Nghiên cứu xử lí chống kết khối cho phân bón NPK lâm thao

Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học bách khoa hà nội đỗ viết huyên Nghiên cứu xử lí chống kết khối cho phân bón npk lâm thao Luận văn thạc sỹ ngành công nghệ hóa học Hà nội - 2007 Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học bách khoa hà nội đỗ viết huyên Nghiên cứu xử lí chống kết khối cho phân bón npk lâm thao Chuyên ngành: công nghệ chất vô Luận văn thạc sỹ ngành công nghệ hóa học Người hướng dẫn khoa học: tiến sỹ lê xuân thành Hà nội - 2007 mục lục mở đầu Chương I : Công nghệ sản xuất phân bón NPK I.1 Định nghĩa, phân loại phân bón hỗn hợp I.2 Tác dụng chất dinh dưỡng trồng I.3 Cơ sở hoá lý trình sản xuất phân trộn phân phức hợp trộn 12 I.3.1 Các kiểu cấu trúc hạt phân bón 12 I.3.2 Tạo hạt theo phương pháp lăn tròn 13 I.3.2.1.Quá trình trộn phối liệu hình thành hạt 15 I.3.2.2 Sự hình thành cấu trúc giai đoạn trộn phối liệu hình thành hạt 17 I.3.2.3 Sự hình thành cấu trúc giai đoạn sấy vật liệu 19 I.3.2.4 Sự hình thành cấu trúc giai đoạn đập, làm nguội 21 I.3.2.5 Những yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc hạt 22 I.3.2.6 Tính chất học sản phẩm dạng hạt 22 I.4 Kết khối phân bón 24 I.4.1 Khái niệm kÕt khèi ph©n bãn 24 I.4.2 Lý thut vỊ kÕt khối 24 I.4.3 Nguyên nhân kết khối 31 I.4.4 Những phương pháp loại trừ kết khối 32 I.5 Sản xuất phân bón NPK công ty Supe PP&HC Lâm Thao 49 Chương II : Phương pháp nghiên cứu II.1 Đối tượng nghiên cứu 53 53 II.2 Tiến hành tạo mẫu xác định độ kết tảng phân bón NPK 53 II.2.1 Tạo mẫu xác định độ kết khối phân bón NPK phòng thí nghiệm 53 II.2.2 Tạo mẫu xác định độ kết khối phân bón NPK sở sản xuất 54 II.3 Phân tích phân bón hỗn hợp NPK 56 II.4 Phân tích bột Talc 57 II.5 Xác định dạng khoáng NPK, quặng Apatit Supe lân phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) II.6 Đo lực phá vỡ viên phân bón NPK Chương III : kết nghiên cứu thảo luận 61 61 63 III.1 Xác định dạng khoáng NPK, quặng Apatit Supe lân phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 63 III.2 ảnh hưởng việc thay Amôni sulphat Amôni clorua sản xuất NPK đến kết khối NPK 5.10.3 lâm thao 68 III.3 Nghiên cứu tác dơng cđa bét Talc tíi ®é kÕt khèi cđa NPK 5.10.3 Lâm Thao 74 III.4 Nghiên cứu tác dụng Urê tới độ kết khối NPK 5.10.3 Lâm Thao III.5 Nghiên cứu tác dụng Dịch đen tới độ kÕt khèi 78 cđa NPK 5.10.3 L©m Thao 84 III.6 Nghiên cứu tác dụng Natri sterat tới độ kết khối NPK 5.10.3 Lâm Thao 90 III.7 Nghiên cứu ảnh hưởng hỗn hợp (bột Talc + dung dịch chống kết khối) đến kết khối NPK 5.10.3 sở sản xuất 96 Kết luận 100 Tài liệu tham khảo 103 ý kiến lÃnh đạo phòng thí nghiệm trung tâm công ty Supe PP&HC Lâm Thao 105 ý kiến ban giám đốc công ty Supe