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化肥助劑行業發展分析

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(1)化肥結塊現象和理論推動了化肥助劑產品的出現(20 世紀70 年代)自化肥產生以來,吸潮、結塊與粉化問題一直是影響化肥質量的重要因素。關于肥料結塊與粉化的機理十分復雜,目前還沒有完整統一的理論,其中最主流的是“晶體橋連理論”和“毛細管吸附理論”。晶體橋連理論主要用于解釋溫度和濕度相對較高環境下的結塊現象,該理論認為:對等待包裝的產品而言,在溫度和濕度相對較高的環境下,會表現出較明顯的“晶橋粘連”特性,即肥料復鹽“溶解-結晶”反復產生,最終導致化肥吸潮、褪色、結塊及粉化?!懊毠芪嚼碚摗敝饕糜诮忉屜鄬Ω稍锃h境下的結塊現象,該理論認為:肥料顆粒內部微細粒子排列形成一定數量的毛細管,毛細管內部液體表面存在著一定的吸附力,吸附力推動液體從顆粒內部向外部擴散,而肥料顆粒外部環境相對濕度較低會形成一定程度的蒸發效應,導致內部的飽和溶液擴散到外部被蒸發或者重結晶,最終導致表面發霉、褪色、泛白,嚴重時出現結塊、粉化?;式Y塊問題導致了對防結劑的需求,而結塊原理的突破,則使得防結塊類化肥助劑產品的推出成為可能。
(2)傳統產品階段(從20 世紀70 年代起到20 世紀90 年代)為解決化肥結塊問題,出現了一系列技術。20 世紀70 年代初,出現的早期技術是在化肥表面簡單包裹高嶺土、硅藻土等粉狀材料,用量較大,為20-40 千克/噸肥料,但防結效果一般,生產過程中粉塵大、現場環境惡劣,且大幅度降低了肥料的養分。當時,人們也曾嘗試用植物油脂來解決結塊問題,但用量大、成本高。20 世紀70 年代中期,日本人開始使用醛類化合物作為肥料防結塊劑,但成分中的低沸點醛和機油稀釋劑易揮發產生刺激性異味,接觸或吸入后產生毒性,會污染噴混環境和肥料使用環境。20 世紀80 年代,德國學者研究了木質素磺酸鈣等金屬鹽對肥料的防結塊性和抗破碎性,克服了使用醛類的缺點,但這些物質的加入使肥料變成褐色或棕褐色,影響市場推廣;芬蘭T·阿爾納斯將溶入醚中的陽離子胺類(脂肪胺、聚胺)和氨基二羧酸鹽一起熔入礦物油中包裹復合肥,得到了較滿意的防潮、防結塊效果,但原料成本高、生產及使用均不方便,且采用大量溶劑不安全,故難以實際應用;日本倉田篤三直接使用酰胺類化合物作為主要防結塊劑,但這類物質價格十分昂貴。90 年代法國出現了采用油、蠟類的熔融物包裹化肥的技術,效果一般,但降低存放期間產品的顆粒強度,引起粉化現象。
(3)新型防結劑及緩釋材料、礦石浮選劑等新型化肥助劑的出現(21 世紀初至今)
①新型防結劑及多功能包裹劑的出現進入 21 世紀,隨著化肥行業的不斷發展和壯大,出現了多種防止化肥結塊的技術,較好地解決了化肥的結塊問題,具體如下:
防結劑的針對性更強:解決了以前采用一種通用配方低效甚至無效等問題,出現了針對煙草肥、硝銨磷、硝酸銨等高硝態氮產品的硝基防結劑,出現了針對中國特有的高塔高尿態氮的防結劑等;防結劑的形態多樣化:根據不同企業不同工藝的需求,有膏體防結劑、粉體防結劑、液體防結劑以及可在造粒之前加入的內添加型防結劑;產品不斷升級,功能復合化多樣化:多功能包裹劑和造粒改良劑,不但具有優秀的防結塊效果,而且能減少化肥吸潮、抑制粉塵、增加流動性、調整外觀、增加光澤,并具有一定的緩釋性能。
② 緩釋材料的出現
化肥是一個資源消耗型行業。我國是化肥生產和消費大國,但化肥利用率普遍較低,增加了農民的生產作業成本,造成大量的資源浪費及化肥生產和施用過程的雙重污染。因此,開發緩控釋肥料,提高化肥的利用率成為農業、化工和環保等各個行業迫切需要解決的問題?;诖?,國家科學技術委員會在“863”計劃和“十五”科技攻關中提出緩控釋肥料研究項目,隨后一大批的科研院所和生產企業紛紛加入到緩控釋肥料的研發和推廣行列中。
③礦石浮選劑的出現
隨著磷肥產量的逐漸擴大,磷礦資源日益減少,高品質磷礦正面臨枯竭。與此同時,高養分磷復肥越來越受到農民的青睞,而高養分磷復肥對磷礦品位的要求也更高。這樣就造成磷礦資源品位與磷肥生產需求之間的矛盾越來越大,開發高效的磷礦石浮選劑成為解決國家磷礦資源匱乏的首要方案。
④節能降耗產品的出現
為了適應節能降耗、綠色環保的要求,化肥生產企業越來越重視改善工藝流程,提高生產效率?;手鷦┬袠I在為化肥行業服務的過程中,得到了迅速發展,并推出了各種功能的化肥助劑,如用于磷酸生產過程中抑制泡沫產生的消泡劑、用于提高磷酸雜質沉降速度的絮凝劑、用于阻止磷酸及料漿管道結垢的阻垢劑等。