JP2000226283A - 緩効性カリ肥料の製造方法 - Google Patents

緩効性カリ肥料の製造方法

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JP2000226283A
JP2000226283A JP11029347A JP2934799A JP2000226283A JP 2000226283 A JP2000226283 A JP 2000226283A JP 11029347 A JP11029347 A JP 11029347A JP 2934799 A JP2934799 A JP 2934799A JP 2000226283 A JP2000226283 A JP 2000226283A
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slag
blast furnace
gutter
potash
raw material
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Takeshi Kawashima
健 川島
Keiji Watanabe
圭児 渡辺
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05DINORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C; FERTILISERS PRODUCING CARBON DIOXIDE
    • C05D1/00Fertilisers containing potassium

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Fertilizers (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Glanulating (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 製鉄スラグから大量に緩効性肥料を得ること
ができる緩効性カリ肥料の製造方法を提供すること。 【解決手段】 高炉から出湯された後、高炉鋳床におけ
る大樋のスキンマー上流部またはスラグ樋内の溶融スラ
グに、カリ原料を添加し、カリ原料と溶融スラグを融合
させ、次いで融合して生成した溶融物を冷却する。カリ
原料と共に、炭素材のような熱補償剤を添加し、酸素ガ
スまたは酸素ガスを供給する熱補償処理をしながらカリ
原料と溶融スラグを融合させても良い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水に溶解しない
が、クエン酸には溶解するカリ分(以下、このカリ分を
「ク溶性カリ」と記す)を含み、緩効性を示すカリ肥料
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ク溶性カリ化合物としては、[KO・
Al・SiO]、[KO・CaO・SiO]
等の組成を有するものが知られており、これらのカリ化
合物を生成させてク溶性カリ肥料を製造する方法が多数
提案されている。
【0003】例えば、特開昭55−51785号公報に
は、石炭火力発電所の集塵装置で捕集されるフライアッ
シュに、炭酸カリ、苛性カリ等のカリ原料を加えた後、
微粉炭を加えて造粒し、添加した微粒炭を燃料として造
粒物を焼成してクエン酸には溶解するカリ肥料を製造す
る方法が開示されている。
【0004】これらの従来技術においては、調合した原
料を反応させる際に、溶融工程または焼成工程が必要で
あり、そのため、極めて多量の熱量を必要とする問題が
あった。
【0005】このような問題点を解決するため、本出願
人は先に、原料の加熱に要する熱の消費量が少ないク溶
性カリ肥料を製造方法を提案している(特願平09−2
13075号および特願平09−213076号)。こ
の技術は、溶銑上に存在する脱珪スラグ等にカリ原料を
供給して溶融させ、これを冷却させてカリ肥料とするも
のである。
【0006】高炉、転炉による銑鋼一貫製鉄法において
は、高炉から出銑された溶銑は転炉で脱炭されて溶鋼に
なるが、近年、要求される製品の品質水準の上昇ととも
に、鋼の低硫化、低燐化が求められ、硫黄および燐の除
去効率の良い溶銑の段階で溶銑保持容器内にて脱硫処
理、脱燐処理が行われている。高炉から出銑された溶銑
には珪素が含まれ、珪素が脱燐反応を妨げるため、高炉
