JP2001026487A - 無機組成物とそれを用いた肥料、土壌改質剤 - Google Patents
無機組成物とそれを用いた肥料、土壌改質剤Info
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- JP2001026487A JP2001026487A JP2000146281A JP2000146281A JP2001026487A JP 2001026487 A JP2001026487 A JP 2001026487A JP 2000146281 A JP2000146281 A JP 2000146281A JP 2000146281 A JP2000146281 A JP 2000146281A JP 2001026487 A JP2001026487 A JP 2001026487A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】稲作用に好適な酸可溶性ケイ酸の豊富な土壌改
質剤、肥料を提供する。 【解決手段】全SiO2中の4重量%クエン酸緩衝液
(pHの初期値が5.5)への溶出率が50%以上であ
る無機組成物、好ましくは非晶質であって、NMR-29
Si測定時のケミカルシフト値が−80ppm以上−7
1ppm以下である前記の無機組成物を含有する肥料、
並びに土壌改質剤。
質剤、肥料を提供する。 【解決手段】全SiO2中の4重量%クエン酸緩衝液
(pHの初期値が5.5)への溶出率が50%以上であ
る無機組成物、好ましくは非晶質であって、NMR-29
Si測定時のケミカルシフト値が−80ppm以上−7
1ppm以下である前記の無機組成物を含有する肥料、
並びに土壌改質剤。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、稲等の土壌中から
のケイ酸分を必要とする作物に有用な土づくり資材並び
に肥料として用いることのできる無機組成物に関する。
のケイ酸分を必要とする作物に有用な土づくり資材並び
に肥料として用いることのできる無機組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】稲作に有用なケイ酸質肥料として、従来
からケイカル、並びにケイ酸カリ肥料が用いられてい
る。ケイカルはスラグを原料として製造され、Si
O2、CaO、Al2O3を主成分とする、主としてアル
カリ分とケイ酸を補給するための土壌改質剤である。し
かしケイカルは塩酸可溶性ケイ酸分が30重量%を越え
るものの、実際の土壌のpHに近い5〜7程度の領域で
は溶出量が極端に減少し、ケイ酸分の供給源としては非
常に効率の悪い資材である。
からケイカル、並びにケイ酸カリ肥料が用いられてい
る。ケイカルはスラグを原料として製造され、Si
O2、CaO、Al2O3を主成分とする、主としてアル
カリ分とケイ酸を補給するための土壌改質剤である。し
かしケイカルは塩酸可溶性ケイ酸分が30重量%を越え
るものの、実際の土壌のpHに近い5〜7程度の領域で
は溶出量が極端に減少し、ケイ酸分の供給源としては非
常に効率の悪い資材である。
【0003】従って、実際に使用する場合も、田10a
当たり200kgと大量に施肥しなくてはならず、それ
に要する労力が農家の大きな負担になっている。ケイカ
ルは肥料の三要素のいずれをも含まない資材であるた
め、他の肥料と混合して使用するのが一般的であり、例
えばようりん40kgをケイカル200kgと混合して
散布するのが広く用いられている処方である。ようりん
は、それに含まれるケイ酸分の中性に近いpH域での溶
出性が高い事が知られており、燐酸質肥料であると同時
にケイ酸質の供給源となっていることが認められてい
る。
当たり200kgと大量に施肥しなくてはならず、それ
に要する労力が農家の大きな負担になっている。ケイカ
ルは肥料の三要素のいずれをも含まない資材であるた
め、他の肥料と混合して使用するのが一般的であり、例
えばようりん40kgをケイカル200kgと混合して
散布するのが広く用いられている処方である。ようりん
は、それに含まれるケイ酸分の中性に近いpH域での溶
出性が高い事が知られており、燐酸質肥料であると同時
にケイ酸質の供給源となっていることが認められてい
る。
【0004】また、ケイ酸カリ肥料のケイ酸溶出性は、
ケイカルに比べると高いと言われているが、ようりんに
比べるとpH=5〜7では劣っており十分とは言えな
い。ケイ酸カリ肥料も、ケイカルの場合と同様に、よう
りんと混合して施肥されることが多く、ここでもようり
んがケイ酸質の供給源としての役割を果たしている。
ケイカルに比べると高いと言われているが、ようりんに
比べるとpH=5〜7では劣っており十分とは言えな
い。ケイ酸カリ肥料も、ケイカルの場合と同様に、よう
りんと混合して施肥されることが多く、ここでもようり
んがケイ酸質の供給源としての役割を果たしている。
【0005】ケイカルの欠点であるケイ酸質溶出性を改
善するために各種の試みがなされ、中でもケイ酸カリ肥
料のケイ酸溶出性が比較的高いことに着目してカリ成分
を加える方法に基づいた、例えばケイ燐酸カリを主成分
とする新規肥料組成物(特公平1−24759号公報)
や緩効性熔成ケイ酸カリ苦土肥料の製造法(特公平2−
23514号公報)が開示されている。
善するために各種の試みがなされ、中でもケイ酸カリ肥
