CN1481346A - 硅酸磷酸肥料用原料及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供由于含有适量的磷酸，硅酸的溶解特性优良，而且可以廉价制造的硅酸磷酸肥料用原料及适合其制造的原料制造方法。因此硅酸磷酸肥料用原料，是在高炉铁水的铁水预处理中回收的炉渣，含有在铁水中作为硅氧化物的硅酸和作为磷氧化物的磷酸，且含有10质量％以上的可溶性硅酸。该硅酸磷酸肥料用原料，由于所含磷酸的作用使硅酸的溶解特性变得优良，同时硅酸容易被植物吸收，且磷酸本身也作为肥效成分发挥作用，所以作为肥料的特性优良，而且由于可以直接使用在铁水预处理中回收的炉渣，所以可以廉价制造。另外，在原料制造方法中，对于高炉铁水的铁水预处理工序，在铁水中添加CaO源和氧源，促使在铁水中发生硅的氧化反应和铁水的脱磷反应，通过回收含有在该反应中生成的硅酸和磷酸的炉渣，得到含有10质量％以上的可溶性硅酸，且含有磷酸的炉渣。

Description

硅酸磷酸肥料用原料及其制造方法

技术领域

本发明涉及硅酸磷酸肥料用原料及其制造方法。

背景技术

硅酸质肥料是以主要对水稻补给硅酸为目的的肥料，通常含有10质量％以上的可溶性硅酸，大量应用于水田的土壤保持或老化水田的土壤改良。另外，近年来，硅酸质肥料的强化植物体、预防病虫害等作用得到了重视，不仅水稻，在黄瓜等蔬菜中也得到了应用。

硅酸质肥料也可以从作为天然资源的硅灰石制造，但现在多数硅酸质肥料以高炉渣为原料制造。

近年来，由于农业劳动力的不足等原因，出现了水田中硅酸质肥料施肥不充分，和现在使用的硅酸质肥料的溶解特性不适合植物吸收的问题。基于这些原因，需要开发硅酸的溶解特性优良，且只需少量施肥量的肥料，在日本专利公开2000-264768号公报中提出了在高炉渣中添加、反应酸等溶解促进剂，从而增大可溶性硅酸量的硅酸质肥料。而且，根据该提案，在酸中磷酸的效果最佳，而且可以作为肥料的有效成分发挥作用，所以最为适合。

但，由于上述现有技术使高炉渣和磷酸反应，所以与炉渣不同需要准备磷酸作为添加剂，同时需要炉渣和磷酸的反应工序，因此，从原材料和能量的角度考虑，存在制造成本高的问题。

发明的公开

本发明的目的在于提供硅酸磷酸肥料用原料，因其含有适量的磷酸，硅酸的溶解特性优良，且可以廉价制造。

此外，本发明的另一个目的在于提供适于得到上述硅酸磷酸肥料用原料的硅酸磷酸肥料用原料的制造方法。

此外，本发明的再一个目的在于提供使用上述硅酸磷酸肥料用原料的硅酸磷酸肥料及其制造方法。

本发明者对于在肥料的组成及制造成本上满足上述要求的硅酸磷酸肥料用原料进行了反复研究，结果发现，在高炉铁水的铁水预处理工序中回收的特定炉渣极其适合用作硅酸磷酸肥料的原料，不需要进行特殊的处理，可以直接用作硅酸磷酸肥料用原料，而且显示出作为肥料的优良特性。另外，其中，具有特定碱度的炉渣，进而优选在特定的冷却条件下得到的炉渣，显示出作为肥料的特别优良的性能。

以上述发现为基础，本发明提供的硅酸磷酸肥料用原料为，在高炉铁水的铁水预处理工序中回收的炉渣，其特征在于，含有在铁水中作为硅氧化物的硅酸，和作为磷氧化物的磷酸，且含有10质量％以上的可溶性硅酸。