鋳床の溶銑樋内もしくは溶銑保持容器内、または両方で
酸素ガスや固体酸素等の脱珪剤を添加して脱珪処理が施
される。脱珪処理により、SiOが生成するので、脱
珪スラグは高スラグSiO組成となる。緩効性カリ肥
料は肥料規格上、SiOは必須成分であり、通常25
重量%以上含有することが必要とされている。上記特願
平09−213075号や特願平09−213076号
は特に脱珪スラグに着目しているのはそのためである。
【0007】しかしながら、脱珪スラグは生成量が限ら
れており、緩効性カリ肥料を大量に生成するという観点
からは大きな制約がある。
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる事情に
鑑みてなされたものであって、製鉄スラグから大量に緩
効性肥料を得ることができる緩効性カリ肥料の製造方法
を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】高炉、転炉による銑鋼一
貫製鉄法において、脱珪スラグ以外に高SiO量組成
スラグとなり、しかも大量に生成されるスラグは、高炉
スラグである。高炉スラグ中のSiO量は通常28〜
36重量%であり、カリ肥料の原料スラグとしては適量
のSiO組成と言える。しかしながら、高炉スラグは
CaO重量%が高く、スラグの諸特性に影響を与える塩
基度(CaO/SiO)が1.1〜1.3程度とな
り、カリ原料との混合溶融物を冷却固化した際に、K
O・CaO・SiO等の水溶性カリウム結晶相が生成
し易く、緩効性肥料としては不適であるとされていた。
【0009】これに対して、本発明者は、高炉から出湯
した直後の高炉スラグにカリ原料を添加し、これらを融
合して生成された溶融物を冷却することにより、K
・CaO・SiO等の水溶性カリウム結晶相ではな
く、緩効性を示す成分を形成することができることを見
出した。
【0010】すなわち、第1発明は、高炉から出湯され
た後、高炉鋳床における大樋のスキンマー上流部または
スラグ樋内の溶融スラグに、カリ原料を添加し、カリ原
料と溶融スラグを融合させ、次いで、融合して生成した
溶融物を冷却することを特徴とする緩効性カリ肥料の製
造方法を提供する。
【0011】第2発明は、高炉から出湯された後、高炉
鋳床における大樋のスキンマー上流部またはスラグ樋内
の溶融スラグに、カリ原料と熱補償剤を添加し、熱補償
処理をしながらカリ原料と溶融スラグを融合させ、次い
で、融合して生成した溶融物を冷却することを特徴とす
る緩効性カリ肥料の製造方法を提供する。
【0012】第3発明は、第2発明において、熱補償剤
として炭素材を添加し、さらに酸素ガスまたは酸素含有
ガスを供給する熱補償処理を行うことを特徴とする緩効
性カリ肥料の製造方法を提供する。
【0013】第4発明は、上記第1発明ないし第3発明
において、前記融合して生成した溶融物を水滓すること
を特徴とする緩効性カリ肥料の製造方法を提供する。
【0014】本発明においては、上述したように、高炉
鋳床における大樋のスキンマー上流部またはスラグ樋内
の溶融スラグ、すなわち高炉スラグを用いて緩効性カリ
肥料を製造するが、高炉スラグは、脱珪スラグ等よりも
極めて多く生成されるため、緩効性カリ肥料を大量に製
造することができる。また、大樋のスキンマー上流部ま
たはスラグ樋内でのスラグ処理であるため、新しい設備
を設けることなく既存の高炉設備で緩効性カリ肥料を製
造することができる。
【0015】また、第2発明のように、カリ原料ととも
に熱補償剤を投入し、熱補償処理を行うことにより、カ
リ原料を投入した際の高炉スラグの温度低下によって溶
融スラグの流動性が低下することが防止される。
【0016】さらに、第4発明のように、前記融合して
生成した溶融物を水滓することにより、カリ含有溶融ス
ラグが急冷されて、KO・CaO・SiO等の水溶
性カリウム結晶相の晶出を有効に防止することができ、
より確実に緩効性カリ肥料を得ることができる。しか
も、水滓によりスラグが粉砕されるため、粉砕・整粒工
程が不要となる。高炉鋳床には通常、水滓設備が設けら
れており、新たな設備を付加することなく水滓を行うこ
とができる。
【0017】上記特願平09−213075号や特願平
09−213076号では、脱珪スラグの冷却方法とし
て水滓は望ましくないとしており、通常、塊状となる脱
珪スラグをカリ肥料として販売するには、回収後、破砕
して、所定の寸法に粒度選別しなければならず、粉砕・
整粒工程が必要となる。これに対して、第4発明のよう
に高炉スラグを水滓することにより、上述したように、
