Hiện tượng chống kết khối phân bón và giải pháp ?

Kết khối hay vón cục là một vấn đề lớn trong quá trình sản xuất và bảo quản phân bón, làm giảm giá trị của phân bón, tăng chi phí trong quá trình sản xuất và gây khó khăn trong quá trình sử dụng.

Trong bài viết dưới đây, Việt Quang sẽ giới thiệu đến các bạn hiện tượng, cơ chế gây kết khối, vón cục phân bón và giải pháp. Các bạn cùng tham khảo nhé!

1. Hiện tượng kết khối phân bón ?

Kết khối là quá trình hoá lý phức tạp và là hệ quả của các hiện tượng hút ẩm, hòa tan và tái kết tinh, hoàn thiện cấu trúc của hệ theo xu hướng giảm năng lượng liên kết giữa các tinh thể hoặc các phần tử trong hệ cũng như năng lượng tự do lớp bề mặt hạt, có liên quan mật thiết lớp bề mặt tinh thể hoặc hạt. Theo cảm quan, hiện tượng kết khối làm vật liệu mất đi độ rời, độ linh động và độ phân tán vốn có trước khi hiện tượng kết khối xảy ra.

Theo định nghĩa của Tổ chức Tiêu chuẩn Quốc tế ISO, kết khối là sự hình thành một lượng kết tụ từ các phần tử riêng biệt. Phần tử riêng biệt ở đây có thể là hạt, tinh thể hoặc bụi của sản phẩm tạo ra từ sự vỡ vụn hoặc mài mòn của các hạt.

Nói một cách đơn giản hơn, kết khối là hiện tượng các hạt nhỏ hay các vật liệu dính vào nhau để tạo thành 1 khối lớn. Vật liệu kết khối vào với nhau sẽ làm giảm chất lượng sản phẩm. Vì vậy cần quan tâm đến quá trình sản xuất và bảo quản, tránh xảy ra hiện tượng kết khối.

Hình 1: Phân bón bị vón cục trong thời gian lưu kho

2. Cơ chế kết khối phân bón

2.1. Hiện tượng kết khối dưới lý thuyết kết tinh

Khi tiếp xúc với không khí, đặc biệt là không khí ẩm, lớp vật chất trên bề mặt tinh thể hoặc hạt hoà tan một phần tạo nên dung dịch bề mặt, dần dần tạo thành dung dịch bão hoà muối tan. Khi đó, nồng độ muối trong lớp bão hoà này thay đổi phụ thuộc vào nhiệt độ, độ ẩm và áp suất môi trường. Đây chính là yếu tố dẫn đến hiện tượng tái kết tinh; đầu tiên hình thành các mầm tinh thể, rồi đến tinh thể với kích thước nhỏ, sau phát triển lớn dần. Kết quả là tạo nên sự tiếp xúc giữa các tinh thể, tạo thành khối đặc xít với kích thước lớn dần.

Nguyên nhân cơ bản ảnh hưởng đến tính chất lớp bão hoà là tính hút ẩm của sản phẩm và nhiệt độ môi trường bảo quản.

2.2. Hiện tượng kết khối theo lý thuyết ngưng tụ mao quản

Phân bón dạng hạt có cấu trúc xốp, độ xốp của hạt phụ thuộc vào tính chất nguyên vật liệu và công nghệ chế tạo hạt, đồng thời được đặc trưng bởi diện tích bề mặt riêng, thể tích của các lỗ rỗng và mật độ phân bố của các lỗ rỗng theo bán kính hạt. Tính chất xốp của hạt làm cho giữa các phần tử chất rắn hình thành các khoảng không gian tự do, coi như tập hợp các mao quản nhỏ.

Do tác dụng tương hỗ giữa lực liên kết bề mặt và độ hoà tan của tinh thể, áp suất hơi nước bão hoà trong các mao quản luôn thấp hơn áp suất hơi nước trong các không gian ngoài mao quản. Đây chính là yếu tố tạo nên động lực của quá trình khuếch tán; hạt hút ẩm, hơi nước ngưng tụ trên bề mặt và dần dần lấp đầy thể tích các mao quản, tinh thể được hoà tan rồi tái kết tinh dẫn đến hiện tượng biến dạng và thay đổi cấu trúc hạt, sau đó là hiện tượng kết khối.

Ngoài ra, khi các hạt được xếp khít vào nhau trong quá trình bảo quản dạng chất đống hoặc trong bao bì thì giữa các hạt lại tạo thành các khoảng không gian mới với tính chất tương đương như các mao quản cỡ lớn. Lúc này, hiện tượng ngưng tụ xảy ra không chỉ xảy ra trong các lỗ rỗng của hạt mà còn ngay trên bề mặt hạt, xuất hiện thêm hiện tượng kết khối giữa các hạt với nhau, nhất là khi độ nhẵn của bề mặt hạt kém, cỡ hạt không đồng đều hoặc khối hạt chứa nhiều hạt nhỏ, hạt mịn và bụi sản phẩm.

