Đổi mới công nghệ sản xuất NPK bón thúc: Từ thực tiễn dây chuyền NPK đến giải pháp xuất thẳng sản phẩm

Trong sản xuất phân bón NPK bón thúc có chứa supe lân tại Supe Lâm Thao, hiện tượng đóng cứng và vón cục luôn là thách thức lớn. Các sản phẩm như NPK 12-5-10; NPK 12-3-10; NPK 12-3-13 dù đã trảiqua nhiều cải tiến vẫn buộc phải lưu kho 3-4 ngày trước khi xuất bán theo quy trình áp dụng từ năm 2006. Giải pháp “lưu kho chờ ổn định” này thực chất là một sự đánh đổi: Tiêu tốn diện tích và chi phí kho bãi; gia tăng nhân lực vận hành; chưa xử lý triệt để chất lượng cảm quan khi vẫn xuất hiện các cục lớn sau xử lý cơ học. Đứng trước thực tiễn sản xuất đặt ra yêu cầu cấp thiết: “Phải kiểm soát được bản chất kết khối của sản phẩm ngay trong quá trình tạo hạt, thay vì xử lý hậu kỳ”, nhóm tác giả của Supe Lâm Thao đã nghiên cứu để đưa ra giải pháp nhằm giải quyết các tồn tại nêu trên.

Khác với các hướng xử lý trước đây, nhóm nghiên cứu lựa chọn tiếp cận theo hướng can thiệp trực tiếp vào cơ chế hình thành hạt và tương tác vật liệu trong quá trình vê viên - sấy khô:

Tái cấu trúc định mức ure - yếu tố then chốt: Một trong những rào cản kỹ thuật lớn là giới hạn hàm lượng ure (≤ 65 kg/tấn) do nguy cơ chảy dính khi sấy. Nhóm nghiên cứu đã từng bước nâng mức này lên 75 kg/tấn, sau đó đạt 90 kg/tấn, đồng thời: Điều chỉnh áp suất hơi trong thùng quay; kiểm soát trạng thái bán nóng chảy của ure. Kết quả cho thấy ure không còn là yếu tố gây kết dính mà trở thành thành phần hỗ trợ tạo hạt ổn định khi được kiểm soát đúng điều kiện.

Thay đổi bản chất phụ gia - từ cao lanh sang phù sa: Một điểm sáng tạo nổi bật là việc thay thế một phần cao lanh đỏ bằng phù sa: Phù sa có cấu trúc hạt và tính chất bề mặt phù hợp hơn trong việc hạn chế liên kết cứng giữa các hạt, đồng thời giúp giảm đáng kể chi phí nguyên liệu. Đây là bước chuyển từ “phụ gia trơ” sang “phụ gia chức năng”.

Tối ưu hóa chế độ sấy - kiểm soát độ ẩm tới hạn: Độ ẩm sản phẩm được xác định là yếu tố quyết định đến khả năng kết khối. Nhóm nghiên cứu đã điều chỉnh đồng bộ nhiệt độ đầu vào - đầu ra, tối ưu lưu lượng khí sấy, đồng thời hạ độ ẩm sản phẩm xuống ≤ 1,5%. Mức độ này đủ thấp để hạn chế hoàn toàn quá trình tái kết dính sau khi tạo hạt.

Nâng cao chất lượng hình học của hạt: Việc tăng tỷ lệ hạt kích thước 2÷4 mm lên ≥ 92% và cải thiện độ tròn đều giúp giảm diện tích tiếp xúc giữa các hạt, đồng thời hạn chế điểm bám dính cục bộ. Đây là yếu tố cơ học quan trọng góp phần chống kết khối.

Triển khai thực tế và kết quả

Sau quá trình thử nghiệm và hiệu chỉnh liên tục, các thông số công nghệ tối ưu đã được xác lập và đưa vào vận hành thực tế: Tháng 4/2023: Triển khai xuất thẳng NPK 12-5-10. Đến tháng 10/2023: Mở rộng sang NPK 12-3-10 và NPK 12-3-13. Sản phẩm đạt đồng thời các tiêu chí: Hạt cứng, tròn đều; tan nhanh; không đóng cứng sau sản xuất; hình thức hạt phân bón đều, đẹp. Đặc biệt quan trọng hơn, đó là quy trình lưu kho trung gian đã được loại bỏ hoàn toàn.

Thành công của Công trình đã mang lại nhiều giá trị thiết thực cho Công ty. Cụ thể:

Hiệu quả kinh tế: Trong 8 tháng triển khai, sản lượng xuất thẳng: 24.986,45 tấn NPK 12-5-10. Hiệu quả tài chính: Tiết kiệm chi phí xử lý và vận chuyển: 617,17 triệu đồng; tiết kiệm nguyên liệu nhờ thay thế cao lanh: 839,82 triệu đồng. Tổng giá trị làm lợi khoảng 1,46 tỷ đồng. Hiệu quả kỹ thuật và sản xuất: Thành công của giải pháp không chỉ góp phần ổn định chất lượng sản phẩm ngay từ công đoạn tạo hạt, giảm phụ thuộc vào xử lý sau sản xuất, mà còn giúp tăng hiệu suất vận hành dây chuyền. Tác động xã hội và môi trường: Áp dụng giải pháp đã giúp giảm cường độ lao động thủ công, giảm nhu cầu diện tích kho bãi. Và hơn thế nữa, giải pháp đã giúp tối ưu sử dụng tài nguyên tự nhiên (phù sa thay thế khoáng khai thác).

Giải pháp nghiên cứu và triển khai tại dây chuyền NPK 4 đã được thực tiễn sản xuất kiểm chứng và được vinh danh tại Hội thi sáng tạo kỹ thuật toàn quốc lần thứ 18. Kết quả cho thấy một nguyên lý cốt lõi: Kiểm soát quá trình hình thành sản phẩm ngay từ công nghệ là chìa khóa để loại bỏ các khiếm khuyết mang tính hệ thống. Thành công của công trình không chỉ dừng lại ở hiệu quả kinh tế mà còn thể hiện tư duy đổi mới trong ngành sản xuất phân bón - hướng tới công nghệ tinh gọn, hiệu quả và bền vững. Giải pháp không chỉ phù hợp với dây chuyền hiện tại mà còn có tiềm năng nhân rộng trong các hệ thống sản xuất NPK tương tự. Việc làm chủ công nghệ tạo hạt và kiểm soát kết khối mở ra hướng nâng cao chất lượng, tối ưu chi phí và gia tăng giá trị bền vững cho Supe Lâm Thao nói riêng và ngành phân bón nói chung.