PP&HC Lâm Thao 106 Mở đầu Trong thành phần thực vật có nhiều nguyên tố như: C, H, N, P, K, Mg, Ca, Na, Fe, Mn, I… nguyên tố khác [5] Những nguyên tố cần thiết sinh trưởng thực vật Thực vật lấy nguyên tố từ không khí từ đất Một vài nguyên tố yêu cầu lượng không đáng kể, ví dụ sắt chất đất đầy đủ, nguyên tố khác đặc biệt đạm, lân, kali có giá trị lớn sinh trưởng thực vật Cho nên nguyên tố đất thiếu không đầy đủ đất đai ngày khánh kiệt làm cho sản lượng mùa màng bị giảm sút Vì phải thường xuyên bổ xung vào đất chất dinh dưỡng để nâng cao sản lượng mùa màng Sản lượng tăng việc tiêu thụ chất dinh dưỡng đất nhiều nhiêu Chất lượng phân bón xác định chủ yếu hàm lượng chất dinh dưỡng dạng hữu hiệu; thuộc đạm N, thuộc phèt lµ P2O5, thc vỊ kali lµ K2O Tr­íc người ta chủ yếu sử dụng phân đơn để bón vào đất đạm urê, supe lân, kali cloruaViệc sư dơng nµy chØ dùa vµo kinh nghiƯm cđa ng­êi nông dân mà dẫn đến việc sử sử dụng phân bón không khoa học, hiệu quả, có chÊt dinh d­ìng dïng thõa, cã chÊt dinh d­ìng dïng thiếu, thiếu cân đối thành phần dinh d­ìng ®Êt Do vËy hiƯn ë n­íc ta đà có nhiều sở sản xuất phân bón hỗn hợp NPK cung cấp đồng thời chất dinh dưỡng cho c©y trång víi tû lƯ dinh d­ìng thÝch hợp, phù hợp với loại trồng, đất đai, mùa vụ công ty Supe Phốt Phát Hoá Chất Lâm Thao, công ty phân bón Bình Điền, công ty phân bón Việt Nhậtvà số lượng chủng loại NPK ngày tăng năm qua năm khác chứng tỏ xu hướng phát triển đắn ngành phân bón Công ty Supe Phốt Phát Hoá Chất Lâm Thao đơn vị hàng đầu sản xt ph©n bãn NPK cđa ViƯt Nam víi d©y truyền sản xuất NPK đại, hàng năm cung cấp cho thị trường tới 600.000 NPK loại Tuy nhiên trình sản xuất phân bón NPK công ty gặp phảI vấn đề khó khăn kỹ thuật kết khối phân bón sau sản xuất bảo quản Sự kết khối gây nhiều bất lợi cho sản phẩm: - Gây khó khăn cho việc bốc xếp lưu kho - Giảm hình thức mẫu mà sản phẩm - Khó khăn cho việc bán hàng bón phân cho trồng - Đôi làm giảm chất lượng sản phẩm Hiện công ty đà áp dụng vài biện pháp kỹ thuật để hạn chế tượng kết khối này, nhiên việc áp dụng chưa nghiên cứu đầy đủ có khoa học Năm 2005, công ty cử học sau đại học ngành Công Nghệ Các Chất Vô Cơ, trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội để phục vụ lâu dài cho Công Ty sau Tôi nhận thấy vấn đề kết khối phân bón NPK Công Ty phải quan tâm nghiên cứu, giao đề tài tốt nghiệp đà mạnh dạn đề xuất với thầy giáo hướng dẫn giao cho đề tài tốt nghiệp: Nghiên cứu xử lí chống kết khối cho phân bón NPK Lâm Thao Đề tài đà thầy giáo nhà trường ủng hộ phù hợp với đạo lÃnh đạo công ty cử học Trong qúa trình làm luận văn, đà nhận giúp đỡ tận tình thầy giáo hướng dẫn, ban lÃnh đạo phòng thí nghiệm trung tâm, phòng kỹ thuật, lÃnh đạo xưởng NPK, ban giám đốc