作为该硅酸磷酸肥料用原料的炉渣，为了提高硅酸的溶解特性，且得到磷酸的肥效，优选含有2质量％以上的可溶性磷酸。

作为这种炉渣，从不用增加如现有技术的特别处理而得到硅酸磷酸肥料用原料的角度考虑，优选使用在铁水预处理工序中回收的铁水脱磷炉渣。

此外，作为上述硅酸磷酸肥料用原料的炉渣，从硅酸的溶解特性及铁水脱磷工序中的脱磷效率等角度考虑，优选碱度(CaO/SiO₂)为1.5～2.5。

特别是，具有上述碱度的炉渣，是通过在铁水预处理工序中被回收之后，将至少在1300～1000℃的温度区域以低于100℃/分的冷却速度进行冷却而得到的炉渣时，由于可以得到优良的粉化性，所以优选。

此外，作为上述硅酸磷酸肥料用原料的炉渣(特别是，具有上述碱度的炉渣)，是通过在铁水预处理中被回收之后，将至少在1300～1000℃的温度区域以100℃/分以上的冷却速度进行冷却而得到的炉渣时，由于可以得到特别高的硅酸可溶率，所以优选。

作为上述硅酸磷酸肥料用原料的炉渣，为了尽量提高可溶性磷酸的含量，最好尽量减少氟含量，特别优选实质上不含氟，即最优选不含除在炉渣生成工序中不可避免而混入的氟以外的氟。

上述硅酸磷酸肥料用原料直接作为硅酸磷酸肥料，或作为硅酸磷酸肥料的主要原料。从而，本发明提供上述硅酸磷酸肥料。

将上述硅酸磷酸用原料用作硅酸磷酸肥料时，硅酸磷酸肥料用原料最好实施破碎处理和/或整粒。

上述硅酸磷酸肥料用原料，特别是进行破碎处理和/或整粒的硅酸磷酸肥料用原料，优选通过使用适当粘合剂的造粒工序成为硅酸磷酸肥料，这样的硅酸磷酸肥料，很少出现施肥时的飞散、被雨水流出、地面通水性或通气性的阻碍等问题。而且，形状规则且接近球状，不具有棱角，所以也具有良好的处理性。

为得到满足上述条件的硅酸磷酸肥料用原料，下述制造方法是适合的。

(1)硅酸磷酸肥料用原料的制造方法，在高炉铁水的铁水预处理工序中，在铁水中添加CaO源和氧源，促使在铁水中发生硅的氧化反应和铁水的脱磷反应，通过回收在该反应中生成的含有硅酸和磷酸的炉渣并使其固化，得到含有10质量％以上的可溶性硅酸且含有磷酸的炉渣。

另外，从上述角度出发，在该制造方法中特别适合的条件如下所述。

(2)上述(1)的硅酸磷酸肥料用原料的制造方法，其中铁水预处理工序为铁水脱磷工序。

(3)上述(1)或(2)的硅酸磷酸肥料用原料的制造方法，其中回收碱度(CaO/SiO₂)为1.5～2.5的炉渣，并使其固化。

(4)上述(3)的硅酸磷酸肥料用原料的制造方法，其中通过将至少在1300～1000℃的温度区域以低于100℃/分的冷却速度进行冷却而使回收的炉渣固化。

(5)上述(1)～(3)任一项所述的硅酸磷酸肥料用原料的制造方法，其中通过将至少在1300～1000℃的温度区域以低于100℃/分的冷却速度进行冷却而使回收的炉渣固化。

此外，使用通过上述各制造方法得到的硅酸磷酸肥料用原料，可以制造硅酸磷酸肥料。从而，本发明提供上述硅酸磷酸肥料的制造方法。而且，此时，优选实施如同上述的硅酸磷酸肥料用原料的粉碎和/或整粒工序、添加粘合剂的造粒工序。

如同上述的本发明的硅酸磷酸肥料用原料，由于所含磷酸的作用，硅酸的溶解特性优良，同时，硅酸容易被植物吸收，且磷酸本身作为肥效成分发挥作用，所以不必额外施加磷肥或可以减少其施肥量等，显示出作为肥料的优良的特性，而且在铁水预处理中回收的炉渣可以直接利用，所以可以极其廉价地制造。另外，根据本发明的硅酸磷酸肥料用原料的制造方法，可以稳定且廉价制造具有上述优良特性的硅酸磷酸肥料用原料。

