膨潤土復合土壤調理材料圓盤造粒試驗研究

楊 輝，馬 亮，楊智榮，尹 璐

（咸陽非金屬礦研究設計院有限公司，陜西 咸陽 712000）

膨潤土是一種以蒙脫石為主的粘土礦物，具有吸附性能和離子交換性能等良好的特性，因其獨特的性質、豐富的資源和低廉的價格，常被用于石油鉆井、建材、化工及農業(yè)等多個領域。采用膨潤土作為復合型土壤調理材料的基礎載體材料，不但可以為農作物提供一定的營養(yǎng)元素，還可以通過吸附—控釋生物菌進行土壤微生物環(huán)境調控，改變土壤的水熱條件，增強土壤的疏松透氣性，促進農作物生長，為農作為提供良好的生長環(huán)境。因此，將膨潤土與有機物結合引入土壤調理材料是一種良好的選擇，但是由于膨潤土遇水膨脹并且粘性較大，因此在成型及造粒方面還需要進一步研究，控制好成型水量、膨潤土與有機物配比、造粒機的轉速與傾角等參數，以便更好地掌握膨潤土基復合土壤調理材料造粒條件。

1 試驗過程

1.1 試驗材料

(1) 膨潤土：試驗采用的膨潤土為陜西某地的膨潤土，粒度為0.074mm通過率95%，其蒙脫石含量為45%。

(2) 有機物：本試驗采用的有機物為小麥秸稈粉，經過粉碎后的粒度為0.15～0.1mm，也可以采用玉米秸稈等有機物。

(3) 生物菌：試驗采用的生物菌為武夷菌(粉劑)，其有效活菌數≥70億個/g。

1.2 主要儀器

ESJ-500型實驗室高速分散機(上海易勒機電設備有限公司)；YP-500型圓盤造粒機(鄭州輝航機械設備有限公司)；DHG-9145AE型鼓風干燥箱(無錫瑪瑞特科技有限公司)；電子天平、量筒等。

1.3 制備方法

將膨潤土與有機物按照一定比例進行復合攪拌，然后加入一定比例的生物菌再次進行復合攪拌，復合一定時間后將混合物料均勻倒入圓盤造粒機，以噴淋的方式加入一定量的水，進行造粒，然后對造粒后的成品進行篩分，篩出1～5.60mm的顆粒為最終要求產品。

2 結果與討論

2.1 成型水量

按照制備方法，將膨潤土、有機物按照8∶1.5的比例進行攪拌復合，復合均勻后進行成型造粒，圓盤造粒機轉速為50r/min，傾角為50°，成型造粒時的噴淋添加水量分別為5%、10%、15%、20%及25%。觀察成型情況，對達到要求的粒度進行篩分，然后計算得到成型率，確定最佳的成型用水量。經過試驗得出結果見表1。

表1 成型水量試驗結果

根據表1試驗結果可以發(fā)現，隨著水量的增加，成型率也隨著增加，當達到15%的水量時，成型率為最高81.9%，隨后又隨著水量增加，成型率大幅度降低；并且在試驗過程中觀察，水量從少到多，物料粒型隨著變化，當水量達到30%的時候，就會出現大顆粒，甚至形成大塊，不利于成型。因此，綜合考慮成型水量控制在15%左右為最佳。

2.2 膨潤土與有機物配比

按照制備方法，將物料復合均勻后進行成型造粒，控制添加水量為15%，圓盤造粒機轉速為50r/min，傾角為50°，成型造粒時膨潤土與有機物的比例分別為5∶4.5、6∶3.5、7∶2.5、8∶1.5及9∶0.5。觀察成型情況，對達到要求的粒度進行篩分，然后計算得到成型率，確定最佳成型的膨潤土與有機物配比。經過試驗得出結果見表2。

表2 膨潤土與有機物配比試驗結果

根據表2試驗結果可以發(fā)現，隨著膨潤土與有機物中膨潤土含量增加，成型率也隨著增加，當達到8∶1.5時，成型率最高為81.9%，隨后也不再增大；并且在試驗過程中觀察，膨潤土含量從少到多，物料粒型隨著變化，起初由于有機物含量較大，粘度較小，物料較為松散，粒型不是很圓潤，所以成型率較低，隨著膨潤土含量的增加成型效果明顯有所好轉。因此，綜合考慮成型造粒時的膨潤土與有機物控制在8∶1.5左右為最佳。

2.3 圓盤造粒機轉速

按照制備方法，將物料復合均勻后進行成型造粒，控制添加水量為15%，膨潤土與有機物的比例為8∶1.5，圓盤造粒機傾角為50°，成型造粒時造粒機的轉速為45r/min、55r/min、65r/min及85r/min。觀察成型情況，對達到要求的粒度進行篩分，然后計算得到成型率，確定最佳成型轉速。經過試驗得出結果見表3。

表3 轉速試驗結果

根據表3試驗結果可以發(fā)現，相同的時間內，隨著圓盤造粒機轉速的增加，成型率變化雖然不大，但是也是具有先上升后下降的規(guī)律；并且在試驗過程中觀察，在低轉速時，由于轉速較低，物料運動速度小，時間較長，容易形成大顆粒，在轉速較大時，由于轉速較快，物料運動速度大，時間較短，容易形成細小顆粒，粒型也不是很好，表面光滑度低，所以符合要求的顆粒隨之減少。因此，綜合考慮成型造粒時的造粒機轉速為65r/min左右為最佳。

2.4 圓盤造粒機安裝傾角

按照制備方法，將物料復合均勻后進行成型造粒，控制添加水量為15%，膨潤土與有機物的比例為8∶1.5，圓盤造粒機轉速為55r/min，成型造粒時造粒機的安裝傾角為45°、50°、55°及60°。觀察成型情況，對達到要求的粒度進行篩分，然后計算得到成型率，確定最佳安裝角度。經過試驗得出結果見表4。

表4 傾角試驗結果

根據表4試驗結果可以發(fā)現，相同的時間內，隨著圓盤造粒機安裝傾角的變化，成型率變化不大，但是根據成型率及過程觀察，當造粒機安裝傾角為55°時，粒型及成型率最高；并且在試驗過程中觀察，物料的運動軌跡為拋物線形式，當安裝傾角較小時，物料運動軌跡較長，停留時間較長，容易形成大顆粒，當安裝傾角過大時，物料運動軌跡較短，物料下落的速度大，下落時間較短，容易形成細小顆粒，粒型也不是很好，所以符合要求的顆粒隨之減少。因此，綜合考慮成型造粒時的造粒機安裝傾角為55°最佳。

3 結語

根據試驗情況可以看出，成型水量、膨潤土與有機物配比、造粒機的轉速與傾角等參數均對復合土壤調理材料造粒成型有著較大的影響。根據試驗探索可知，當成型水量為15%，膨潤土與有機物比例為8∶1.5，造粒機轉速為65r/min及安裝傾角為55°時，成型造粒較好，成型率可以達到82%左右，粒度(1.00～4.75mm或3.35～5.60mm)為91.6%，能夠滿足產品要求。