料のケイ酸溶出性が比較的高いことに着目してカリ成分
を加える方法に基づいた、例えばケイ燐酸カリを主成分
とする新規肥料組成物(特公平1−24759号公報)
や緩効性熔成ケイ酸カリ苦土肥料の製造法(特公平2−
23514号公報)が開示されている。
【0006】カリウム成分は、一般に組成物をガラス化
しやすくし、ケイ酸質の溶出性を改善するが、その反
面、カリ原料が高価であるため得られた製品も高価にな
る、十分に高いケイ酸溶出性を確保するにはカリ含有量
を高くしなければらなず不経済である、カリウムが強ア
ルカリであるため製造設備の炉材を浸食する、カリを加
えると溶融物の粘度が上昇するため操業しにくく、それ
を下げようとして温度を上げるとカリが揮散する等の欠
点を有している。
しやすくし、ケイ酸質の溶出性を改善するが、その反
面、カリ原料が高価であるため得られた製品も高価にな
る、十分に高いケイ酸溶出性を確保するにはカリ含有量
を高くしなければらなず不経済である、カリウムが強ア
ルカリであるため製造設備の炉材を浸食する、カリを加
えると溶融物の粘度が上昇するため操業しにくく、それ
を下げようとして温度を上げるとカリが揮散する等の欠
点を有している。
【0007】一方、ようりんに含まれるケイ酸分は溶出
性が高く、植物吸収性が高い事が知られている。市販さ
れているようりんに含まれるSiO2は20〜25重量
%程度であるが、ケイ酸含有量を増やすとその溶出率が
低下する事が知られている。すなわち、溶成燐肥の一般
的な原料配合にケイ石を加えて加熱溶融・急冷して、2
%クエン酸水溶液へのケイ酸の溶出性を測定した試験例
(工業化学雑誌第60巻1109頁1957年)によれ
ば、2%クエン酸溶液(pHの初期値が2)へのケイ酸
溶出量は30重量%程度で頭打ちになると記載されてい
る。
性が高く、植物吸収性が高い事が知られている。市販さ
れているようりんに含まれるSiO2は20〜25重量
%程度であるが、ケイ酸含有量を増やすとその溶出率が
低下する事が知られている。すなわち、溶成燐肥の一般
的な原料配合にケイ石を加えて加熱溶融・急冷して、2
%クエン酸水溶液へのケイ酸の溶出性を測定した試験例
(工業化学雑誌第60巻1109頁1957年)によれ
ば、2%クエン酸溶液(pHの初期値が2)へのケイ酸
溶出量は30重量%程度で頭打ちになると記載されてい
る。
【0008】又、特公平2−23514号公報には、p
Hが4の酢酸ソーダ緩衝液を用いた可溶性ケイ酸の評価
法が、植物吸収性との相関性が高いと記載されている
が、実際の土壌のpHはもっと中性に近く、たまたま試
験に使用した組成物のこの方法による溶出性が植物吸収
性と一致したと解釈するべきと思われる。ケイ酸質の溶
出性試験に関しては未だ公定法がなく、様々な方法が提
案されている。
Hが4の酢酸ソーダ緩衝液を用いた可溶性ケイ酸の評価
法が、植物吸収性との相関性が高いと記載されている
が、実際の土壌のpHはもっと中性に近く、たまたま試
験に使用した組成物のこの方法による溶出性が植物吸収
性と一致したと解釈するべきと思われる。ケイ酸質の溶
出性試験に関しては未だ公定法がなく、様々な方法が提
案されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、少量の施肥
で有効な、特に実際の土壌のpH=5〜7付近で溶出性
の高い無機組成物を提供することにより、ケイ酸を主体
として、アルカリ分を含む資材を供給することを目的と
する。更に、本発明は、通常のようりん製造設備を用い
て容易に製造することができ、カリを含んでいないので
安価に製造できる、稲等の土壌中にケイ酸分が必要とさ
れる作物に用いられるケイ酸質肥料並びに土壌改良剤を
提供することを目的とする。
で有効な、特に実際の土壌のpH=5〜7付近で溶出性
の高い無機組成物を提供することにより、ケイ酸を主体
として、アルカリ分を含む資材を供給することを目的と
する。更に、本発明は、通常のようりん製造設備を用い
て容易に製造することができ、カリを含んでいないので
安価に製造できる、稲等の土壌中にケイ酸分が必要とさ
れる作物に用いられるケイ酸質肥料並びに土壌改良剤を
提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、全Si
O2中の4重量%クエン酸緩衝液(pHの初期値が5.
5)への溶出率が50%以上であることを特徴とする無
機組成物であり、好ましくは、前記無機組成物が非晶質
であり、NMR−29Si測定時のケミカルシフト値が−
80ppm以上−71ppm以下であり、その半値幅が
12ppm以上23ppm以下であることを特徴として
いる。
O2中の4重量%クエン酸緩衝液(pHの初期値が5.
5)への溶出率が50%以上であることを特徴とする無
機組成物であり、好ましくは、前記無機組成物が非晶質
であり、NMR−29Si測定時のケミカルシフト値が−
80ppm以上−71ppm以下であり、その半値幅が
12ppm以上23ppm以下であることを特徴として
いる。
【0011】また、本発明の好ましい実施態様として、
主成分がMgO、SiO2、CaOからなり、モル換算
したときの(CaO+MgO)/SiO2の比が、0.
8〜2.5であることを特徴とする前記の無機組成物で
ある。
主成分がMgO、SiO2、CaOからなり、モル換算
したときの(CaO+MgO)/SiO2の比が、0.