附图的简单说明

图1为表示铁水脱磷炉渣的碱度和硅酸可溶率之间关系的图。

图2为表示铁水脱磷炉渣的碱度和可溶性硅酸含量之间关系的图。

图3为表示在被回收之后，慢冷却的炉渣的碱度和冷却时的粉化性之间关系的图。

图4为表示本发明的硅酸磷酸肥料用原料的造粒工序的一例的说明图。

图5为表示本发明的硅酸磷酸肥料用原料的造粒工序的其他例的说明图。

发明的详细说明

下面，详细说明本发明的硅酸磷酸肥料用原料及其制造方法和优选的实施形态，同时也说明从该硅酸磷酸肥料用原料得到的硅酸磷酸肥料及其制造方法。

本发明的硅酸磷酸肥料用原料为在高炉铁水的铁水预处理工序中回收的炉渣，含有在铁水中作为硅氧化物的硅酸和作为磷氧化物的磷酸，且含有10质量％以上的可溶性硅酸。此时，本发明中所述的可溶性硅酸是指0.5mol的盐酸溶液可溶成分的硅酸，而且可溶性磷酸是指2％柠檬酸(pH2)可溶成分的磷酸。而且，分析法按照肥料分析法(农林水产省农业环境技术研究所法)。

作为如同上述的炉渣，特别优选在高炉铁水的脱磷处理工序中回收的铁水脱磷炉渣。该铁水炉渣，通常含有10质量％以上的可溶性硅酸，同时含有适量的磷酸(通常，可溶性磷酸：2质量％以上)，进而含有钙(通常，CaO：25质量％以上)、铁成分(通常，T.Fe：1.5质量％以上)等。因此磷酸切断硅酸的聚合物，生成可溶性磷酸硅酸化合物，例如，蓝硅磷灰石(シリコカ一ノタイト)(5CaO·P₂O₅·SiO₂)或叠磷硅钙石(ナ一ゲルシユミタイト)(7CaO·P₂O₅·2SiO₂)，从而提高硅酸的溶解特性，同时，磷酸、钙、铁成分可以用作肥效成分，发挥作为硅酸磷酸肥料的优良的效果。而且，炉渣不进行如同现有技术的特别处理，可以直接将在铁水预处理工序中回收的炉渣用作硅酸磷酸肥料用原料，从而可以低成本制造。

用作硅酸磷酸肥料用原料的炉渣，所含可溶性硅酸为10质量％以上，优选20质量％以上。而且，该炉渣含有2质量％以上，优选含有3质量％以上的可溶性磷酸，以便提高硅酸的溶解特性且得到磷酸的肥效。通常，铁水脱磷炉渣含有硅酸及磷酸，且硅酸的可溶率及磷酸的可溶率同时在70％以上，所以含有10质量％以上的可溶性硅酸，2质量％以上的可溶性磷酸，显示出作为肥料的优良的溶解特性。

如同上述的作为硅酸磷酸肥料用原料的炉渣，优选可溶性硅酸的含量高，但本发明者研究结果发现，在提高可溶性硅酸的含量方面，存在对于炉渣(特别是，铁水脱磷炉渣)的碱度(CaO/SiO₂)，以及回收后的炉渣的冷却速度适合的条件。

图1表示，在铁水的脱磷处理工序中回收的具有各种碱度(CaO/SiO₂)的炉渣中，对于回收后的炉渣立即通过常用方法慢冷却的炉渣，和通过在铁板上排渣等方法淬火的炉渣，测定其碱度和硅酸可溶率(＝(可溶性硅酸量/总的硅酸量)×100)之间关系的结果。另外，图2为表示利用炉渣中的可溶硅酸的含量整理图1所示结果的图。

这样，将回收的炉渣慢冷却得到的物质，炉渣碱度约为1.0以上且得到了大约80％左右的硅酸可溶率。另一方面，将回收的炉渣实施淬火得到的物质，炉渣碱度约为1.0以上且得到了大约95％以上的硅酸可溶率。其结果，可以得到大约15质量％以上的可溶性硅酸含量。

