氯化钾产品防结块剂研究

文章 (27) 2022-01-20 19:43:11

钾肥结块问题一直受到钾肥行业的关注,也是影响国产钾肥质量的重要因素之一。结块不仅给钾肥生产企业的贮存、运输带来麻烦,更重要的是给用户造成极大的不便。我国已探明的氯化钾资源主要分布在青海省察尔汗盐湖,约占已探明全国贮量的97%,其表内储量1.45亿吨,工业储量达0.97亿吨。大规模地开发该盐湖生产氯化钾,不但可以缓解国内钾肥市场的供需矛盾,同时也为国家节省大量外汇。但在实践生产和应用中发现,氯化钾产品容易产生结块现象,导致产品性能下降,本文根据无机盐结块理论,对氯化钾结块原因进行了分析,并通过实验制备出对氯化钾可起到有效抗结作用的氯化钾专用防结剂。
一、无机盐的结块机理与防结理论
结块性是物质从松散状态转为团快或整体的一种性质。这种转变不论是结晶物质还是无定形物质,都可能出现。原则上讲,任何粉末或颗粒的无机盐产品都有结块倾向,问题仅在于结块程度有所不同。结块的形成不仅取决于物质本身的性质,而且还取决于它们的存储条件。关于结块机理,目前公认的是晶桥理论和毛细管吸附理论。影响结块现象的因素很多,一方面,结块倾向取决于无机盐的自身性质及状况,如吸湿点、粒度、粒度分布和晶形;另一方面,外界因素对无机盐的结块作用也会产生重要影响,主要包括储存环境下的大气湿度、温度、储存压力和储存时间等。其中吸湿点是最重要的影响因素。通常无机盐的吸湿点低,就容易结块。这是由于无机盐的吸湿点越低,通常其溶解度也越大,在无机盐的表面越容易形成溶液膜。这种溶液的浓度却取决于温度。温度的波动会导致溶液和晶体交替进行。结晶也可以在液膜干燥时进行。在晶体过程中生成新的晶粒起到晶桥的作用,它可以把原始产品的粒子彼此结合在一起,使无机盐逐渐形成大的团块。其强度在很大程度上不仅取决于结晶物质的物理性质,而且还取决于生成新的晶体的形状、厚度和等轴程度等。杂质对无机盐的结块倾向具有显著影响。例如,含有少量氯化镁的氯化钾,具有很强结块倾向。无机盐防结的基本途径一方面改善工艺条件,提高产品的自身品质。但由于受到资源状况、技术条件等因素的制约,这方面往往难以保证;另一方面,对无机盐进行防结工艺处理。较为有效的防结处理主要包括以下措施。
(一)添加惰性无机粉末
被精细粉碎的某些无机粉末,具有较大的比表面积,按适当的比例添加到无机盐中,虽然它不能在无机盐颗粒周围形成连续的惰性膜,但它改变了其周围结晶的溶解形式,使颗粒件的搭桥键易断裂。该方法通常添加量较大,每吨无机盐通常要添加18~45kg或更多才起作用。如果要保证无机盐的纯度,该方法不适宜。
(二)添加疏水性物质
利用疏水性物质对无机盐进行疏水性处理,使无机盐晶粒间形成增水性薄膜,限制颗粒彼此间及周围介质间水份的交换,减少颗粒间相互结合能力,从而降低无机盐的结块性。
(三)无机添加剂防结
在无机盐中加入适当无计添加剂,也可以起到有效的防结作用。其作用机理可能是有许多原因决定的。其中一个重要原因是添加杂质生成结晶水合物,使产品含水量减少。湿度的降低也减少了物质粒子间的晶桥数。杂质的结晶水合物由于容易结合和给出水分,所以它们可以用特殊的缓冲剂,用以调节主要产品与空气之间的水分交换。由于减少了物质从溶液向固液转移过程作用,对无机盐的溶解度影响也可能是降低结块性的另一原因。该方法的操作简便,但对无机盐的选择范围十分严格。
(四)表面活性剂防结剂
表面活性剂可以牢固地吸附在无机盐颗粒表面上,一方面可形成疏水层,使水在颗粒表面上的接触角增大,从而减缓了吸湿性;另一方面,表面活性剂于水后定向排列在固液界面上,可有效地抑制无机盐离子的扩散,并可改变晶形结构。氯化钾防结可以从工艺条件和工艺处理两方面来考虑。进行工艺防结处理时需要首先考虑以下几方面的问题。
1.不能明显降低氯化钾的有效含量。
2.不能影响氯化钾的使用性能,特别是不能造成毒副作用。
3.不能改变生产条件,便于在现有生产线上直接使用。
4.处理成本适当。
事实表明,通常的防结措施和目前市场现有的防结产品满足不了上述条件的要求,需要研制一种高效、用量少、专用于氯化钾的新型防结剂。在各类防结剂物质当中,被认为是最为理想的是一些具有表面活性的物质,不过其针对性强,筛选工作量大。另外,国产氯化钾中往往含有较多的氯化镁,给防结处理带来一定困难。因此,为了消弱和消除氯化镁的影响,在防结剂组成当中,除具有防结作用的表面活性的物质外,还应包含对镁离子具有络合作用的鳌合剂。

THE END

发表评论