8〜2.5であることを特徴とする前記の無機組成物で
ある。
【0012】また、本発明は前記の無機組成物を含有す
ることを特徴とする肥料、並びに土壌改質剤である。
ることを特徴とする肥料、並びに土壌改質剤である。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の無機組成物は、4重量%
クエン酸緩衝液(pHの初期値が5.5)へのケイ酸の
溶出率は50%以上、好ましい組成範囲の無機組成物で
は70%以上であるという特徴を有する。また、NMR
による29Siの結合状態の測定結果によれば、−80p
pm以上−71ppm以下にケミカルシフト値が見ら
れ、また好ましいものは、その半値幅が12ppm以上
23ppm以下を示す。ここで、本発明の溶出率とは、
前記クエン酸緩衝液中に溶出したケイ酸に相当するSi
O 2量を、無機組成物中の全SiO2量に対して百分率で
表したものである。
クエン酸緩衝液(pHの初期値が5.5)へのケイ酸の
溶出率は50%以上、好ましい組成範囲の無機組成物で
は70%以上であるという特徴を有する。また、NMR
による29Siの結合状態の測定結果によれば、−80p
pm以上−71ppm以下にケミカルシフト値が見ら
れ、また好ましいものは、その半値幅が12ppm以上
23ppm以下を示す。ここで、本発明の溶出率とは、
前記クエン酸緩衝液中に溶出したケイ酸に相当するSi
O 2量を、無機組成物中の全SiO2量に対して百分率で
表したものである。
【0014】無機組成物、特に肥料、土壌改質剤等のケ
イ酸分の溶出性を調べる方法としては、前記したとおり
に、2%クエン酸水溶液(pHが約2)を用いる方法、
pHの初期値が4の酢酸ソーダ緩衝液を用いる方法が知
られているが、いずれも溶出時のpHが低く、土壌のp
Hに近いpH=5〜7付近でのケイ酸の溶出性の評価方
法としては不適切である。本発明者らは、いろいろ検討
した結果、4重量%クエン酸緩衝液(pHの初期値が
5.5)を用いる方法が好適であることを見出したもの
である。この方法により、肥料、土壌改質剤の土壌への
ケイ酸分の溶出性について、その評価が可能となる。
イ酸分の溶出性を調べる方法としては、前記したとおり
に、2%クエン酸水溶液(pHが約2)を用いる方法、
pHの初期値が4の酢酸ソーダ緩衝液を用いる方法が知
られているが、いずれも溶出時のpHが低く、土壌のp
Hに近いpH=5〜7付近でのケイ酸の溶出性の評価方
法としては不適切である。本発明者らは、いろいろ検討
した結果、4重量%クエン酸緩衝液(pHの初期値が
5.5)を用いる方法が好適であることを見出したもの
である。この方法により、肥料、土壌改質剤の土壌への
ケイ酸分の溶出性について、その評価が可能となる。
【0015】本発明における可溶性ケイ酸の評価方法
は、4重量%クエン酸緩衝液(pHの初期値が5.5)
を用いることを特徴とし、次に例示するように行えば良
い。即ち、多量の肥料或いは土壌改質剤の場合につい
て、前記の肥料或いは土壌改質剤より約100gのサン
プルを従来公知の方法で採取し、前記サンプルを振動ミ
ルで粉砕し、目開き150ミクロンの篩下とし、可溶性
ケイ酸の評価試料とする。前記評価試料を1gはかりと
り、クエン酸水溶液に2N水酸化ナトリウム水溶液を加
えてpHを5.5に調整した4重量%クエン酸ソーダ緩
衝液150mlを加えて、30℃水浴中で1時間揺動す
る。前記溶液をろ紙でろ過して得られるろ液を純水で希
釈した後、ろ液中に含まれるSiO2量をICP(誘導
結合プラズマ発光分光法)で測定する。
は、4重量%クエン酸緩衝液(pHの初期値が5.5)
を用いることを特徴とし、次に例示するように行えば良
い。即ち、多量の肥料或いは土壌改質剤の場合につい
て、前記の肥料或いは土壌改質剤より約100gのサン
プルを従来公知の方法で採取し、前記サンプルを振動ミ
ルで粉砕し、目開き150ミクロンの篩下とし、可溶性
ケイ酸の評価試料とする。前記評価試料を1gはかりと
り、クエン酸水溶液に2N水酸化ナトリウム水溶液を加
えてpHを5.5に調整した4重量%クエン酸ソーダ緩
衝液150mlを加えて、30℃水浴中で1時間揺動す
る。前記溶液をろ紙でろ過して得られるろ液を純水で希
釈した後、ろ液中に含まれるSiO2量をICP(誘導
結合プラズマ発光分光法)で測定する。
【0016】また、NMR−29Siの測定は、無機組成
物を振動ミルで粉砕して、目開き150ミクロンの篩下
とし、例えば、日本電子製GX270を用いて、マジッ
クアングルスピニング下にハイパワーデカップリングを
組み合わせたモードで10秒間隔に約8000回の積算
を行い、ケミカルシフトの調整としてポリジメチルシラ
ンを−33.8ppmとして、測定すればよい。尚、ア
ダマンタンを用いて13Cの高磁場側共鳴ピークの半値幅
が0.147〜0.072ppmとなる様に調整し、こ
の条件下で調整したときに、単結晶シリコンの半値幅は
0.7ppmであった。本発明の無機組成物は、前記条
件で測定したときに、得られるNMR− 29Siが−80
ppm以上−71ppm以下にケミカルシフト値を示
し、その半値幅が12〜23ppmの間で様々な値を示
す。
物を振動ミルで粉砕して、目開き150ミクロンの篩下
とし、例えば、日本電子製GX270を用いて、マジッ
クアングルスピニング下にハイパワーデカップリングを
組み合わせたモードで10秒間隔に約8000回の積算
を行い、ケミカルシフトの調整としてポリジメチルシラ
ンを−33.8ppmとして、測定すればよい。尚、ア
ダマンタンを用いて13Cの高磁場側共鳴ピークの半値幅
が0.147〜0.072ppmとなる様に調整し、こ
の条件下で調整したときに、単結晶シリコンの半値幅は
0.7ppmであった。本発明の無機組成物は、前記条
件で測定したときに、得られるNMR− 29Siが−80