如图1及图2所示，之所以通过对特定碱度的炉渣实施淬火，可以得到高的硅酸可溶率，是因为通过使炉渣淬火，在炉渣组织中适于提高硅酸溶解性的玻璃结构的比例增加。

根据本发明者的研究结果，为了通过淬火得到如图1及图2所示结果，将回收的炉渣至少在1300～1000℃，优选在1400～950℃的温度区域，以100℃/分以上，优选200℃/分以上的冷却速度进行冷却(淬火)。该100℃/分以上的炉渣的冷却速度为，与通常的炉渣的冷却状态(慢冷却)相比，充分快的冷却速度。在这样的冷却条件下通过对熔融体或过冷液体温度区域中的炉渣实施淬火，可以得到如同前述的溶解性优良的炉渣组织。而且，在上述温度区域外的冷却条件，由于对于形成的炉渣组织不产生很大影响，所以可以任意选择。

而且，将回收的炉渣在如同上述的特定温度区域中以上述冷却速度实施淬火的具体方法，没有特别的限定，例如，在向生成的炉渣中喷吹高压空气使其飞散、冷却的同时达到粒状化的方法(风碎法)；喷射高压水使其飞散、冷却的同时达到粒状化的方法(水碎法)；使在厚钢板上生成的脱硅炉渣流出，通过利用厚钢板的强制冷却和向空气的放热进行冷却的方法等中，可以选择任一方法。而且，作为通常的冷却形态的慢冷却时，一般，将炉渣装入渣罐中，之后，在炉渣处理场进行排渣。

炉渣碱度和硅酸可溶率及可溶性硅酸含量之间的关系如图1及图2所示，炉渣碱度无论小于1.5，还是大于2.5都是可以确保所需的硅酸可溶率和可溶性硅酸含量的碱度范围，但，从可以得到铁水脱磷炉渣的铁水脱磷工序中的脱磷效率的角度考虑，炉渣碱度如果小于1.5，则得不到充分的脱磷效率，因此炉渣碱度优选1.5以上。而且，炉渣碱度超过2.5时，脱磷处理时炉渣的固相比例增加，炉渣成分的离散变大，硅酸的溶解性不稳定而不适合。由于上述原因，炉渣碱度特别优选1.5～2.5的范围。

此外，对于将回收的炉渣慢冷却得到的物质，尤其炉渣碱度在1.5～2.5范围的物质，在冷却时容易粉化(崩解)，具有在用作肥料时可以减轻或省略粉碎处理的优点。这是因为，炉渣成分中的2CaO·SiO₂成分(硅酸二钙)冷却(慢冷却)时，通过相变化体积膨胀，由此炉渣达到粉化。

图3表示，将回收的炉渣以100℃以下的冷却速度冷却得到的物质中，炉渣碱度和冷却时的粉化性(粉化指数)之间关系，其中，粉化指数表示使冷却后的炉渣通过65mm筛时5mm以下颗粒的比例(质量％)。根据图3，慢冷却的炉渣的炉渣碱度在1.5～2.5范围中得到了高的粉化指数。另一方面，在炉渣碱度小于1.5，超过2.5的范围中，由于2CaO·SiO₂以外的化合物的生成量增多，2CaO·SiO₂的比例减少，其粉化性下降。

此外，在以往通常进行的脱磷处理中，为了促进CaO的渣化，添加CaF₂(萤石)作为脱磷剂的一部分，但由于添加该CaF₂，炉渣中的氟浓度增加，相对于1质量％的F，大约11质量％的P₂O₅作为磷灰石被固定，可溶性(柠檬酸可溶性)磷酸浓度下降，存在不能发挥作为硅酸磷酸肥料的作用的问题。因此，铁水脱磷炉渣，优选尽量减少F含量，更加优选实质上不含F(即，除了不可避免的作为不纯物质含有F以外，不含来自脱磷剂的F)。铁水脱磷炉渣实质上不含F时，作为难溶性化合物的氟磷灰石(Ca₅·(PO₄)₃·F)减少，且磷酸钙、蓝硅磷灰石(5CaO·P₂O₅·SiO₂)或叠磷硅钙石(7CaO·P₂O₅·2SiO₂)增加，从而可溶性磷酸的比例会增大。