công ty Supe PP&HC Lâm Thao Qua xin gửi lời cảm ơn chân thành tới giúp đỡ Chương I : Công nghệ sản xuất phân bón NPK I.1 Định nghĩa, phân loại phân bón hỗn hợp I.1.1 Định nghĩa Người ta gọi loại phân bón chứa nguyên tố dinh dưỡng cho trồng ( đạm, lân, ka li ) phân hỗn hợp [2] Tỷ lệ chất dinh dưỡng phân hỗn hợp xác định theo yêu cầu nông nghiệp, phân hỗn hợp gọi phân cân đối Thường th­êng tû lƯ chÊt dinh d­ìng ë giíi h¹n nh­ trình bày bảng : Bảng 1.1: Tỉ lệ chất dinh dưỡng thường thấy phân bón hỗn hợp N P2O5 K2O 1 1 1,5 1,5 1 1 2,5 0 1 1,5 Ghi chó Ph©n ba nguyên tố đạm, lân, kali Phân hai nguyên tố đạm, lân Phân hai nguyên tố lân, kali Ngoài nhiều tỷ lệ khác phù hợp với tính đa dạng trồng đất trồng I.1.2 Phân loại phân bón hỗn hợp [1,6] - Phân hỗn hợp dạng bột: Là sản phẩm hỗn hợp phân đơn dạng bột - Phân hỗn hợp dạng hạt: Phân hỗn hợp hạt phân bón sản xuất từ phân nguyên liệu công nghệ vật lý ( nghiền trộn tạo hạt ) để tạo nên hạt phân đồng thành phần - Phân hỗn hợp màu: Phân hỗn hợp màu phân hỗn hợp sản xuất cách xử lý riêng rẽ hạt phân nguyên liệu phối trộn hạt kích cỡ với - Phân hỗn hợp phức hợp đà tạo hạt: Thu cách hỗn hợp phân đơn dạng bột với việc đưa vào trình chất phản ứng lỏng ( dung dịch amoni nitrat chảy lỏng, axit nitric, axit sunfuric, axit phốtphoric đồng thời amoniac khí ) - Phân hỗn hợp dạng lỏng: Gồm chất dinh dưỡng dạng lỏng trộn với Phân lỏng gồm hai loại phân lỏng xuốt ( phần tử tan hoàn toàn nước ) phân lỏng dạng huyền phù ( phần tử tan không hoàn toàn nước ) I.2 Tác dụng chất dinh dưỡng trồng [6] Mỗi nguyên tố dinh dưỡng có chức rõ ràng riêng biệt, thực sinh trưởng phát triển trồng Một thiếu hụt hay dư thừa nguyên tố dinh dưỡng nguyên nhân sinh trưởng không bình thường trồng Chức nguyên tố dinh dưỡng mô tả đây: - C : Là phần tử cấu tạo carbohydrat, protein, lipit axit nucleic 97 Bảng 3.18: ảnh hưởng hỗn hợp chÊt chèng kÕt khèi ®Õn ®é kÕt khèi, ®é Èm, P2O5 tù do, cđa c¸c mÉu sau thêi gian theo dõi khác Tuần Tuần Tuần TuÇn M15’ 17 18 18 18 M16’ 28 29 30 30 M17’ 25 26 27 27 M15’ 4.3 4.4 4.4 4.4 M16’ 4.45 4.5 4.5 4.5 M17’ 4.51 4.6 4.6 4.6 M15’ 2.51 2.46 2.45 2.44 M16’ 2.06 2.03 2.03 2.03 M17’ 2.52 2.5 2.49 2.49 Thêi gian δ (%) A (%) TD (%) ( độ kết khối, (%); A độ ẩm, (%); TD hàm lượng P2O5 tự do, (%)) Đồ thị quan hệ độ kết khối thời gian (Hình 3.24) 98 đồ thị quan hệ độ kết khối thời gian 35 Độ kÕt khèi (%) 30 25 M15' 20 M16' M17' 15 10 0 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 Thời gian (tuần) Hình 3.24 Đồ thị quan hệ độ kết khối thời gian nghiên cứu ảnh hưởng hỗn hợp chất chống kết khối đến kết khối NPK 5.10.3 sở sản xuất Đồ thị quan hệ độ ẩm thời gian (Hình 3.25) đồ thị quan hệ độ ẩm thời gian 4.65 4.6 Độ ẩm (%) 4.55 4.5 