ppm以上−71ppm以下にケミカルシフト値を示
し、その半値幅が12〜23ppmの間で様々な値を示
す。
【0017】本発明の無機組成物のNMR−Siについ
て、そのチャート上のピーク形状は略組成によって決ま
るが、製造方法によっても影響される。特に、後述する
本発明の製造方法によれば、同じ組成物であってもより
ピークの半値幅の大きいものが得られる。
て、そのチャート上のピーク形状は略組成によって決ま
るが、製造方法によっても影響される。特に、後述する
本発明の製造方法によれば、同じ組成物であってもより
ピークの半値幅の大きいものが得られる。
【0018】本発明者らは、無機組成物のケイ酸の溶出
率とNMR−Siのケミカルシフト値が相関する事を見
いだしたものであり、具体的には、−80ppm以上−
71ppm以下にケミカルシフト値を有し、その半値幅
が12ppm以上23ppm以下である無機組成物は、
ケイ酸分のpHの初期値が5.5のクエン酸緩衝液溶出
率が70%以上である。
率とNMR−Siのケミカルシフト値が相関する事を見
いだしたものであり、具体的には、−80ppm以上−
71ppm以下にケミカルシフト値を有し、その半値幅
が12ppm以上23ppm以下である無機組成物は、
ケイ酸分のpHの初期値が5.5のクエン酸緩衝液溶出
率が70%以上である。
【0019】前記の相関性を用い、試料の固体MNR測
定を行うことのみで、前記溶出率を容易に推定すること
ができ、手間のかかる可溶性ケイ酸の評価を省略するこ
ともできる。クエン酸溶液を用いるケイ酸の溶出性の測
定においては、溶液中の共存イオンの影響や、溶出後の
溶液のpHの変化、溶出したケイ酸の再重合等分析上の
いろいろな問題が生じるが、NMR−Siの測定におい
ては前記煩わしさがない。
定を行うことのみで、前記溶出率を容易に推定すること
ができ、手間のかかる可溶性ケイ酸の評価を省略するこ
ともできる。クエン酸溶液を用いるケイ酸の溶出性の測
定においては、溶液中の共存イオンの影響や、溶出後の
溶液のpHの変化、溶出したケイ酸の再重合等分析上の
いろいろな問題が生じるが、NMR−Siの測定におい
ては前記煩わしさがない。
【0020】NMR−Siに基づく可溶性ケイ酸の評価
の方法に関しては、従来公知の方法に比較して、正確性
においても優れているという効果を有している。即ち、
NMR−Siのケミカルシフト値はSiO4の4面体構
造のつながりの状態を反映し、半値幅は原子配置のラン
ダムさを表していると考えられる。原子配置のランダム
さ、すなわち非晶質状態を判別する方法としては、一般
にX線回折装置を用いて回折パターンを見る方法があ
る。しかし、同じ組成の試料でX線回折で同じ様なブロ
ードなパターンが得られた試料であっても、ケイ酸の溶
出性が異なっている場合があった。また、他のガラス化
状態の判別法として、光学顕微鏡を用いブロモホルムを
滴下し透過光下で試料粒子一個一個の状態を調べて、そ
の個数からガラス化状態を定量的に把握する方法が知ら
れている(工業化学雑誌63巻477頁1960年)
が、この方法は非常に手間のかかる方法であった。
の方法に関しては、従来公知の方法に比較して、正確性
においても優れているという効果を有している。即ち、
NMR−Siのケミカルシフト値はSiO4の4面体構
造のつながりの状態を反映し、半値幅は原子配置のラン
ダムさを表していると考えられる。原子配置のランダム
さ、すなわち非晶質状態を判別する方法としては、一般
にX線回折装置を用いて回折パターンを見る方法があ
る。しかし、同じ組成の試料でX線回折で同じ様なブロ
ードなパターンが得られた試料であっても、ケイ酸の溶
出性が異なっている場合があった。また、他のガラス化
状態の判別法として、光学顕微鏡を用いブロモホルムを
滴下し透過光下で試料粒子一個一個の状態を調べて、そ
の個数からガラス化状態を定量的に把握する方法が知ら
れている(工業化学雑誌63巻477頁1960年)
が、この方法は非常に手間のかかる方法であった。
【0021】本発明は、本発明者らが、pH=5以上の
高いpH域で高い溶出性を持つSiO2を含む組成を探
求した結果、組成並びにその結晶性によって、溶出性が
大きく変化すること、そして、特定組成を有する非晶質
の組成物が前記高pH域で極めて著しいケイ酸溶出性を
示すことを見い出し、なされたものである
高いpH域で高い溶出性を持つSiO2を含む組成を探
求した結果、組成並びにその結晶性によって、溶出性が
大きく変化すること、そして、特定組成を有する非晶質
の組成物が前記高pH域で極めて著しいケイ酸溶出性を
示すことを見い出し、なされたものである
【0022】以下、本発明の実施態様を示せば、本発明
の無機組成物は主成分がMgO、SiO2、CaOから
なり、MgOを1〜20重量%、SiO2を30〜50
重量%含有し、しかも非晶質であることを特徴としてい
る。本発明において、無機組成物の主成分は、MgO、
SiO2、CaOから構成され、その合計量は87重量
%以上、好ましくは90重量%以上あれば良い。従来公
知のケイ酸溶出性を有するものの多くは、例えばケイ酸
カリ肥料の如くに、カリウムを主成分として含有するの
に対し、本願発明の無機組成物はこれを主成分として有
しない特徴がある。これにより、製品価格が高くなる、
製造設備の炉材を浸食する、操業しにくい等の欠点を解
消することが出来る。
の無機組成物は主成分がMgO、SiO2、CaOから
なり、MgOを1〜20重量%、SiO2を30〜50
重量%含有し、しかも非晶質であることを特徴としてい
る。本発明において、無機組成物の主成分は、MgO、
SiO2、CaOから構成され、その合計量は87重量
%以上、好ましくは90重量%以上あれば良い。従来公
知のケイ酸溶出性を有するものの多くは、例えばケイ酸
カリ肥料の如くに、カリウムを主成分として含有するの