因此，在可以得到铁水脱磷炉渣的脱磷处理中，优选仅使用实质上不含CaF₂且以CaO为主体的脱磷剂(但是，可以含有不可避免的作为不纯物质的少量F)，这样得到的脱磷炉渣同时含有硅酸和磷酸，且实质上不含F，由此磷酸的溶剂特性变得极其优良。

另外，有关上述F的优选条件，在使用铁水脱磷炉渣以外的炉渣时也相同。

如上所述的本发明的硅酸磷酸肥料用原料，可以直接或实施破碎(粉碎)处理和/或整粒(粒度调整)的基础上用作硅酸磷酸肥料。而且，上述硅酸磷酸肥料用原料，尤其是实施破碎处理和/或整粒的硅酸磷酸肥料用原料，优选经过使用适当磷灰石的造粒工序后用作硅酸磷酸肥料，这样的硅酸磷酸肥料很少出现施肥时的分散、被雨水流出、地面通水性或通气性的阻碍等问题。而且，其形状具有规则性且接近球状，不具有棱角，所以也具有良好的处理性。

此外，在本发明的硅酸磷酸肥料用原料中也可以配合其他添加成分，用作硅酸磷酸肥料。

下面，对于本发明的硅酸磷酸肥料用原料由铁水脱磷炉渣构成时，其优选的制造方法进行说明。

铁水脱磷炉渣为高炉铁水的脱磷处理中生成的炉渣，该脱磷处理，通过对铁水添加作为脱磷剂的石灰源和氧源而进行。作为石灰源，通常使用生石灰，但，没有限定于此。而且，作为氧源，可以使用气体氧源(氧气或含氧气体)和/或固体氧源(例如，铁矿石、轧制铁鳞等氧化铁)。另外，作为如同上述的脱磷剂，可以使用实质上不含CaF₂的物质。

在该脱磷处理中，根据处理前的铁水中的磷浓度、处理后的目标磷浓度、如同上述优选的炉渣碱度，确定脱磷剂的添加量。

实施脱磷处理的容器没有特别的限制，通常使用铁水罐等铸桶型容器、鱼雷型铁水罐车、转炉型容器等。脱磷处理对于分离在前工序(例如，脱硅工序)中产生的炉渣的铁水进行。

另外，氧源的供给方法没有特别的限制，供给气体氧时，可以通过利用供氧喷枪顶吹或向铁水中喷射，或底吹等的任意方法供给，另外，供给固体氧源时，可以通过利用浸渍喷枪喷射或上置装入等任意方法向铁水中供给。其中，在气体氧的供给中，在使用转炉型容器或铁水罐实施脱磷处理时，一般通过利用供氧喷枪顶吹，另外，在使用鱼雷型铁水罐车实施时，一般利用浸渍喷枪向铁水中喷射。

此外，石灰源的供给方法也没有特别的限制，可以通过利用浸渍喷枪喷射或上置装入等任意方法向铁水中供给。利用浸渍喷枪向铁水中的喷射，也可以与上述固体氧源同时进行。而且，为了提高脱磷效率，可以使用载气从铁水的浴面上方向浴面投射(喷吹)石灰源。作为该载气，可以使用氮气或惰性气体或如同前述的气体氧。

此外，供给石灰源和氧源的浴面或浴中的位置可以任意选择，但，为了提高脱磷效率，可以在浴面或浴中的同一位置供给石灰源和氧源。而且，以同样的目的，可以使用脱磷剂的一部分或全部中，使石灰源和氧源一体化的FeO-CaO系脱磷剂。

使用转炉型容器进行脱磷处理，可以得到特别好的效果(脱磷效果)。这是因为，转炉型容器与铸桶或铁水罐相比，自由空间大，从而可以增大搅拌动力，由此可以产生迅速的渣化和P的物质移动。通常，在转炉型容器中进行的脱磷精炼中，利用供氧喷枪等吹炼氧气。

