1 前言

氮磷鉀復合肥是我國農業生產中施用范圍最廣的復混肥料品種，其顆粒的物理強度直接關系到產品在包裝堆碼、物流轉運及田間機械化施用環節的品質表現。強度不足的顆粒在搬運中易破碎粉化，產生大量細屑粉塵，不僅造成氮磷鉀有效成分的流失，還會影響撒施的均勻性，甚至加劇顆粒結塊，降低肥料利用效率。顆粒強度與造粒工藝參數密切相關，是衡量造粒穩定性的重要量化指標。

氮磷鉀肥顆粒多為高塔、轉鼓或噴漿工藝成型的硬質球形脆性物料，受壓超過閾值即發生脆性斷裂，適配球形脆性顆粒檢測模式。本方案依據GB/T 44750-2024《顆粒 抗壓強度的測量》及GB/T 10516-2012《硝酸磷肥顆粒平均抗壓碎力的測定》等標準，利用顆粒強度測定儀搭建規范化操作流程，對篩分定級、樣品預處理及數據采集等關鍵環節做出明確規定。方法簡潔可靠，適用于硝酸磷肥、硝酸磷鉀肥及摻混肥料等各類氮磷鉀肥顆粒的強度檢測，可滿足肥企產線中控、成品放行及第三方合規檢驗等多場景需求。

2 儀器與試劑

2.1 儀器

優云譜顆粒強度測定儀；鼓風干燥箱；標準分樣篩（3.0 mm、4.75 mm）；游標卡尺或電子數顯卡 尺、鑷子等。

圖 1：顆粒強度測定儀外觀圖

2.2 耗材與輔助用品

氮磷鉀肥顆粒；無水乙醇（分析純）；無塵軟毛刷。

3 實驗方法

3.1 樣品準備

取樣：按照 GB/T 41948《顆粒表征 樣品準備》的規定進行取樣。從批量化肥產品中隨機采 集具有代表性的氮磷鉀肥樣品，取樣量能滿足完成全部測試。

篩分等級：

根據產品標準規定的粒度范圍，使用對應規格的標準篩對樣品進行篩分。常見的氮磷鉀肥粒 度分級如下：

?小顆粒氮磷鉀肥：粒徑 d < 2.00 mm

?中顆粒氮磷鉀肥：2.00 mm ≤ d <4.75 mm

?大顆粒氮磷鉀肥：d ≥ 4.75 mm

必要時可用游標卡尺測量顆粒的直徑，篩分后選取目標粒度區間的完整顆粒備用。

樣品挑選：用鑷子從篩分后的樣品中隨機選取 30 粒完整、表面無明顯缺陷的氮磷鉀肥顆粒。注：GB/T 10516-2012 標準要求對隨機取樣的 60 個單顆粒進行逐一測試。建議每批次檢測選取 30 ~ 60 粒，可根據檢測精度要求和檢測效率綜合確定。本方案以 30 粒硫酸鉀復合肥為基準進 行說明。

樣品預處理：將樣品置于鼓風干燥箱中干燥 2 h，然后置于干燥器中冷卻至室溫，備用。

3.2 樣品測試步驟

開機自檢：開啟儀器電源，選擇顆粒類型（氮磷鉀肥屬于脆性顆粒），儀器自動完成整機自 檢。壓桿自動升降歸零，自檢完成后，界面顯示“待檢測”。

模式選擇：選擇球形顆粒檢測界面，清空歷史測試數據。

樣品放置：用鑷子夾取 1 顆氮磷鉀肥顆粒平穩放置于樣品托盤中心區域，保證顆粒居中無 傾斜。

啟動測試：點擊“開始”進行測試。壓桿勻速向下運動，接觸樣品后實時顯示當前壓力值。數據采集：顆粒強度測定儀持續實時采集壓力數值，氮磷鉀肥顆粒受壓破碎瞬間蜂鳴報警，設備自動記 錄破碎峰值壓力，壓桿自動回升至初始位置，單次測試數據自動存入系統。