に対し、本願発明の無機組成物はこれを主成分として有
しない特徴がある。これにより、製品価格が高くなる、
製造設備の炉材を浸食する、操業しにくい等の欠点を解
消することが出来る。
【0023】本発明の無機組成物はケイ酸の溶出性を高
めるために非晶質である。非晶質の程度については、本
発明者らの実験的検討結果によれば、NMR−29Siの
ケミカルシフト値(以下、単にNMR−Siという)に
ついて、半値幅が10ppm以上の拡がりを有するもの
であれば充分である。
めるために非晶質である。非晶質の程度については、本
発明者らの実験的検討結果によれば、NMR−29Siの
ケミカルシフト値(以下、単にNMR−Siという)に
ついて、半値幅が10ppm以上の拡がりを有するもの
であれば充分である。
【0024】本発明の無機組成物は、SiO2含有量が
30重量%以上である。これより少ないと、十分なケイ
酸溶出量が確保できず、ケイ酸質資材或いは肥料として
の価値が減少する。50重量%を越えると大幅にSiO
2溶出性が下がり、中性に近い領域での溶出性が悪くな
る。32〜45重量%が好ましい範囲である。
30重量%以上である。これより少ないと、十分なケイ
酸溶出量が確保できず、ケイ酸質資材或いは肥料として
の価値が減少する。50重量%を越えると大幅にSiO
2溶出性が下がり、中性に近い領域での溶出性が悪くな
る。32〜45重量%が好ましい範囲である。
【0025】MgOは、無機組成物の溶融温度を下げる
効果やケイ酸溶出率を増大させる効果があり、また肥料
成分としても有効なので、適当量含有させる必要があ
る。1重量%以下ではこれらの効果が十分ではなく、2
0重量%をこえると施用した植物の肥効成分の吸収性に
拮抗作用を生じ、不都合である。上記バランスから、7
〜18重量%が好ましい範囲である。
効果やケイ酸溶出率を増大させる効果があり、また肥料
成分としても有効なので、適当量含有させる必要があ
る。1重量%以下ではこれらの効果が十分ではなく、2
0重量%をこえると施用した植物の肥効成分の吸収性に
拮抗作用を生じ、不都合である。上記バランスから、7
〜18重量%が好ましい範囲である。
【0026】また、本発明の無機組成物について、モル
換算した(CaO+MgO)/SiO2比が0.8〜
2.5であることが好ましい。前記比が0.8より小さ
くなるとSiO2溶出量が減少する一方、2.5を超え
るとSiO2含有量の低下や融点の上昇とSiO2溶出性
の低下が起こることがある。1.1〜2.0が好ましい
範囲である。
換算した(CaO+MgO)/SiO2比が0.8〜
2.5であることが好ましい。前記比が0.8より小さ
くなるとSiO2溶出量が減少する一方、2.5を超え
るとSiO2含有量の低下や融点の上昇とSiO2溶出性
の低下が起こることがある。1.1〜2.0が好ましい
範囲である。
【0027】本発明の無機組成物において、主成分を構
成する前記成分の他に、微量成分として有効な硼素やマ
ンガンを含有させることもできる。硼素やマンガンの存
在は、後述する製造方法において、溶融温度の低下や溶
融物の流動性の増加の効果があるし、得られる無機組成
物の非晶質化を促し、ケイ酸の溶出性を助長するという
効果もある。また、不可避的に混入する鉄酸化物やアル
ミニウムの酸化物などが含まれてもよい。しかし、アル
ミニウムについては、肥料効果が無く、有効成分の含有
量を低下させ、また、量が多くなるとケイ酸分の溶出性
に悪影響を及ぼすので、Al2O3の量は2重量%以下に
抑制することが好ましい。
成する前記成分の他に、微量成分として有効な硼素やマ
ンガンを含有させることもできる。硼素やマンガンの存
在は、後述する製造方法において、溶融温度の低下や溶
融物の流動性の増加の効果があるし、得られる無機組成
物の非晶質化を促し、ケイ酸の溶出性を助長するという
効果もある。また、不可避的に混入する鉄酸化物やアル
ミニウムの酸化物などが含まれてもよい。しかし、アル
ミニウムについては、肥料効果が無く、有効成分の含有
量を低下させ、また、量が多くなるとケイ酸分の溶出性
に悪影響を及ぼすので、Al2O3の量は2重量%以下に
抑制することが好ましい。
【0028】本発明の無機組成物を得る方法に関して
は、原料として、蛇紋岩、ケイ石、石灰石、フェロニッ
ケル鉱滓、フェロマンガン鉱滓、各種高炉滓、各種製鋼
滓、製リンスラグ、フライアッシュ等のCaO、Mg
O、或いはSiO2を含有する通常の原料類を利用する
ことができる。上記原料の中にはアルミナ分(Al
2O3)を含むものもあるが、Al2O3の存在はケイ酸溶
出率を悪化させ、またAl2O3含有量が増加すると他の
成分の含有量が実質的に減るので、Al2O3含有量の増
大は好ましくない。Al2O3が含まれていない原料を使
用するか、またはAl2O3が含まれている原料は少量に
限定して使用し、得られる無機組成物中のAl2O3含有
量が2重量%以下とすることが好ましい。
は、原料として、蛇紋岩、ケイ石、石灰石、フェロニッ
ケル鉱滓、フェロマンガン鉱滓、各種高炉滓、各種製鋼
滓、製リンスラグ、フライアッシュ等のCaO、Mg
O、或いはSiO2を含有する通常の原料類を利用する
ことができる。上記原料の中にはアルミナ分(Al
2O3)を含むものもあるが、Al2O3の存在はケイ酸溶
出率を悪化させ、またAl2O3含有量が増加すると他の
成分の含有量が実質的に減るので、Al2O3含有量の増
大は好ましくない。Al2O3が含まれていない原料を使
用するか、またはAl2O3が含まれている原料は少量に
限定して使用し、得られる無機組成物中のAl2O3含有
量が2重量%以下とすることが好ましい。
【0029】前記原料を、揮発分の量等を考慮し、生成
物が所望組成となるように、即ち、MgOを1〜20重
量%、SiO2を30〜50重量%含有するように、好
ましくは、モル比(CaO+MgO)/SiO2が0.