此外，为了进一步提高脱磷反应效率，优选对于铁水实施气体搅拌。该气体搅拌，例如，通过喷枪或底吹喷嘴等向铁水中吹入氮气或氩气等惰性气体而进行。作为该搅拌气体的供给量，为了得到充分的搅拌性，设定为0.02Nm³/min/铁水吨以上，而且，如果浴的搅拌过强，铁水中的C还原生成的FeO的速度过大，因此优选在0.3Nm³/min/铁水吨以下。

在脱磷处理中为了提高脱磷处理效率，优选处理前的铁水中Si浓度尽量低，而且由此炉渣量也会变少，所以可以得到磷酸浓度高的脱磷炉渣。

这样铁水得到脱磷处理，在铁水中生成硅酸磷酸肥料组成的脱磷炉渣。在脱磷处理结束之后，从铁水保持容器中取出铁水脱磷炉渣，进行冷却使其固化。冷却和固化，可以在从铁水保持容器中取出时进行，也可以在装入容器之后，从该容器取出时进行。

作为冷却固化的方法，如同前述，在冷却熔融体或过冷液体温度区域时，例如，可以采用在生成的铁水脱磷炉渣中喷吹高压空气使其飞散、冷却的同时达到粒状化的方法(风碎法)；在铁水脱磷炉渣中喷射高压水使其飞散、冷却的同时达到粒状化的方法(水碎法)；使在厚钢板上生成的铁水脱磷炉渣流出，通过利用厚钢板的强制冷却和向空气中的放热进行冷却的方法等。而且，在慢冷却时，将炉渣装入渣罐中，之后，在炉渣处理场进行排渣。

经过这样的冷却固化，可以得到作为硅酸磷酸肥料用原料的铁水脱磷炉渣。

如同上述所制造的硅酸磷酸肥料用原料，只要粒度适当，可以直接用作硅酸磷酸肥料，但，冷却固化后的形状为块状等时，进行破碎(粉碎)处理和/或整粒(通过筛分等的粒度调整)之后用作硅酸磷酸肥料。而且，根据情况，也可以配合其他添加成分之后，用作硅酸磷酸肥料。

硅酸磷酸肥料用原料的破碎(粉碎)方法没有特别的限制，可以采用任意方法。例如，可以使用颚式破碎机、杆式破碎机、磨蚀机、叶轮破碎机等粉碎机进行粉碎处理。而且，整粒可以使用任意筛分装置进行，也可以在对硅酸磷酸肥料用原料实施粉碎处理之后，进行整粒。

此外，已进行破碎处理和/或整粒的硅酸磷酸肥料用原料，优选通过使用适当粘合剂的造粒工序之后用作硅酸磷酸肥料，这样造粒的硅酸磷酸肥料，很少出现施肥时的飞散、被雨水流出、地面通水性或通气性的阻碍等问题。而且，形状具有规则性且接近球状，不具有棱角，所以也具有良好的处理性。

造粒方法没有特别的限制，可以采用一般的造粒方法，例如，可以采用在混合机中混合从上述粉碎处理中得到的粉碎物和粘合剂，一边添加适量的水，一边利用造粒机实施造粒，之后，实施干燥的方法。

作为造粒机，可以使用一般使用的造粒机，例如，旋转皿型造粒机、旋转筒型造粒机等，在造粒后还没有达到粒度范围内时，优选采用直接或经过粉碎等处理之后再度回到混合机中，将其作为原料的一部分再次利用的连续造粒方法。

图4表示硅酸磷酸肥料用原料的造粒工序的一例，经上述粉碎处理得到的粉碎物(硅酸磷酸肥料用原料)1，通过斗式装载机被装入装料斗2中，被计量的粉碎物1从装料斗2通过传送机3供给滚筒式旋转型造粒机4。蓄留在容器6中的粘合剂5，也供给该滚筒式旋转型造粒机4，且通过旋转滚筒式旋转型造粒机4，混合粉碎物1和粘合剂5使其造粒。之后，造粒物在干燥器7中被干燥，并通过升降机8被供给于筛分装置9中，进而，在冷却器10中被冷却而成为造粒肥料。而且，也可以在冷却器10中冷却之后，进行筛分而做成造粒肥料。

