掺混肥料取样方法的研究

1掺混肥料取样方法的研究刘文锋（烟台五洲施得富肥料有限公司，山东烟台264001）［关键词］掺混肥料；四角取样法；对角线方向两角取样［摘要］通过掺混肥料“四角取样”与“对角线方向两角取样”所得实验数据的详细分析，说明了掺混肥料四角取样采集样品的可行性以及对角线方向取样的局限性掺混肥料(俗称BB肥)是由几种不同物理性质的基础颗粒混合而成，易产生离析现象，造成不同位置和方向的养分含量不相同，针对掺混肥料的特殊性质，我们将采用封闭式的采样探子，对掺混肥料分别进行四角取样和对角线方向两角取样，然后进行实验数据比较，研究那一种取样方法更适合于掺混肥料的样品采集，以此对掺混肥料的取样方法进行可行性研究。采样器的主要技术参数：采用改进的可封闭的采样探子，内槽长度41cm（由两个约2.5cm的隔断均匀分割成三部分），槽宽1.8cm,内径2.5cm，每管样品约110g~130g。具体实验步骤：取由代表性样品20袋，将其放倒整平，如图1所示：图1ABDC先用采样器沿AC对角线方向依次从包装袋的A、C两端插入至袋的二分之一处，每袋取出两管样品，合计取样40管，样品混合后记为样品1；然后用采样器沿BD对角线方向依次从包装袋的B、D两端插入至袋的二分之一处，每袋取出两管样品，合计取样40管，样品混合后记为样品2；另取同一批产品（10吨50公斤装）的有代表性样品20袋，将其放倒整平，如图1所示：用采样器沿AC和BD对角线方向依次从包装袋的A、B、C、D四个端点插入至袋的二分之一处，每袋取出四管样品，合计取样80管，样品混合后记为综合样品，将该取样方法简称为“四角取样法”。将样品1、样品2、综合样品分别进行实验分析测定，然后进行实验数据分析。表1：2006年2月13日BB肥27-18-10的实验数据%项目样品1样品2平均值综合样品理论值ω(N)26.326.126.226.226.8ω(P2O5)19.018.318.618.918.1ω(K2O)11.112.211.611.511.2ω(N+P2O5+K2O)56.456.656.456.656.1包装袋正面底部上口2数据分析：1)在该产品的基础物料中，由于磷酸二铵的颗粒粒径小于尿素和氯化钾的颗粒粒径，在采样中易被较多地采集，所以样品1、2和综合样品的ω(P2O5)实验值都高于产品的理论值；2)样品1、2实验值ω(N)、ω(P2O5)、ω(K2O)、ω(N+P2O5+K2O)的绝对偏差分别是：0.2%、0.7%、1.1%、0.2%，由于ω(P2O5)、ω(K2O)的实验绝对偏差较大，证明了采用对角线AC取样和对角线BD取样而得到的样品含量不相同，说明了如果我们采用对角线取样，则不能保证在允许的采样误差范围内获得总体物料的有代表性的样品；3)将综合样品的实验值与样品1、2平均值进行比较：单养分含量绝对偏差小于等于0.3%，与理论值进行比较：单养分含量绝对偏差小于等于0.8%，说明了“四角取样法”比对角线取样更具有代表性。表2：2006年2月14日BB肥30-13-10的实验数据%项目样品1样品2平均值综合样品理论值ω(N)30.227.829.028.529.4ω(P2O5)13.215.614.415.014.2ω(K2O)11.012.211.611.411.2ω(N+P2O5+K2O)54.455.655.054.954.8数据分析：1)样品1、2实验值ω(N)、ω(P2O5)、ω(K2O)、ω(N+P2O5+K2O)的绝对偏差分别是：2.4%、2.4%、1.2%、1.2%，并且样品1、2的实验值与理论值都相差悬殊，充分说明了如果我们采用对角线取样将不会得到具有代表性的实验结果，也即对角线取样不具代表性；2)将综合样品的实验值与样品1、2平均值进行比较：单养分含量绝对偏差小于等于0.6%；与理论值进行比较：单养分含量绝对偏差小于等于0.9%，说明了“四角取样法”比对角线取样更具有代表性。