清理托盤：單次測試完成后，用毛刷清掃托盤內肥料碎屑，再進行下一粒測試。

平行測試：每組連續有效測試 15 粒，中途若顆粒打滑、未破碎觸發超壓保護，點擊“停止”舍棄本次數據，重新檢測。

圖 2：樣品篩分與烘干

3.3 儀器操作說明

顆粒類型選擇：開機主界面選擇“脆性顆粒”（氮磷鉀肥屬于脆性顆粒）。

清零：如儀器不顯示“0”，點擊“清零”按鍵。

查看數據：點擊“查看”進入查看界面，可存儲 15 次測試數據，保存平均值及變異系數。打印：點擊“打印”打印本輪測試數據。

清空：點擊“清空”清空本輪測試數據粒。

4 結果與討論

4.1 結果統計

儀器自動存儲 15 組單粒顆粒破碎壓力值，自動計算：

單粒顆粒強度：破碎瞬間最大壓力，單位 N；

批次平均顆粒強度：15 組數據算術平均值，單位 N；

變異系數 Cv：反映氮磷鉀肥顆粒強度均勻性，用于評價造粒工藝穩定性。無需額外換算公式，直接以儀器輸出平均壓力作為最終檢測結果。

4.2 測試結果

圖 3：樣品測試過程與數據圖

4.3 精密度

變異系數越小，說明顆粒均勻性越好。顆粒的形狀和大小會影響顆粒的顆粒強度結果。GB/T 10516-2012 標準要求通過測定一定數量顆粒計算其平均抗壓碎力，以有效反映整批顆粒的總體強 度水平。

5 方案特點與優勢

5.1 顆粒強度測定儀性能亮點

操控便捷：配備觸摸式人機界面，參數預設后一鍵啟動，數據自動統計并支持結果打印。

智能防護：內置超壓停機保護功能，有效防止高硬度顆粒對傳感器造成損壞。

高分辨檢測：力值分辨力達0.01 N，能夠清晰識別不同造粒工藝或配方調整帶來的強度差異，為生產調優與品質分級提供精細數據支撐。

5.2 適用對象與檢測能力

樣品類型：涵蓋硝酸磷肥、硝酸磷鉀肥、摻混肥料（BB肥）等各類氮磷鉀復混肥顆粒。

尺寸兼容：適配粒徑0.2~25 mm（或0.5~25 mm，視儀器型號而定）的顆粒。

效率表現：單粒檢測耗時短，數據重復性良好，可滿足批量化快速檢測需求。

5.3 關鍵質控要點

環境管控：建議在溫度10~30℃、相對濕度≤70%的實驗環境下操作，化肥顆粒易吸濕受潮，環境濕度控制尤為關鍵。

篩分規范：須依據產品標準規定的粒度范圍進行篩分，確保所測顆粒粒徑符合規格要求。

取樣代表性：嚴格遵循隨機取樣原則，保證檢測結果能夠真實反映批次產品的整體質量水平。

規范操作與維護：測試前后及時清理托盤碎屑，保持儀器潔凈干燥；定期使用標準砝碼對力值進行校驗，保障長期檢測數據準確可靠。

6 結論

本方案依據GB/T 44750-2024《顆粒 抗壓強度的測量》及GB/T 10516-2012《硝酸磷肥顆粒平均抗壓碎力的測定》等標準，利用顆粒強度測定儀建立了一套規范化的氮磷鉀肥顆粒抗壓強度檢測流程。該方法充分貼合復混肥顆粒硬質球形脆性的物理特征，通過篩分定級、統一檢測模式及多粒平行測定，有效保證了數據的穩定性和可比性。

整套方案操作門檻低、智能程度高、檢測結果客觀，能夠準確反映氮磷鉀肥顆粒在包裝堆碼、物流轉運及田間施用過程中的抗破碎能力，適用于肥料生產企業的產線中控、成品放行、農業部門質量監管及科研機構的肥料研發等多元場景，具有良好的實用推廣價值。