硫酸钾镁肥转鼓造粒工艺的研究

王 凯

(国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司，新疆 哈密 839000)

目前，硫酸钾镁肥造粒采用的是小型对辊式挤压机进行造粒，该套系统生产过程粉尘大、物料消耗高、单机台数多、设备故障率高、劳动强度大且用人较多，因此导致生产成本偏高。产品外观不规则不能在BB肥中使用，导致销售具有一定局限性。 转鼓造粒机是复合 ( 混) 肥生产的关键设备之一，适用于冷、热造粒以及高、中低浓度复合肥的大规模生产。试验利用硫酸钾镁肥物料特性依据小试试验结果进行试验，目的是为工业生产装置提供设计依据，考查设备放大后的造粒效果，为将来工业化设计及生产提供重要的参数。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

试验原料采用由钾混盐转化而成的软钾镁矾硫酸钾镁肥半成品。

1.2 主要设备

YHKC-2A型颗粒强度测定仪(量程0 N～200 N，精确度0.1 N，姜堰市银河仪器厂)；101-2ABS烘箱(北京光明仪器厂)；标准筛(中国航空工业540厂)；自制整形机，自制转筒造粒机。

1.3 试验方法

将含湿率15%～19%的硫酸钾镁肥半成品物料输送至自制整形机，将不成形的物料通过整形机整形成具有一定规则形状的颗粒，整形后的颗粒输送入转鼓造粒机，经过转筒筒体的旋转运动，使物料粒子间产生挤压力团聚成球，造成球形状颗粒。取筛上物烘箱烘干后得到硫酸钾镁肥颗粒。工艺流程图见图1。

图1 转鼓造粒工艺流程图Fig.1 Process flow chart of rotary drum granulation

2 结果与分析

2.1 自制整形机不同筛网孔径对转鼓造粒效果的影响

将含湿率稳定的硫酸钾镁肥，通过更换自制整形机不同孔径筛网2.0 mm、2.5 mm、3.0 mm的条件进行试验，试验过程造粒机转速保持不变。通过观察成型情况，测量颗粒的成型率，结果见表1。整形机3.0 mm孔径的筛网自身粒度较大，经过转筒滚动后易滚成大颗粒，影响造粒成型率；2.0 mm孔径的筛网自身粒度偏小，经过转筒滚动后由于预整形颗粒初始强度较低，易粉碎亦影响成型率；故2.5 mm的自制整形机的筛网孔径为最佳孔径。

表1 整形机不同筛网孔径对造粒的影响Tab.1 Influence of different screen aperture of shaping machine on granulation

2.2 物料含湿率对转鼓造粒效果的影响

以硫酸钾镁肥物料含湿率15.0%、16.0%、17.0%、18.0%、19.0%的比例来进行试验，观察试验过程中物料含湿率对造粒效果的影响。结果见表2，含湿率对成型率的影响呈递增状，在含湿率19%时水分过大易于滚成大颗粒，影响成型率，故当混合后物料含湿率为18%时是试验的最佳条件。

表2 物料水分对造粒效果的影响Tab.2 Influence of material moisture on granulation effect

2.3 转筒转速对转鼓造粒效果的影响

将含湿率18%的钾镁肥半成品物料，通过调节转筒的转速10 r/min、12.6 r/min、15.6 r/min、18.6 r/min的条件进行试验。试验过程中物料含湿率，自制整形机的筛网孔径不变。通过观察成型情况，测量颗粒的成型率。结果见表3，转速太快时，会将大量的预整形颗粒破坏，转速太低时，预整形的颗粒被转筒带到一定高度滚动易粉碎，同样影响成型率，故15.6 r/min的转速为最佳转速。

表3 转筒转速对造粒效果的影响Tab.3 Influence of rotary speed on granulation effect

2.4 不同烘干温度不同时间对颗粒强度的影响

因转鼓造粒后的颗粒强度较低，不便于运输堆放，故将试验完成的颗粒进行筛分，在50 ℃、75 ℃、100 ℃、125 ℃、150 ℃、175 ℃的条件下分别烘干5 min、10 min、20 min、30 min，测量颗粒的强度。结果见表4，150 ℃烘干10 min的强度20.1 N即可满足颗粒堆放条件。

表4 转筒转速对造粒效果的影响Tab.4 Influence of rotary speed on granulation effect

3 试验结论

1)整形机筛网孔径2.5 mm、混合后物料水分18%、转筒转速15.6 r/min、烘干温度150 ℃ 10 min为转鼓造粒生产硫酸钾镁肥的较优生产条件，通过此法可得到圆整度较好、颗粒强度较大、成型率高的颗粒硫酸钾镁肥。

2)试验取得了可靠的工艺、设备参数，为技术改造设计提供依据转鼓造粒系统能够有机的与硫酸钾镁肥生产系统结合，工艺控制稳定、系统操作简单、设备结构简单、系统流程短、容易实现工业化生产。