M15' M16' M17' 4.45 4.4 4.35 4.3 4.25 Thời gian (tuần) Hình 3.25 Đồ thị quan hệ độ ẩm thời gian nghiên cứu ảnh hưởng hỗn hợp chất chống kết khối đến kết khối NPK 5.10.3 sở sản xuất Đồ thị quan hệ P2O5 tự thời gian (Hình 3.26) 99 đồ thị quan hệ P2O5 tù vµ thêi gian P2O5 tù (%) 2.5 M15' M16' M17' 1.5 0.5 0 Thời gian (tuần) Hình 3.26 Đồ thị quan hệ P2O5 tự thời gian nghiên cứu ảnh hưởng hỗn hợp chất chống kết khối đến kết khối NPK 5.10.3 sở sản xuất III.7.2 Nhận xét - Khi sử dụng kết hợp chất chống kết khối dạng rắn dạng lỏng hiệu chống kết khối tốt sử dụng riêng lẻ chất, hiệu chống kÕt khèi gi¶m theo thø tù sau M15’ > M17’ ~ M16 tức với hàm lượng chất chống kết khối mẫu hiệu chống kết khối kết hợp (Urê + bột Talc) > (Natri stearat + bột Talc) ~ (Dịch đen + bột Talc) - Độ ẩm mẫu tăng: mẫu M15 độ ẩm tăng hút ẩm; mấu M16, M17 độ ẩm tăng chất chống kết khối mang n­íc vµo - P2O5 tù cđa mÉu M16’ nhá nhÊt kiÒm tù chÊt chèng kÕt khèi trung hoà với P2O5 tự Supe lân, P2O5 tự mẫu M15 M17 gần 100 Kết luận - Đà nghiên cứu, xây dựng tổng quan sở hóa lý trình sản xuất NPK, tượng kết khối phân bón nói chung, phân bón NPK nói riêng, ảnh hưởng yếu tố tới kết khối phân bón, nguyên nhân biện pháp khắc phục kết khối phân bón - Đà tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng việc thay đạm Amoni sulphat đạm Amoni clorua trình sản xuất phân bón NPK 5.10.3 tíi sù kÕt khèi ph©n bãn NPK 5.10.3 L©m Thao phòng thí nghiệm sở sản xuất Khi thay hoàn toàn đạm Amoni sulphat đạm Amoni clorua trình sản xuất phân bón NPK 5.10.3 độ kết khối NPK giảm khoảng 15 % so với ban đầu chưa thay - Đà nghiên cứu tác dụng chống kết khối bột Talc (là chất chống kết khối kỵ nước) phân bón NPK 5.10.3 Lâm Thao phòng thí nghiệm sở sản xuất đà tìm hàm lượng bột Talc tối ưu dùng để chèng kÕt khèi cho ph©n bãn NPK 5.10.3 L©m Thao 15 kg bột Talc/1 NPK, độ kết khối giảm khoảng 30 % so với ban đầu - Đà nghiên cứu tác dụng chống kết khối Ure (là chất chống kết khối háo nước) phân bón NPK 5.10.3 Lâm Thao phòng thí nghiệm sở sản xuất Khi sư dơng Ure lµm chÊt chèng kÕt khèi víi hµm lượng kg Ure/1 NPK (đây hàm lượng độ kết khối NPK giảm mạnh mà phân bón hút ẩm chưa nhiều) độ kết khối giảm khoảng 64 % so với ban đầu - Đà nghiên cứu tác dụng chống kết khối Dịch đen (là chất chống kết khối dạng hoạt động bề mặt) phân bón NPK 5.10.3 Lâm Thao phòng thí nghiệm sở sản xuất Khi sử dụng Dịch đen làm chất chống kết khối 101 với hàm lượng kg Dịch đen/1 NPK (đây hàm lượng độ kết khối NPK giảm mạnh mà độ ẩm phân bón chưa nhiều) độ kết khối giảm khoảng 51 % so với ban đầu - Đà nghiên cứu tác dụng chống kết khối Natri stearat (là chất chống kết khối dạng hoạt động bề mặt) phân bón NPK 5.10.3 Lâm Thao phòng thí nghiệm sở sản xuất Khi