*：“莊稼一枝花,全靠肥當家”，這是農業生產中一句流行的諺語；意思是要想莊稼長勢好，必須多加施肥，是千百年來勞動人民農業生產的總結，可見肥料在農作物生長過程中起到至關重要的作用。

植物的生長和發育，需要光、空氣和水，還需要不同的化學元素。肥料是補充栽培作物和植物營養的物質。在某些情況下，土壤自身可以提供大量營養物質。然而，土壤中的養分可能無法以適宜的形式供植物利用，或供應不足。這些營養物質要么自然含量低，要么可能已經被以前收獲的植物或作物消耗掉了。因此，需要用肥料來補充土壤養分，以促進植物生長。

無機肥料中常見的營養來源是氮、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

氮肥生產工藝實例

肥料的粒徑對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

• 產品的流動性，包括密度、壓縮性和內聚強度

• 效率，這對緊實土提高氮、磷的吸收極其重要

• 肥料處理，如果處理方式不對，可能導致施肥不均勻，并極大地影響作物的生長和產量

• 反應，當播撒到土壤上時的反應

• 體積性能，例如包裝密度，運輸和儲存期間的隔離

例如，肥料的顆粒越小，顆粒越能穿透不同的土層，釋放養分。通常，顆粒越小越好。然而，制造商仍然需要考慮價格因素。通過監控研磨過程中的顆粒大小，降低了成本，終也影響了客戶的價格。篩分法是過去測定肥料粒徑的選擇方法，但由于其需要耗費大量的人力和時間，目前已被激光衍射法所取代。激光衍射法使肥料的生產過程以一種可靠和省時的方式得到監控和優化。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。

實驗方法

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ROCK樣本進行干法模式下的分散測試。測量參數如表1所示。

表1：ROCK樣本干法模式下的參數設置

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量了MAP樣本。輸入參數詳見表2。

表2：MAP樣本干法模式下的參數設置

結果與討論

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D50值

結論

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格有關，因此對該參數的監測非常重要。在本應用報告中，使用自由落體和文丘里管干噴分散技術成功地測量了兩個樣本的粒徑，該技術可以在低壓（200 mbar）下有效地分散顆粒。安東帕PSA系列*的光學試驗臺設計使所有光學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境中，也能完美地工作。

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