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*：“莊稼一枝花,全靠肥當(dāng)家”，這是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中一句流行的諺語(yǔ)；意思是要想莊稼長(zhǎng)勢(shì)好，必須多加施肥，是千百年來(lái)勞動(dòng)人民農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的總結(jié)，可見(jiàn)肥料在農(nóng)作物生長(zhǎng)過(guò)程中起到至關(guān)重要的作用。

植物的生長(zhǎng)和發(fā)育，需要光、空氣和水，還需要不同的化學(xué)元素。肥料是補(bǔ)充栽培作物和植物營(yíng)養(yǎng)的物質(zhì)。在某些情況下，土壤自身可以提供大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。然而，土壤中的養(yǎng)分可能無(wú)法以適宜的形式供植物利用，或供應(yīng)不足。這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)要么自然含量低，要么可能已經(jīng)被以前收獲的植物或作物消耗掉了。因此，需要用肥料來(lái)補(bǔ)充土壤養(yǎng)分，以促進(jìn)植物生長(zhǎng)。

無(wú)機(jī)肥料中常見(jiàn)的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源是氮、鉀和磷酸鹽。它們通常由以下成分組成，成分各不相同：

• 大量元素：氮、磷、鉀

• 次要元素：鈣、鎂、硫

• 微量元素：銅、鐵、錳、鋅、硼

氮肥生產(chǎn)工藝實(shí)例

肥料的粒徑對(duì)其性能有很大的影響，如：

• 釋放速率，這是非常重要的，特別是包膜肥料

• 產(chǎn)品的流動(dòng)性，包括密度、壓縮性和內(nèi)聚強(qiáng)度

• 效率，這對(duì)緊實(shí)土提高氮、磷的吸收極其重要

• 肥料處理，如果處理方式不對(duì)，可能導(dǎo)致施肥不均勻，并極大地影響作物的生長(zhǎng)和產(chǎn)量

• 反應(yīng)，當(dāng)播撒到土壤上時(shí)的反應(yīng)

• 體積性能，例如包裝密度，運(yùn)輸和儲(chǔ)存期間的隔離

例如，肥料的顆粒越小，顆粒越能穿透不同的土層，釋放養(yǎng)分。通常，顆粒越小越好。然而，制造商仍然需要考慮價(jià)格因素。通過(guò)監(jiān)控研磨過(guò)程中的顆粒大小，降低了成本，終也影響了客戶的價(jià)格。篩分法是過(guò)去測(cè)定肥料粒徑的選擇方法，但由于其需要耗費(fèi)大量的人力和時(shí)間，目前已被激光衍射法所取代。激光衍射法使肥料的生產(chǎn)過(guò)程以一種可靠和省時(shí)的方式得到監(jiān)控和優(yōu)化。本文利用激光衍射法分析了兩種不同肥料樣本的粒徑分布。

實(shí)驗(yàn)方法

從客戶處收到兩份肥料樣本：

• ROCK樣本：(NH4)3PO4

• MAP樣本：Ca3 (PO4)2

利用文丘里噴嘴和空氣壓力對(duì)ROCK樣本進(jìn)行干法模式下的分散測(cè)試。測(cè)量參數(shù)如表1所示。

表1：ROCK樣本干法模式下的參數(shù)設(shè)置

由于顆粒中似乎含有大于0.5 mm的顆粒，因此用自由落體法在干法模式下測(cè)量了MAP樣本。輸入?yún)?shù)詳見(jiàn)表2。

表2：MAP樣本干法模式下的參數(shù)設(shè)置

結(jié)果與討論

ROCK樣本粒徑分布非常狹窄（圖1），其D50值為73.4 μm（表3）。圖2中的粒徑分布也表明，小于1 μm范圍內(nèi)有小部分的小粒子存在，它歸屬于肥料顆粒中的灰塵。

MAP樣本平均直徑與ROCK樣本相比更大，其D50 為205.9 μm（表3）。此外，該樣本的粒徑分布在100 -250 nm之間的峰歸屬于該肥料顆粒中的灰塵。

圖1：干法模式下ROCK（圖a）和MAP（圖b）樣本的粒徑分布

表3： ROCK和MAP肥料樣本的體積加權(quán)D50值

結(jié)論

由于肥料的粒徑大小與肥料的使用效率、處理效率和肥料的價(jià)格有關(guān)，因此對(duì)該參數(shù)的監(jiān)測(cè)非常重要。在本應(yīng)用報(bào)告中，使用自由落體和文丘里管干噴分散技術(shù)成功地測(cè)量了兩個(gè)樣本的粒徑，該技術(shù)可以在低壓（200 mbar）下有效地分散顆粒。安東帕PSA系列*的光學(xué)試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)使所有光學(xué)部件安裝在鑄鐵底座上，即使在像化肥廠那樣惡劣和多塵的環(huán)境中，也能完美地工作。

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