JP2005047725A

JP2005047725A - 粒状肥料組成物およびその製造方法

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Publication number: JP2005047725A
Application number: JP2003203668A
Authority: JP
Inventors: Fumio Nanbu; 文男南部; Kihachiro Kodama; 起八郎小玉
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2003-07-30
Filing date: 2003-07-30
Publication date: 2005-02-24

Abstract

【課題】廉価で水面浮上防止性能および長期固結防止性能が改良された粒状肥料を提供する。
【解決手段】粒状肥料表面を燐酸液と、鉱産物粉末と、グリコール類および／または鉱油とで被覆処理した粒状肥料組成物であって、粒状肥料に対して、前記燐酸液の被覆量がＨ３ＰＯ４として０．１〜１．２重量％、前記鉱産物粉末の被覆量が０．１〜３重量％、前記グリコール類および／または鉱油の被覆量が０．１〜１重量％であることを特徴とする。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水面浮上防止性能および固結防止性能が改良された粒状肥料組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
粒状肥料は一般に燐鉱石を硫酸、燐酸および硝酸の少なくとも１種を用いて酸分解した後、これをアンモニアで中和して得られる泥状スラリーおよび／または燐酸、硫酸、硝酸などをアンモニアで中和して得られるスラリー状生成物と、硫安、硝安、尿素、塩化加里等の原料用固体肥料物質を転動造粒法等の公知の方法により混合造粒することによって取得されている。また、原料用固体肥料物質を造粒機に供給して水、熱水および／またはスチームを利用する造粒方法も知られている。そして、造粒生成物は乾燥、冷却された後、製品粒径粒子を篩別分離される。残りの生成物はいわゆる循環品として造粒機に循環供給されている。このようにして得られた粒状肥料は従来から２つの大きな品質上の問題点を有している。
【０００３】
問題点の第一は、粒状肥料を水田に施用した場合に肥料粒子がしばしば水面付近に浮上するため、肥料成分の流出や浮上現象に起因する作物への濃度障害を起こすことである。粒状肥料の浮上の原因は、粒状肥料を製造する方法において、造粒を湿式燐酸液のアンモニア化の中和反応を利用して行なう場合に、非水溶性の燐酸鉄アルミニウムが生成する。この燐酸鉄アルミニウムは次の乾燥工程で乾燥される際に、粒の外側に硬い網目構造の殻を形成する。このようにして得た粒状肥料を水田に施用した場合、１〜２時間後に元の形状のままで浮き上がることがある。この際、肥料中の水溶性成分のほとんどは溶けて粒外に出てしまっているが、網目構造の燐酸鉄アルミニウムが粒の外形を保持するため、これに粒中の空気が気泡となって付着し、水面に浮き上がってくるものと考えられている。
【０００４】
従って、このような肥料の浮上防止対策としては、（１）粒中の空気の浮力に相当する非水溶性物質、一般に珪藻土、タルク、オリビンサンド等の非水溶性鉱産物を添加する方法、（２）水中で粒を崩れ易くするために、水中で膨潤するベントナイトを添加する方法、（３）水中で粒子に付着した気泡を外れ易くするために界面活性剤を添加する方法、等が一般的に行なわれている。
【０００５】
しかしながら、非水溶性鉱産物を添加する方法、およびベントナイトを添加する方法においては、比較的多量に添加する必要があるため肥料成分を高く出来ないという欠点がある。また、界面活性剤を添加する方法においては、造粒性が悪くなるという欠点がある。
【０００６】
問題点の第二は、固結を起こし易いために取り扱う際にしばしば困難を来たすことである。粒状肥料の固結の原因は、一般に水分吸収に起因して隣接する粒子間に生ずる飽和溶液から大気の状態変化に際して析出する結晶によって、各粒子間が架橋されるためであると考えられており、従来から粒状肥料の固結防止方法として、粒状肥料に対し鉱油を０．３〜０．５重量％添加して被覆処理し、ついでタルク、活性白土、珪藻土等の鉱産物粉末を粒状肥料に対し０．５〜３重量％添加して被覆処理することにより肥料粒子相互間の接触を妨げる方法が一般的に行なわれている。
【０００７】
しかしながら、これらの固結防止剤を使用する方法においては、固結防止剤を添加し被覆処理した直後は固結防止効果が充分達成されるものの、期間の経過と共に鉱油が肥料の中に徐々に浸透して肥料粒面が乾くため、鉱産物粉末が肥料粒面より徐々に剥離し、このため長期間の貯蔵中に固結現象が増大するという欠点がある。
【０００８】
これら２つの欠点を改善する方法として、粒状肥料に浮上防止剤としてトリエチケングリコールおよび固結防止剤としてタルク、カオリン、または珪藻土を添加処理することが知られている（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、この方法に於いては、浮上防止効果は肥料粒子中の空隙をトリエチレングリコールで埋めることで達成されることから、充分な浮上防止効果を得るためには比較的多くのトリエチレングリコールを必要とするため処理費用が高価となる。
