5 mm、混合后物料水分18%、轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速15.6 r/min、烘干溫度150 ℃ 10 min為轉(zhuǎn)鼓造粒生產(chǎn)硫酸鉀鎂肥的較優(yōu)生產(chǎn)條件，通過此法可得到圓整度較好、顆粒強度較大、成型率高的顆粒硫酸鉀鎂肥。

2)試驗取得了可靠的工藝、設(shè)備參數(shù)，為技術(shù)改造設(shè)計提供依據(jù)轉(zhuǎn)鼓造粒系統(tǒng)能夠有機(jī)的與硫酸鉀鎂肥生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)合，工藝控制穩(wěn)定、系統(tǒng)操作簡單、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、系統(tǒng)流程短、容易實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。