このような工程が不要となる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
具体的に説明する。図1は本発明の方法を実施するため
に用いる高炉鋳床設備を示す概略平面図である。図1に
示すように、高炉1の出銑口5から出銑された溶銑3お
よび高炉スラグ4は、溶銑大樋6を通ってスキンマー9
に至る。スキンマー9は、比重の小さい高炉スラグ4を
せき止め、比重の大きい溶銑3をその下方から通流させ
て、溶銑3と高炉スラグ4を分離する。スキンマー9で
分離された溶銑3は、溶銑樋7を流れ、傾注樋10を経
て、溶銑保持容器11内に注入される。また、スキンマ
ー9で分離された高炉スラグ4はスラグ樋8を流れ、ド
ライピット、スラグヤードあるいは傾転可能な容器内に
流し込んで、大気中で空冷あるいは散水を組み合わせて
冷却する徐冷スラグとして回収されるものと、スラグ樋
8から流れる溶融スラグに圧力水を噴射して急冷処理を
行い水滓スラグとして回収されるものとに分かれる。
【0019】本実施形態においては、高炉1から出湯さ
れた後の大樋6のスキンマー9上流部あるいはスラグ樋
8内の溶融スラグに、カリ原料12を添加する。図示の
例では、カリ原料貯留タンク12aからNガスにキャ
リアさせてカリ原料12をスラグ樋8の高炉スラグ4内
に吹き込む。これにより、カリ原料12と溶融スラグが
融合される。その際に、カリ原料12と高炉スラグ4が
融合した溶融物のKOが設定値になるように、大樋6
のスキンマー9上流部あるいはスラグ樋8内に流れる高
炉スラグ流量からカリ原料12の投入速度を計算して、
高炉スラグ4中にカリ原料12を添加する必要がある。
【0020】カリ原料12としては、炭酸カリ、重炭酸
カリ、硫酸カリ等のカリ塩や苛性カリ、さらにカリ長石
等のカリ含有鉱物を使用することができる。
【0021】このようにして高炉スラグ4にカリ成分が
添加された溶融物は、上述した一般の高炉スラグの場合
と同様、大気中で空冷あるいは散水を組み合わせて冷却
されることにより徐冷スラグとされるか、水滓設備で圧
力水噴射により急冷する水滓処理により水滓スラグとさ
れる。この徐冷スラグおよび水滓スラグのいずれもが緩
効性カリ肥料として使用可能である。これらのうち、徐
冷スラグは相対的にはやや速効性を示し、水滓スラグは
確実に緩効性を示すので、用途に応じて使い分けること
もできる。このようにして緩効性カリ肥料を製造する場
合には、大量に生成される高炉スラグを原料としている
ため、大量生産が可能である。
【0022】必要に応じて、高炉スラグ4中に、カリ原
料12とともに熱補償剤13を投入し、熱補償処理を行
うこともできる。これにより、カリ原料12投入後、高
炉スラグ4の温度低下によって流動性が低下することを
防止することができる。図示の例では、熱補償剤供給タ
ンク13aからNガスにキャリアさせて熱補償剤13
を高炉スラグ4内に吹き込む。この場合に、典型的には
熱補償剤13として炭素材を用い、酸素ガス供給設備1
4からOガスを高炉スラグに供給して熱補償処理を行
うことが可能である。なお、Oガスに限らず他の酸素
含有ガスを用いることもできる。
【0023】高炉スラグ4の化学成分はCaO:36〜
43重量%、SiO:28〜36重量%、Al
:12〜22重量%、MgO:4〜11重量%、
MnO:0.5〜1.5重量%、FeOあるいはFe
はFe分として0.3〜1.7重量%であり、塩基
度が1.1〜1.3程度と高いため、KO・CaO・
SiO等の水溶性カリウム結晶相が生成し易く、従
来、緩効性肥料としては不適であるとされていたが、実
際には、上記方法により緩効性を示す成分を形成するこ
とが可能となる。特に、高炉スラグ4とカリ原料が融合
して生成した溶融物を水滓することにより、溶融物が急
冷されて、KO・CaO・SiO等の水溶性カリウ
ム結晶相の晶出を有効に防止することができ、より確実
に緩効性カリ肥料を得ることができる。また、水滓によ
りスラグが粉砕されるため、粉砕・整粒工程が不要とな
る。さらに、上述のように、この水滓処理は、高炉鋳床
に設けられた既存の設備で行うことができ、新たな設備
を付加する必要はない。
【0024】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。こ
こでは、上記図1に示す高炉鋳床設備を用いて本発明を
実施した場合について示す。高炉出銑口5から排出さ
れ、スキンマー9にて分離された表1に示す組成の高炉
スラグ4にスラグ樋8上で、高炉スラグ4流量の単位時