8〜2.5となるように、配合し、高温で溶融する。
物が所望組成となるように、即ち、MgOを1〜20重
量%、SiO2を30〜50重量%含有するように、好
ましくは、モル比(CaO+MgO)/SiO2が0.
8〜2.5となるように、配合し、高温で溶融する。
【0030】前記溶融に用いる炉(溶融炉)は、外熱式
電気炉、アーク炉、高周波加熱炉等の電気炉、或いは平
炉を初めとするいろいろな燃焼ガス炉等が使用できる。
溶融温度は、組成にもよるが1350℃以上が望まし
い。目標とする組成を有する原料が完全に溶融する温度
より、およそ150℃以上高い温度で溶融すると、溶融
温度から結晶化の進まない温度までの間で十分な冷却速
度がとれるため好ましい。前記溶融炉のうち、後述する
とおりに、溶融液を急冷することができ、非晶質化した
無機組成物を容易に得ることができることから電気炉、
並びに平炉が選択される。
電気炉、アーク炉、高周波加熱炉等の電気炉、或いは平
炉を初めとするいろいろな燃焼ガス炉等が使用できる。
溶融温度は、組成にもよるが1350℃以上が望まし
い。目標とする組成を有する原料が完全に溶融する温度
より、およそ150℃以上高い温度で溶融すると、溶融
温度から結晶化の進まない温度までの間で十分な冷却速
度がとれるため好ましい。前記溶融炉のうち、後述する
とおりに、溶融液を急冷することができ、非晶質化した
無機組成物を容易に得ることができることから電気炉、
並びに平炉が選択される。
【0031】溶融液の急冷は、得られる無機組成物の非
晶質化を達成し、ケイ酸の溶出性を高めるために必須で
ある。急冷は、一般には、炉から抜き出した溶融液に溶
融液の20〜40倍の重量の水を吹き付ける方法や、多
量の水中に浸漬する方法等を適用することによって行わ
れる。本発明の無機組成物を得る際の冷却方法として
は、溶融温度から100℃までの所要時間は20秒以下
好ましくは10秒以下とすることがよく、特に、原料が
完全に溶融する温度の上下200℃の間を5秒以内とす
る事が望ましいので、このため、ジェット水流を当てて
冷却する方法が好ましい。更に、ジェット水流を用いる
冷却方法は、溶融液より砂状物を直接に得られ、後工程
としての粉砕を省略することもできるという効果も得ら
れる。
晶質化を達成し、ケイ酸の溶出性を高めるために必須で
ある。急冷は、一般には、炉から抜き出した溶融液に溶
融液の20〜40倍の重量の水を吹き付ける方法や、多
量の水中に浸漬する方法等を適用することによって行わ
れる。本発明の無機組成物を得る際の冷却方法として
は、溶融温度から100℃までの所要時間は20秒以下
好ましくは10秒以下とすることがよく、特に、原料が
完全に溶融する温度の上下200℃の間を5秒以内とす
る事が望ましいので、このため、ジェット水流を当てて
冷却する方法が好ましい。更に、ジェット水流を用いる
冷却方法は、溶融液より砂状物を直接に得られ、後工程
としての粉砕を省略することもできるという効果も得ら
れる。
【0032】得られた砂状物はそのままでも肥料、土壌
改質剤として利用できるが、更に、必要に応じて粉砕や
造粒をすることにより、施肥の際に取り扱い易くした形
態にして供給することもできる。また、必要に応じて、
窒素、カリなどの他の肥料を混合して、所望の組成の複
合肥料とすることもできる。
改質剤として利用できるが、更に、必要に応じて粉砕や
造粒をすることにより、施肥の際に取り扱い易くした形
態にして供給することもできる。また、必要に応じて、
窒素、カリなどの他の肥料を混合して、所望の組成の複
合肥料とすることもできる。
【0033】
【実施例】以下、実施例及び比較例に基づいて、本発明
を更に詳細に説明する。
を更に詳細に説明する。
【0034】〔実施例1〕蛇紋岩、フェロニッケル鉱
滓、ケイ石、炭酸カルシウム(和光純薬製)を、それぞ
れ2.16g、0.34g、3.25g、8.06g混
合し、白金坩堝に入れて、シリコニット電気炉内に置き
1550℃で加熱溶融した。電気炉から取り出した溶融
物をすばやく水中に投入して組成物を得た。
滓、ケイ石、炭酸カルシウム(和光純薬製)を、それぞ
れ2.16g、0.34g、3.25g、8.06g混
合し、白金坩堝に入れて、シリコニット電気炉内に置き
1550℃で加熱溶融した。電気炉から取り出した溶融
物をすばやく水中に投入して組成物を得た。
【0035】この組成物は、SiO2、MgO、CaO
をそれぞれ42.2重量%、9.8重量%、45.6重
量%含んでいた。従って、モル比(CaO+MgO)/