sử dụng Natri stearat làm chất chống kết khối với hàm lượng kg Natri stearat/1 NPK (đây hàm lượng độ kết khối NPK giảm mạnh mà độ ẩm phân bón chưa nhiều) độ kết khối giảm khoảng 53 % so với ban đầu - Đà nghiên cứu tác dụng kết hợp chất chống kết khối dạng rắn bột Talc với chất chống kết khối dạng lỏng (dung dịch Ure bÃo hòa 100 oC, Dịch đen, dung dịch Natri stearat bÃo hòa 100 oC) phân bón NPK 5.10.3 Lâm Thao sở sản xuất Kết rằng: + Tác dụng kết hợp chất chống kết khối dạng rắn dạng lỏng tốt tác dụng riêng rẽ dạng + Tác dụng chống kết khối (5 kg Ure + 15 kg bét Talc)/1 tÊn NPK tốt độ kết khối đà giảm khoảng 72 % so với ban đầu + Tác dụng chống kết khối (5 kg Dịch đen + 15 kg bét Talc)/1 tÊn NPK vµ cđa (1 kg Ure + 15 kg bột Talc)/1 NPK tương đương nhau, độ kết khối giảm khoảng 61 % so với ban đầu - Hiện công ty Supe PP&HC Lâm Thao sản xuất thử nghiệm sản phẩm phân bón NPK 5.10.3 từ nguyên liệu là: Supe lân, Amôni clorua, Kali clorua, Phù xa có sử dụng chÊt chèng kÕt khèi lµ Ure vµ bét Talc đà nghiên cứu bước đầu đà đem lại kết tích cực 102 - Nghiên cứu chống kết khối cho phân bón nói chung NPK nói riêng cần phải tiếp tục hoàn thiện nhằm tìm tác nhân chống kết khối thích hợp hơn, làm tăng hiệu sử dụng phân bón 103 Tài liệu tham khảo Nguyễn An (1972), Kỹ thuật sản xuất phân khoáng, NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội Nguyễn Huy Phiêu (2000), Công nghệ sản xuất phân bón hỗn hợp NPK, NXB Nông nghiệp, Hà Nội Nguyễn Hoa Toàn (1999), Động học thiết bị phản ứng công nghiệp hóa học, Trường đại học Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội Hoàng Văn Thịnh, Hướng dẫn phân tích phụ gia TN 12, 2003; H­íng dÉn ph©n tÝch mÉu NPK TN 10, (2003), Phòng TNTT, Công ty Supe PP&HC Lâm Thao, tài liệu kiểm soát Bộ môn Vô Cơ Silicat (1966), Kỹ thuật phân bón muối khoáng, Trường đại học Bách Khoa xuất Nguyễn Xuân Trường, Lê Văn Nghĩa, Lê Quốc Phong, Nguyễn Đăng Nghĩa (2000), Sổ tay sử dụng phân bón, NXB Nông nghiệp Thành Phè Hå ChÝ Minh 104 105 ý kiÕn cña lÃnh đạo phòng thí nghiệm trung tâm công ty Supe PP&HC Lâm Thao 106 ý kiến ban giám đốc công ty Supe PP&HC Lâm Thao ... xuất NPK đến kết khối NPK 5.10.3 lâm thao 68 III.3 Nghiên cứu tác dụng bột Talc tới độ kết khối NPK 5.10.3 Lâm Thao 74 III.4 Nghiên cứu tác dụng Urê tới độ kết khối NPK 5.10.3 Lâm Thao III.5 Nghiên. .. I.4 Kết khối phân bón 24 I.4.1 Khái niệm kết khối phân bón 24 I.4.2 Lý thuyết kết khối 24 I.4.3 Nguyên nhân kết khối 31 I.4.4 Những phương pháp loại trừ kết khối 32 I.5 Sản xuất phân bón NPK. .. PP&HC Lâm Thao 49 Chương II : Phương pháp nghiên cứu II.1 Đối tượng nghiên cứu 53 53 II.2 Tiến hành tạo mẫu xác định độ kết tảng phân bón NPK 53 II.2.1 Tạo mẫu xác định độ kết khối phân bón NPK