間当たり100重量部に対して、炭酸カリを単位時間当
たり35重量部をNガスにキャリアさせてスラグ内に
吹き込み、高炉スラグ4に融合させた。この際に、さら
に粉コークスを少量ずつ添加しながら、酸素ガスの吹き
込みによって、スラグ樋8上のスラグ温度低下を防止し
た。これにより、炭酸カリが均一に溶融された。
【0025】この融合処理された溶融物はスラグ樋8上
をスラグ水滓設備まで流れ、圧力水を噴射して急冷処理
(水滓)を行った。その後、回収した粒状物の分析結果
を表2に示す。
【0026】表2中、T−KOは全カリ、c−K
はク溶性カリ、w−KOは水溶性カリを示す。なお、
ク溶性カリ分は2wt%クエン酸に溶解したKO分で
ある。表2に示すように、得られた粒状物は、カリ分の
大部分がク溶性のものであり、緩効性カリ肥料として供
給しうるものであった。
【0027】
【表1】
【0028】
【表2】
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高炉から出湯した後、高炉鋳床における大樋のスキンマ
ー上流部またはスラグ樋内の溶融スラグにカリ原料を添
加して緩効性カリ肥料を製造するので、製鉄スラグのう
ち生成量が極めて多い高炉スラグを用いることとなり、
緩効性カリ肥料を効率良くかつ大量に製造することがで
きる。また、スキンマー内またはスラグ樋内でのスラグ
処理であるため、新しい設備を設けることなく既存の高
炉設備で緩効性カリ肥料を製造することができる。
【0030】また、カリ原料とともに熱補償剤を投入
し、熱補償処理を行うことにより、カリ原料を投入した
際の高炉スラグの温度低下によって流動性が低下するこ
とを防止することができる。
【0031】さらに、融合して生成した溶融物を水滓す
ることにより、カリ含有溶融スラグが急冷されて、K
O・CaO・SiO等の水溶性カリウム結晶相の晶出
を有効に防止することができ、より確実に緩効性カリ肥
料を得ることができる。しかも、水滓によりスラグが粉
砕されるため、粉砕・整粒工程を不要とすることができ
る。さらに、高炉鋳床には通常、水滓設備が設けられて
おり、新たな設備を付加することなく水滓を行うことが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法を実施するために用いる高炉鋳床
設備を示す概略平面図。
【符号の説明】
1・・・・・・高炉 2・・・・・・高炉鋳床 3・・・・・・溶銑 4・・・・・・高炉スラグ 5・・・・・・出銑口 6・・・・・・溶銑大樋 7・・・・・・溶銑樋 8・・・・・・スラグ樋 9・・・・・・スキンマー 10・・・・傾注樋 11・・・・溶銑保持容器 12・・・・カリ原料 13・・・・熱補償剤 14・・・・酸素吹き込み設備
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4D004 AA43 BA04 CA04 CA29 CA32 CB13 CB31 CC03 CC11 CC12 4G004 DA03 DA04 4H061 AA02 BB53 CC14 GG20 GG23 HH03 HH04

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高炉から出湯された後、高炉鋳床におけ
    る大樋のスキンマー上流部またはスラグ樋内の溶融スラ
    グに、カリ原料を添加し、カリ原料と溶融スラグを融合
    させ、次いで、融合して生成した溶融物を冷却すること
    を特徴とする緩効性カリ肥料の製造方法。
  2. 【請求項2】 高炉から出湯された後、高炉鋳床におけ
    る大樋のスキンマー上流部またはスラグ樋内の溶融スラ
    グに、カリ原料と熱補償剤を添加し、熱補償処理をしな
    がらカリ原料と溶融スラグを融合させ、次いで、融合し
    て生成した溶融物を冷却することを特徴とする緩効性カ
    リ肥料の製造方法。
  3. 【請求項3】 熱補償剤として炭素材を添加し、さらに
    酸素ガスまたは酸素含有ガスを供給する熱補償処理を行
    うことを特徴とする請求項2に記載の緩効性カリ肥料の
    製造方法。
  4. 【請求項4】 前記融合して生成した溶融物を水滓する
    ことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1
    項に記載の緩効性カリ肥料の製造方法。
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