SiO2は1.50である。
をそれぞれ42.2重量%、9.8重量%、45.6重
量%含んでいた。従って、モル比(CaO+MgO)/
SiO2は1.50である。
【0036】前記組成物を粉砕・分級して150ミクロ
ン下の粉として、以下の評価に用いた。4%クエン酸ソ
ーダ緩衝液(pHの初期値が5.5)への溶出ケイ酸量
(以下、C−SiO2量と呼ぶ)は31.2%、溶出率
(以下、ク溶率と呼ぶ)は74%だった。NMR−Si
の測定を行ったところ、ピーク位置は−75.3pp
m、半値幅は16.0ppmだった。
ン下の粉として、以下の評価に用いた。4%クエン酸ソ
ーダ緩衝液(pHの初期値が5.5)への溶出ケイ酸量
(以下、C−SiO2量と呼ぶ)は31.2%、溶出率
(以下、ク溶率と呼ぶ)は74%だった。NMR−Si
の測定を行ったところ、ピーク位置は−75.3pp
m、半値幅は16.0ppmだった。
【0037】〔実施例2〕蛇紋岩、フェロニッケル鉱
滓、ケイ石、炭酸カルシウム(和光純薬製)を、それぞ
れ3.32g、0.34g、2.81g、6.96g混
合し、実施例1と同じ操作により組成物を得た。
滓、ケイ石、炭酸カルシウム(和光純薬製)を、それぞ
れ3.32g、0.34g、2.81g、6.96g混
合し、実施例1と同じ操作により組成物を得た。
【0038】この組成物は、SiO2、MgO、CaO
をそれぞれ42.2重量%、14.3重量%、39.4
重量%含んでいた。従って、モル比(CaO+MgO)
/SiO2は1.51である。
をそれぞれ42.2重量%、14.3重量%、39.4
重量%含んでいた。従って、モル比(CaO+MgO)
/SiO2は1.51である。
【0039】この組成物を粉砕・分級して150ミクロ
ン下の粉を以下の評価に用いた。C−SiO2量は3
8.1%、ク溶率は90%だった。NMR−Siのピー
ク位置は−73.5ppm、半値幅は16.7ppmだ
った。
ン下の粉を以下の評価に用いた。C−SiO2量は3
8.1%、ク溶率は90%だった。NMR−Siのピー
ク位置は−73.5ppm、半値幅は16.7ppmだ
った。
【0040】〔実施例3〕蛇紋岩、フェロニッケル鉱
滓、ケイ石、石灰岩、コレマナイト、マンガンスラグ
を、それぞれ31.1kg、3.4kg、25.1k
g、67.5kg、1.6kg、4.7kg混合し、1
00kVAの直流アーク式電気炉に投入し通電して加熱
溶融した。電気炉のタップ口から流れ出た溶融物にジェ
ット水流を吹き付け、急冷し、水砕した。
滓、ケイ石、石灰岩、コレマナイト、マンガンスラグ
を、それぞれ31.1kg、3.4kg、25.1k
g、67.5kg、1.6kg、4.7kg混合し、1
00kVAの直流アーク式電気炉に投入し通電して加熱
溶融した。電気炉のタップ口から流れ出た溶融物にジェ
ット水流を吹き付け、急冷し、水砕した。
【0041】この水砕物は、SiO2、MgO、CaO
をそれぞれ41.0重量%、13.7重量%、38.3
重量%含んでいた。従って、モル比(CaO+MgO)
/SiO2は1.50である。
をそれぞれ41.0重量%、13.7重量%、38.3
重量%含んでいた。従って、モル比(CaO+MgO)
/SiO2は1.50である。
【0042】この水砕物を粉砕・分級して150ミクロ
ン下の粉を以下の分析に用いた。C−SiO2量は3
3.8%、ク溶率は85%だった。NMR−Siのピー
ク位置は−75.0ppm、半値幅は20.0ppmだ
った。
ン下の粉を以下の分析に用いた。C−SiO2量は3
3.8%、ク溶率は85%だった。NMR−Siのピー
ク位置は−75.0ppm、半値幅は20.0ppmだ
った。
【0043】〔比較例〕蛇紋岩、フェロニッケル鉱滓、
ケイ石、炭酸カルシウム(和光純薬製)を、それぞれ
0.97g、0.34g、5.74g、5.61g混合
し、実施例1と同じ操作により組成物を得た。
ケイ石、炭酸カルシウム(和光純薬製)を、それぞれ
0.97g、0.34g、5.74g、5.61g混合
し、実施例1と同じ操作により組成物を得た。
【0044】この組成物は、SiO2、MgO、CaO
をそれぞれ61.5重量%、5.0重量%、31.9重
量%含んでいた。従って、モル比(CaO+MgO)/
SiO2は0.68である。
をそれぞれ61.5重量%、5.0重量%、31.9重
量%含んでいた。従って、モル比(CaO+MgO)/
SiO2は0.68である。
【0045】この組成物を粉砕・分級して150ミクロ
ン下の粉を以下の評価に用いた。C−SiO2量は0.