图5表示硅酸磷酸肥料用原料的造粒工序的其他例，经上述粉碎处理得到的粉碎物1被装入装料斗12中，被计量的粉碎物1从装料斗12被装入搅拌机15中。而且，蓄留在容器14中的粘合剂13，也以规定量被装入搅拌机15中。之后，在搅拌机15中，粉碎物1和粘合剂13被混合，该混合物被供给于皿状造粒机16中，在该皿状造粒机16中被造粒。在皿状造粒机16中被造粒的造粒物，搭乘在带式传送机17中，之后的工序与图4一样，在干燥器7中被干燥，通过升降机8向筛分装置9供给并进行筛分，进而在冷却器10中被冷却而成为造粒肥料。

在造粒工序中使用的粘合剂也没有特别的限制，例如，可以单独或混合使用选自磷酸、粘土、膨润土、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、聚丙烯酸、糖蜜、木质素、硫酸镁、淀粉等的一种以上，但，由于在造粒性和施肥后的肥料粒子的崩解性方面，淀粉、硫酸镁、木质素最为适合，所以优选将在其中选择的一种以上用作粘合剂的主要成分。

在将硅酸磷酸肥料用原料造粒而制造造粒物肥料时，作为对粘合剂要求的特性，可以例举，①应得到优良的造粒性；②在施肥后肥料粒子(造粒物)应容易崩解并可以分散在土壤中；③应具有一定的硬度，从而在制造中及流通至施肥的处理过程中，粒子不崩解；和④粘合剂成分对于包括土壤的环境应不会带来不良影响等。上述淀粉、硫酸镁、木质素，全部满足这些特性要求。而且，其中使用淀粉时，被造粒的肥料粒子的硬度特别高，而且，淀粉可以溶解在雨水或土壤中的水分中，以适当的速度崩解肥料粒子，所以特别优选使用淀粉。另外，由于淀粉通过添加水分使其糊化，之后通过干燥使其固化，所以也具有优良的造粒性，进而，可以被土壤中的微生物分解，所以不会给植物或环境带来不良影响。

作为粘合剂使用的淀粉，可以例举以玉米、木薯、小麦、马铃薯、大米等为原料的淀粉。这些淀粉，根据原料，作为其构成成分的直链淀粉(d-葡萄糖以长的直链状结合的物质)和支链淀粉(d-葡萄糖以分支状结合的物质)的比例不同，糯米或粘玉米等支链淀粉的比例高。进而，作为淀粉的种类，可以直接是生淀粉，也可以是通过热或酸、碱、盐、氧等处理的加工淀粉。这些淀粉，不论其种类，都是具有糊化性质的物质，适于用作造粒粘合剂。

这样被造粒的硅酸磷酸肥料的平均粒径，优选0.5～6mm。如果平均粒径小于0.5mm，在施肥时容易被风吹散，或其处理性下降，另一方面，如果超过6mm，则难以均匀播撒。更加优选粒径为1～5mm。

实施例

对于Si浓度为0.15质量％的铁水，使用高炉实施脱磷处理，制造作为硅酸磷酸肥料用原料的脱磷炉渣。在该脱磷处理中，使用浸渍喷嘴向浴中喷射脱磷剂(生石灰)的同时，通过供氧喷枪进行氧的上吹。而且，通过上述喷射的载气，进行了浴的搅拌。

在脱磷处理之后，将生成的炉渣作为硅酸磷酸肥料用原料进行回收。这些炉渣的组成如表1所示，实施例的硅酸磷酸肥料用原料任一个都含有磷酸，且可溶性硅酸的含量为10质量％以上。另外，其中，被回收之后将1300～100℃的温度区域，以100℃以下的冷却速度进行冷却(慢冷却)而得到的炉渣中，炉渣碱度为1.5～2.5的那些具有良好的粉化性。表1