表3：2006年2月15日BB肥17-17-17的实验数据%项目样品1样品2平均值综合样品理论值ω(N)17.615.616.616.717.1ω(P2O5)16.617.116.916.916.9ω(K2O)17.920.419.218.718.3ω(N+P2O5+K2O)52.153.152.752.352.33数据分析：1)在该产品的基础物料中，由于磷酸一铵的颗粒表观密度较其它基础物料的表观密度小，造成生产过程中的离析现象，使得不同方向对角线上的取样实验结果绝对偏差较大；2)样品1、2实验值ω(N)、ω(P2O5)、ω(K2O)、ω(N+P2O5+K2O)的绝对偏差分别是：2.0%、0.5%、2.5%、1.0%，并且样品1、2的实验值与理论值进行比较，ω(K2O)的绝对偏差分别是0.4%、2.1%，以上比较数据充分说明了如果我们采用对角线取样将不会得到具有代表性的实验结果，也即对角线取样不具有代表性；3)将综合样品的实验值与样品1、2平均值进行比较：单养分含量绝对偏差小于等于0.5%；与理论值进行比较：单养分含量绝对偏差小于等于0.4%，说明了采用“四角取样法”适用于该产品的样品采集。表4：2006年2月16日BB肥19-19-19的实验数据%项目样品1样品2平均值综合样品理论值ω(N)18.417.818.118.318.6ω(P2O5)19.720.420.020.219.4ω(K2O)20.020.720.320.020.5ω(N+P2O5+K2O)58.158.958.458.558.5数据分析：1)在该产品的基础物料中，由于磷酸二铵的颗粒表观密度较大、颗粒粒径较小，在采样中易被较多地采集，所以样品1、2和综合样品的ω(P2O5)实验值都高于产品的理论值；2)样品1、2实验值ω(N)、ω(P2O5)、ω(K2O)、ω(N+P2O5+K2O)的绝对偏差分别是：0.6%、0.7%、0.7%、0.8%，说明了对角线取样不具有代表性；3)将综合样品的实验值与样品1、2平均值进行比较：单养分含量绝对偏差小于等于0.3%；与理论值进行比较：单养分含量绝对偏差小于等于0.8%，说明了采用“四角取样法”更适用于该产品的样品采集。表5：2006年2月17日BB肥31-12-10的实验数据%项目样品1样品2平均值综合样品理论值ω(N)29.729.629.629.730.2ω(P2O5)14.814.914.914.713.1ω(K2O)9.810.210.010.111.1ω(N+P2O5+K2O)54.354.654.554.554.4数据分析：1)在该产品的基础物料中，由于磷酸二铵的颗粒表观密度较大、颗粒粒径较小，在采样中易被较多地采集，所以样品1、2和综合样品的ω(P2O5)实验值都高于产品的理论值；42)在该实验中，由于样品1、2和综合样品实验值ω(N)、ω(P2O5)、ω(K2O)、ω(N+P2O5+K2O)的绝对偏差均小于等于0.4%，说明了对于该批肥料采用对角线取样或四角取样都具有一定代表性；由于BB肥31-12-10与BB肥30-13-10生产所用的基础物料都包括尿素、磷酸二铵、氯化钾，而表2（BB肥30-13-10的实验数据）与表5（2006年2月17日BB肥31-12-10的实验数据）所得实验结论不同，具体分析如下：在BB肥30-13-10的生产中，我们采用了晋城尿素，由于晋城尿素的颗粒大小不够均匀，特别是所含有的大颗粒尿素与其它物料粒径不匹配，使得基础物料不易混匀，从而出现严重的离析现象，造成了不同对角线取样实验结果的绝对偏差较大；在选择BB肥31-12-10的基础物料时，我们采用的是均匀性最好的海南尿素，并且尿素与所采用的磷酸二铵、氯化钾颗粒粒径匹配性能好，可以在某种程度上避免离析现象的出现。由于物料能够混合均匀，所以对角线取样和四角取样均具有一定的代表性。我们从以上数据分析可以得出如下结论：对掺混肥料进行对角线方向两角取样具有一定的局限性，即只有在物料均匀混合的情况下才具有可行性，但是由于组成掺混肥料的几种基础物料在物理性质如：颗粒粒径大小、均匀度，表观密度，圆润度等方面都存在不同程度上的差异，极易造成离析现象的出现。