楊 輝，馬 亮，楊智榮，尹 璐

（咸陽(yáng)非金屬礦研究設(shè)計(jì)院有限公司，陜西 咸陽(yáng) 712000）

膨潤(rùn)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(dú)特的性質(zhì)、豐富的資源和低廉的價(jià)格，常被用于石油鉆井、建材、化工及農(nóng)業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域。采用膨潤(rùn)土作為復(fù)合型土壤調(diào)理材料的基礎(chǔ)載體材料，不但可以為農(nóng)作物提供一定的營(yíng)養(yǎng)元素，還可以通過(guò)吸附—控釋生物菌進(jìn)行土壤微生物環(huán)境調(diào)控，改變土壤的水熱條件，增強(qiáng)土壤的疏松透氣性，促進(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng)，為農(nóng)作為提供良好的生長(zhǎng)環(huán)境。因此，將膨潤(rùn)土與有機(jī)物結(jié)合引入土壤調(diào)理材料是一種良好的選擇，但是由于膨潤(rùn)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(jìn)一步研究，控制好成型水量、膨潤(rùn)土與有機(jī)物配比、造粒機(jī)的轉(zhuǎn)速與傾角等參數(shù)，以便更好地掌握膨潤(rùn)土基復(fù)合土壤調(diào)理材料造粒條件。

1 試驗(yàn)過(guò)程

1.1 試驗(yàn)材料

(1) 膨潤(rùn)土：試驗(yàn)采用的膨潤(rùn)土為陜西某地的膨潤(rùn)土，粒度為0.074mm通過(guò)率95%，其蒙脫石含量為45%。

(2) 有機(jī)物：本試驗(yàn)采用的有機(jī)物為小麥秸稈粉，經(jīng)過(guò)粉碎后的粒度為0.15～0.1mm，也可以采用玉米秸稈等有機(jī)物。

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

1.2 主要儀器

ESJ-500型實(shí)驗(yàn)室高速分散機(jī)(上海易勒機(jī)電設(shè)備有限公司)；YP-500型圓盤(pán)造粒機(jī)(鄭州輝航機(jī)械設(shè)備有限公司)；DHG-9145AE型鼓風(fēng)干燥箱(無(wú)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(rùn)土與有機(jī)物按照一定比例進(jìn)行復(fù)合攪拌，然后加入一定比例的生物菌再次進(jìn)行復(fù)合攪拌，復(fù)合一定時(shí)間后將混合物料均勻倒入圓盤(pán)造粒機(jī)，以噴淋的方式加入一定量的水，進(jìn)行造粒，然后對(duì)造粒后的成品進(jìn)行篩分，篩出1～5.60mm的顆粒為最終要求產(chǎn)品。

2 結(jié)果與討論

2.1 成型水量

按照制備方法，將膨潤(rùn)土、有機(jī)物按照8∶1.5的比例進(jìn)行攪拌復(fù)合，復(fù)合均勻后進(jìn)行成型造粒，圓盤(pán)造粒機(jī)轉(zhuǎn)速為50r/min，傾角為50°，成型造粒時(shí)的噴淋添加水量分別為5%、10%、15%、20%及25%。觀察成型情況，對(duì)達(dá)到要求的粒度進(jìn)行篩分，然后計(jì)算得到成型率，確定最佳的成型用水量。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)得出結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 成型水量試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)表1試驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，隨著水量的增加，成型率也隨著增加，當(dāng)達(dá)到15%的水量時(shí)，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(yàn)過(guò)程中觀察，水量從少到多，物料粒型隨著變化，當(dāng)水量達(dá)到30%的時(shí)候，就會(huì)出現(xiàn)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(rùn)土與有機(jī)物配比

按照制備方法，將物料復(fù)合均勻后進(jìn)行成型造粒，控制添加水量為15%，圓盤(pán)造粒機(jī)轉(zhuǎn)速為50r/min，傾角為50°，成型造粒時(shí)膨潤(rùn)土與有機(jī)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(duì)達(dá)到要求的粒度進(jìn)行篩分，然后計(jì)算得到成型率，確定最佳成型的膨潤(rùn)土與有機(jī)物配比。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)得出結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 膨潤(rùn)土與有機(jī)物配比試驗(yàn)結(jié)果

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

2.3 圓盤(pán)造粒機(jī)轉(zhuǎn)速

按照制備方法，將物料復(fù)合均勻后進(jìn)行成型造粒，控制添加水量為15%，膨潤(rùn)土與有機(jī)物的比例為8∶1.5，圓盤(pán)造粒機(jī)傾角為50°，成型造粒時(shí)造粒機(jī)的轉(zhuǎn)速為45r/min、55r/min、65r/min及85r/min。觀察成型情況，對(duì)達(dá)到要求的粒度進(jìn)行篩分，然后計(jì)算得到成型率，確定最佳成型轉(zhuǎn)速。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)得出結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 轉(zhuǎn)速試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)表3試驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，相同的時(shí)間內(nèi)，隨著圓盤(pán)造粒機(jī)轉(zhuǎn)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(yàn)過(guò)程中觀察，在低轉(zhuǎn)速時(shí)，由于轉(zhuǎn)速較低，物料運(yùn)動(dòng)速度小，時(shí)間較長(zhǎng)，容易形成大顆粒，在轉(zhuǎn)速較大時(shí)，由于轉(zhuǎn)速較快，物料運(yùn)動(dòng)速度大，時(shí)間較短，容易形成細(xì)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(shí)的造粒機(jī)轉(zhuǎn)速為65r/min左右為最佳。

2.4 圓盤(pán)造粒機(jī)安裝傾角

按照制備方法，將物料復(fù)合均勻后進(jìn)行成型造粒，控制添加水量為15%，膨潤(rùn)土與有機(jī)物的比例為8∶1.5，圓盤(pán)造粒機(jī)轉(zhuǎn)速為55r/min，成型造粒時(shí)造粒機(jī)的安裝傾角為45°、50°、55°及60°。觀察成型情況，對(duì)達(dá)到要求的粒度進(jìn)行篩分，然后計(jì)算得到成型率，確定最佳安裝角度。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)得出結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 傾角試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)表4試驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，相同的時(shí)間內(nèi)，隨著圓盤(pán)造粒機(jī)安裝傾角的變化，成型率變化不大，但是根據(jù)成型率及過(guò)程觀察，當(dāng)造粒機(jī)安裝傾角為55°時(shí)，粒型及成型率最高；并且在試驗(yàn)過(guò)程中觀察，物料的運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線形式，當(dāng)安裝傾角較小時(shí)，物料運(yùn)動(dòng)軌跡較長(zhǎng)，停留時(shí)間較長(zhǎng)，容易形成大顆粒，當(dāng)安裝傾角過(guò)大時(shí)，物料運(yùn)動(dòng)軌跡較短，物料下落的速度大，下落時(shí)間較短，容易形成細(xì)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(shí)的造粒機(jī)安裝傾角為55°最佳。

3 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)試驗(yàn)情況可以看出，成型水量、膨潤(rùn)土與有機(jī)物配比、造粒機(jī)的轉(zhuǎn)速與傾角等參數(shù)均對(duì)復(fù)合土壤調(diào)理材料造粒成型有著較大的影響。根據(jù)試驗(yàn)探索可知，當(dāng)成型水量為15%，膨潤(rùn)土與有機(jī)物比例為8∶1.5，造粒機(jī)轉(zhuǎn)速為65r/min及安裝傾角為55°時(shí)，成型造粒較好，成型率可以達(dá)到82%左右，粒度(1.00～4.75mm或3.35～5.60mm)為91.6%，能夠滿足產(chǎn)品要求。