^*1  S-SiO₂：可溶性硅酸

    C-P₂O₅：可溶性磷酸

^*2  CaO/SiO₂

^*3  回收的炉渣在1300～1000℃的温度区域的冷却速度

慢冷却：低于100℃/分，淬火：100℃/分以上

^*4  ○：通过65mm的筛时5mm以下粒子的比例为50质量％以上

     ×：通过65mm的筛时5mm以下粒子的比例为小于50质量％

工业实用性

本发明的硅酸磷酸肥料用原料，由含有在铁水中作为硅氧化物的硅酸和作为磷氧化物的磷酸，且含有10质量％以上的可溶性硅酸的炉渣构成，所以廉价且具有优良的肥料特性而适于制造硅酸磷酸肥料的制造。另外，本发明的硅酸磷酸肥料用原料的制造方法，可以稳定制造上述炉渣，所以适合作为廉价且具有优良的肥料特性的硅酸磷酸肥料用原料的制造方法。

Claims (18)

1.硅酸磷酸肥料用原料，在高炉铁水的铁水预处理工序中回收，其特征在于，含有在铁水中作为硅氧化物的硅酸和作为磷氧化物的磷酸，且含有10质量％以上的可溶性硅酸。

2.根据权利要求1所述的硅酸磷酸肥料用原料，其特征在于，炉渣含有2质量％以上的可溶性磷酸。

3.根据权利要求1或2所述的硅酸磷酸肥料用原料，其特征在于，炉渣为铁水脱磷炉渣。

4.根据权利要求1、2或3所述的硅酸磷酸肥料用原料，其特征在于，炉渣的碱度(CaO/SiO₂)为1.5～2.5。

5.根据权利要求4所述的硅酸磷酸肥料用原料，其特征在于，炉渣是在铁水预处理工序中被回收之后，将至少在1300～1000℃的温度区域以低于100℃/分的冷却速度进行冷却而得到的炉渣。

6.根据权利要求1、2、3或4所述的硅酸磷酸肥料用原料，其特征在于，炉渣是在铁水预处理工序中被回收之后，将至少在1300～1000℃的温度区域以100℃/分以上的冷却速度进行冷却而得到的炉渣。

7.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的硅酸磷酸肥料用原料，其特征在于，炉渣为实质上不含氟的炉渣。

8.硅酸磷酸肥料，其特征在于，由权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的硅酸磷酸肥料用原料构成，或以该硅酸磷酸肥料用原料为主要原料。

9.根据权利要求8所述的硅酸磷酸肥料，其特征在于，硅酸磷酸肥料用原料为实施了粉碎处理和/或整粒的物质。

10.根据权利要求8或9所述的硅酸磷酸肥料，其特征在于，是一种通过在硅酸磷酸肥料用原料中添加粘合剂进行造粒而得到的造粒物。

11.硅酸磷酸肥料用原料的制造方法，其特征在于，在高炉铁水的铁水预处理中，在铁水中添加CaO源和氧源，促使在铁水中发生硅的氧化反应和铁水的脱磷反应，通过回收含有在该反应中生成的硅酸和磷酸的炉渣并使其固化，得到含有10质量％以上的可溶性硅酸，且含有磷酸的炉渣。

12.根据权利要求11所述的硅酸磷酸肥料用原料的制造方法，其特征在于，铁水预处理工序为铁水脱磷工序。

13.根据权利要求11或12所述的硅酸磷酸肥料用原料的制造方法，其特征在于，回收碱度(CaO/SiO₂)为1.5～2.5的炉渣，并使其固化。

14.根据权利要求13所述的硅酸磷酸肥料用原料的制造方法，其特征在于，将至少在1300～1000℃的温度区域以低于100℃/分的冷却速度进行冷却而将回收的炉渣固化。

15.根据权利要求11、12或13所述的硅酸磷酸肥料用原料的制造方法，其特征在于，将至少在1300～1000℃的温度区域以100℃/分以上的冷却速度进行冷却而将回收的炉渣固化。

16.硅酸磷酸肥料的制造方法，其特征在于，使用通过权利要求11、12、13、14或15所述的制造方法得到的硅酸磷酸肥料用原料，制造硅酸磷酸肥料。

17.根据权利要求16所述的硅酸磷酸肥料的制造方法，其特征在于，包括对硅酸磷酸肥料用原料实施破碎处理和/或整粒的工序。

18.根据权利要求16或17所述的硅酸磷酸肥料的制造方法，其特征在于，包括在硅酸磷酸肥料用原料中添加粘合剂而进行造粒的工序。

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