7%、ク溶率は1%だった。
ン下の粉を以下の評価に用いた。C−SiO2量は0.
7%、ク溶率は1%だった。
【0046】
【発明の効果】本発明の無機組成物は、全SiO2中の
4重量%クエン酸緩衝液(pHの初期値が5.5)への
溶出率が50%以上であり、土壌中への可溶性ケイ酸を
多く含むという特徴を有し、しかもその組成中にはカリ
ウム等のアルカリ金属元素を含有しないので製造しやす
いという特徴を有するので、土壌中のケイ酸分が有用な
働きをする作物、特に稲作用の土づくり資材あるいは肥
料として有用である。
4重量%クエン酸緩衝液(pHの初期値が5.5)への
溶出率が50%以上であり、土壌中への可溶性ケイ酸を
多く含むという特徴を有し、しかもその組成中にはカリ
ウム等のアルカリ金属元素を含有しないので製造しやす
いという特徴を有するので、土壌中のケイ酸分が有用な
働きをする作物、特に稲作用の土づくり資材あるいは肥
料として有用である。
【0047】本発明の肥料、土壌改質剤はいずれも、土
壌中への可溶性ケイ酸を多く含むので、少ない施肥量で
充分であり農家の省力化が可能となる特徴がある。ま
た、燐酸分を含まない、若しくは少量であることから、
各種単肥との混合散布により個々の土地に適した施肥が
可能であること、ケイ酸質の土壌への吸収性が良く作物
の病虫害の発生が抑制されること、各種の肥料成分の吸
収を助長し、作物の収量を増加させることができるこ
と、緩効性であり肥あたりを起こさないこと、水には難
溶性であるので雨水に流亡せず肥料散布の回数を減らす
ことができる等の数々の利点を有する。
壌中への可溶性ケイ酸を多く含むので、少ない施肥量で
充分であり農家の省力化が可能となる特徴がある。ま
た、燐酸分を含まない、若しくは少量であることから、
各種単肥との混合散布により個々の土地に適した施肥が
可能であること、ケイ酸質の土壌への吸収性が良く作物
の病虫害の発生が抑制されること、各種の肥料成分の吸
収を助長し、作物の収量を増加させることができるこ
と、緩効性であり肥あたりを起こさないこと、水には難
溶性であるので雨水に流亡せず肥料散布の回数を減らす
ことができる等の数々の利点を有する。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C09K 17/02 C09K 17/02 H 17/06 17/06 H // C09K 101:00 (72)発明者 古川 洋一郎 東京都町田市旭町3丁目5番1号 電気化 学工業株式会社総合研究所内 (72)発明者 冨田 誠 東京都町田市旭町3丁目5番1号 電気化 学工業株式会社総合研究所内
Claims (8)
- 【請求項1】全SiO2中の4重量%クエン酸緩衝液
(pHの初期値が5.5)への溶出率が50%以上であ
ることを特徴とする無機組成物。 - 【請求項2】非晶質であることを特徴とする請求項1記
載の無機組成物。 - 【請求項3】NMR−29Si測定時のケミカルシフト値
が−80ppm以上−71ppm以下であることを特徴
とする請求項2記載の無機組成物。 - 【請求項4】NMR−29Si測定時の半値幅が12pp
m以上23ppm以下であることを特徴とする請求項2
又は請求項3記載の無機組成物。 - 【請求項5】主成分がMgO、SiO2、CaOからな
ることを特徴とする請求項1、請求項2、請求項3又は
請求項4記載の無機組成物。 - 【請求項6】モル換算したときの(CaO+MgO)/
SiO2の比が、0.8〜2.5であることを特徴とす
る請求項5記載の無機組成物。 - 【請求項7】請求項1、請求項2、請求項3、請求項
4、請求項5又は請求項6の無機組成物を含有すること
を特徴とする肥料。 - 【請求項8】請求項1、請求項2、請求項3、請求項
4、請求項5又は請求項6の無機組成物を含有すること
を特徴とする土壌改質剤。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000146281A JP2001026487A (ja) | 2000-01-01 | 2000-05-18 | 無機組成物とそれを用いた肥料、土壌改質剤 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000146281A JP2001026487A (ja) | 2000-01-01 | 2000-05-18 | 無機組成物とそれを用いた肥料、土壌改質剤 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20525798A Division JP4141538B2 (ja) | 1998-07-21 | 1998-07-21 | 肥料又は土壌改質剤 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001026487A true JP2001026487A (ja) | 2001-01-30 |
Family
ID=18652664
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000146281A Pending JP2001026487A (ja) | 2000-01-01 | 2000-05-18 | 無機組成物とそれを用いた肥料、土壌改質剤 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001026487A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000034185A (ja) * | 1998-07-21 | 2000-02-02 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 無機組成物とその製造方法、それを用いた肥料と土壌改質剤 |
JP2009242125A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Nozawa Corp | 肥料用無機物 |
CN103483098A (zh) * | 2013-10-15 | 2014-01-01 | 广西玉林宏江能源科技有限公司 | 一种水稻无土水培专用复合肥料 |
-
2000
- 2000-05-18 JP JP2000146281A patent/JP2001026487A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000034185A (ja) * | 1998-07-21 | 2000-02-02 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 無機組成物とその製造方法、それを用いた肥料と土壌改質剤 |
JP2009242125A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Nozawa Corp | 肥料用無機物 |
CN103483098A (zh) * | 2013-10-15 | 2014-01-01 | 广西玉林宏江能源科技有限公司 | 一种水稻无土水培专用复合肥料 |
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