2.3. Hiện tượng kết khối dưới ảnh hưởng của các phản ứng hoá học

Nguyên nhân của hiện tượng kết khối là do phản ứng hoá học xảy ra giữa các thành phần cấu tạo nên hạt hoặc giữa các phần tử vật chất của hạt với các chất tồn tại trong môi trường trong thời gian bảo quản (ví dụ CO2, SO2, H2S,…) tạo ra các chất hóa học mới.

Đối với các loại phân bón hỗn hợp NPK, vì trong thành phần có chứa nhiều dạng phân đơn có khả năng phản ứng hoá học hoặc tác dụng tương hỗ với nhau nên khả năng xảy ra kết khối là ngẫu nhiên. Chẳng hạn với phân bón hỗn hợp NPK đi từ nguyên liệu là supephotphat(chứa monocalcium phosphate Ca(H2PO4)2 và Amonium sulfate (NH4)2SO4, phản ứng hoá học xảy ra dưới đây làm cho viên hạt rắn chắc và có độ bền cơ học cao nhưng cũng đồng thời kèm theo hiệu ứng kết khối.

Ca(H2PO4)2 + (NH4)2SO4 = NH4H2PO4 + CaSO4

Một hỗn hợp khác có chứa Ure (NH2)2CO và amonium cloride NH4Cl sẽ trở nên ẩm và kết khối dạng bết do hiện tượng hút ẩm của các nguyên liệu thành phần. Tuy nhiên, nếu tỷ lệ các nguyên liệu thành phần phù hợp, hỗn hợp dạng muối kép (NH2)2CO.NH4Cl sẽ ít hút ẩm và ít kết khối hơn.

Hình 2: Đạm ure bị kết khối

3. Giải pháp chống kết khối phân bón

Yêu cầu với chất chống kết khối trước khi sử dụng:

Chất chống vón cục an toàn với người sử dụng và môi trường
100% thành phần đưa vào không thấm nước (dầu và bột)
Chứa thành phần chất chống oxy hoá
Chứa thành phần kiểm soát hiện tượng muối hoá và tái kết tinh của phân bón.
Không phản ứng với nguyên liệu dùng trong sản xuất phân bón

Một số giải pháp chống kết khối:

Tăng cường quá tình tạo hạt, tạo hạt có kích thước đồng đều hơn. Khi các hạt phân bón có kích thước hạt đồng đều thì diện tích tiếp xúc giữa các hạt nhỏ, giảm được các tinh thể nhỏ làm cầu nối liên kết giữa các hạt. Do đó, khả năng kết khối của phân bón sẽ giảm. Ngoài ra, hạt phân bón có kích cỡ đồng đều làm cho cảm quan của phân bón đẹp hơn.
Thay đổi thành phần phối liệu phân bón
Duy trì điều kiện bảo quản phù hợp, xếp chồng phân bón ở độ cao thích hợp
Hạn chế kết khối phân bón bằng phương pháp tạo màng bọc cho hạt
Hạn chế kết khối bằng phương pháp biến tính bề mặt hạt
Sử dụng chất biến tính bề mặt dạng bột trơ ( cao lanh, bentonit, điatomit, bột talc-hoạt thạch, vecmiculit,…)
Sử dụng chất biến tính dạng lỏng. Nhóm các chất biến tính dạng này bao gồm các CHĐBM như các axit béo, các hợp chất amin, các hợp chất sunfonat hoặc một hỗn hợp của chúng...

Một số sản phẩm chống kết khối phân bón của Hoá chất Việt Quang

Hiện nay Hoá chất Việt Quang đã nghiên cứu thành công “Phụ gia chống kết khối” phù hợp cho từng loại phân bón như : NPK, DAP, MAP, Urea. Các sản phẩm này với giá thành rẻ, chất lượng cao.
Sản phẩm “Phụ gia tạo màu và chống kết khối cho phân bón ure” với công thức đặc biệt tạo màu sắc đặc trưng cho sản phẩm ure đồng thời hạn chế hiện tượng hút ẩm, tăng độ bền cơ học cho hạt phân bón.
Chất chống kết khối ACF-02 là hóa chất dạng paste hoặc rắn ở điều kiện thường, có thành phần bao gồm: chất hoạt động bề mặt, amin, polyme phân tử lượng cao, wax, axit stearic, ….ACF-02 được dùng chống đóng cục/vón cục cho phân bón hỗn hợp NPK,DAP,..

Hy vọng với bài viết trên, bạn đọc có thể cung cấp cho bạn đọc những thông tin hữu ích về sự kết khối của phân bón và tìm được giải pháp phù hợp. Nếu có nhu cầu về Chất chống kết khối cho phân bón hãy liên hệ ngay Hoá chất Việt Quang để được tư vấn và hỗ trợ nhanh nhất.