例如我们公司BB肥19-19-19的生产包括大颗粒尿素、磷酸二铵、磷酸一铵、氯化钾四种基础物料，各基础物料的物理性质均有不同程度的差异，所以就不可避免地产生离析现象。如尿素表观密度小、体积大、圆润易滚动，在生产中我们采用滚筒搅拌系统，边搅拌边由提升机提升后进行灌包包装，在此过程中，尿素易于向AD与CD方向集中，如图1所示；在肥料的运输工程中，尿素又易于向物料的外缘集中。其它基础物料由于其自身独特的物理性质也易产生向一定方向部位集中的现象。由于掺混肥料的总体物料的特性值沿着一定方向而改变，属于定向非随机不均匀物料，根据GB6678-2003《化工产品采样》的第4页7.5.2之规定：对于定向非随机不均匀物料要分层采样，并尽可能在不同特性值的各层中采出能代表该层物料的样品。我们通过以实验数据说明了对角线AC与BD方向上具有不同的特性值，按照《化工产品采样》要求，我们要同时在对角线AC与BD方向上采集样品，即我们采用的“四角取样法”，同时以上实验数据也有利地说明了我们采用的“四角取样法”适用于掺混肥料的样品采集。在进行掺混肥料取样方法的研究上，我们进行了大量实验，以下数据可供参考：表6：2006年2月18日BB肥18-18-18的实验数据%项目样品1样品2平均值综合样品理论值ω(N)17.917.317.617.617.4ω(P2O5)18.018.218.118.017.8ω(K2O)18.419.819.119.419.3ω(N+P2O5+K2O)54.355.354.855.054.5表7：2006年2月21日BB肥18-18-18的实验数据%项目样品1样品2平均值综合样品理论值ω(N)18.417.718.017.917.75ω(P2O5)17.818.818.318.518.1ω(K2O)18.819.419.119.019.0ω(N+P2O5+K2O)55.055.955.455.454.8表8：2006年2月19日BB肥27-18-10的实验数据%项目样品1样品2平均值综合样品理论值ω(N)26.725.926.326.526.8ω(P2O5)19.120.119.619.318.9ω(K2O)10.411.010.710.711.2ω(N+P2O5+K2O)56.257.056.656.556.9表9：2006年2月20日BB肥27-18-10的实验数据%项目样品1样品2平均值综合样品理论值ω(N)26.826.126.426.426.8ω(P2O5)19.220.019.619.418.9ω(K2O)10.511.310.911.211.2ω(N+P2O5+K2O)56.557.456.957.056.9表10：2006年2月27日BB肥27-18-10的实验数据%项目样品1样品2平均值综合样品理论值ω(N)28.127.528.027.827.5ω(P2O5)17.516.417.017.417.5ω(K2O)8.911.410.29.910.2ω(N+P2O5+K2O)54.555.354.955.155.2表11：2006年2月28日BB肥27-18-10的实验数据%项目样品1样品2平均值综合样品理论值ω(N)28.627.828.228.127.5ω(P2O5)17.216.616.917.017.56ω(K2O)8.611.09.89.610.2ω(N+P2O5+K2O)54.455.454.954.755.2表12：2006年2月20日BB肥19-19-19的实验数据%项目样品1样品2平均值综合样品理论值ω(N)18.417.818.118.318.5ω(P2O5)19.420.419.920.119.4ω(K2O)19.620.420.019.720.1ω(N+P2O5+K2O)57.458.658.058.158.0表13：2006年2月