【０００９】
また、固結性を防止する方法として、粒状肥料を軽焼マグネシアで被覆処理する方法が知られている（例えば、特許文献２参照。）。しかしながら、この方法も前記したタルク、活性白土、珪藻土等の粉末を被覆処理する方法と同様に、処理した直後は固結防止効果が充分達成されるものの、期間の経過と共に軽焼マグネシアが徐々に剥離し、このため長期間の貯蔵中に固結現象が増大するという傾向がある。また同じく、固結性を防止する方法として、燐酸１アンモニウムの粒状物に鉱酸水溶液を添加処理することが知られている（例えば、特許文献３参照。）。しかしながら、この固結防止方法は燐酸１アンモニウム粒状物に対して効果はあるものの、この他の粒状肥料、例えば窒素源として尿素、硝安等を使用した粒状肥料等に対しては効果が充分でない。
【００１０】
【特許文献１】
特公平５−４９５４号公報
【特許文献２】
特開昭５９−２１３６９６号公報
【特許文献３】
特公昭５９−５３２３９号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
かかる事情下に鑑み、本発明者は廉価で水面浮上防止性能および長期固結防止性能が改良された粒状肥料を提供することを目的として鋭意検討した結果、粒状肥料を燐酸液と、鉱産物粉末と、グリコール類および／または鉱油とで被覆処理することによって、上記問題点を一挙に解消出来ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は粒状肥料表面を、燐酸液と、鉱産物粉末と、グリコール類および／または鉱油とで被覆処理した粒状肥料組成物であって、粒状肥料に対して、前記燐酸液の被覆量がＨ_３ＰＯ_４として０．１〜１．２重量％、前記鉱産物粉末の被覆量が０．１〜３重量％、前記グリコール類および／または鉱油の被覆量が０．１〜１重量％であることを特徴とする水面浮上防止性能および固結防止性能が改良された粒状肥料組成物に関するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を更に詳細に述べる。
本発明の処理対象となる粒状肥料は尿素、硝安、硫安、塩安、ウレアホルム等の窒素質、燐安、過燐酸石灰、重過燐酸石灰等の燐酸質、塩化加里、硫酸加里等の加里質の肥料原料物質の組み合わせによって得られる窒素−燐酸、窒素−加里、および燐酸−加里の２成分系、窒素−燐酸−加里の３成分系、あるいはこれらにマグネシウム、硼素、マンガン等の植物の生育に必要な要素を含有させた粒状肥料である。
【００１４】
本発明で使用する燐酸液のＨ３ＰＯ４濃度は４０重量％以上の物であればよいが、通常水分の増加は固結現象を増大させることから、燐酸液のＨ３ＰＯ４濃度は５５重量％以上、好ましくは５５〜８５重量％程度の濃燐酸液が使用される。燐酸液は純粋である必要はなく、通常、工業用として市販されているもので充分である。
【００１５】
燐酸液の被覆量は、通常、粒状肥料に対しＨ３ＰＯ４として０．１〜１．２重量％、好ましくは０．２〜０．８重量％である。被覆量が少ない場合には粒状肥料の水面浮上防止性能および固結防止性能が低く、他方該範囲を超えて被覆しても被覆量に見合う粒状肥料の水面浮上防止性能および固結防止性能の発現は見られず、経済的に不利となる。
【００１６】
粒状肥料に対する燐酸液の被覆処理方法としては特に制限されるものではなく、当該分野で公知の方法が適用し得る。一般的には、回転円筒や回転皿等の装置に粒状肥料を供給して転動させながら、これに燐酸液を添加混合して被覆処理する方法が挙げられる。
【００１７】
本発明で使用する鉱産物粉末としてはカオリン、タルク、珪藻土、活性白土、硅砂、ベントナイト、ゼオライト、アタパルジャイトクレー、フバサミクレー等が挙げられるが、就中、カオリン、タルク、珪藻土が好ましい。カオリン、タルク、珪藻土は純粋である必要はなく、通常、工業用として市販されているもので充分である。
【００１８】
鉱産物粉末の粒状肥料に対する被覆量は、通常、粒状肥料に対し０．１〜３重量％、好ましくは０．５〜１．７重量％である。被覆量が少ない場合には粒状肥料の水面浮上防止性能および固結防止性能が低く、他方、該範囲を超えて被覆しても被覆量に見合う粒状肥料の水面浮上防止性能および固結防止性能の発現は見られず、経済的に不利となる。
【００１９】
粒状肥料に対する鉱産物粉末の被覆処理方法としては特に制限されるものではなく、当該分野で公知の方法が適用しえる。一般的には燐酸液を粒状肥料に被覆処理する場合と同様、回転円筒や回転皿等の装置に粒状肥料を供給し転動させながら、これに鉱産物粉末を添加、混合して被覆処理する方法が挙げられる。
【００２０】
本発明で使用するグリコール類としては、温度２０℃において液状のエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコールおよびこれらの混合物からなる群から選ばれた少なくとも一種が挙げられる。この内、特に好ましいのはトリエチレングリコールである。トリエチレングリコールは純粋である必要はなく、通常、工業用として市販されているものが使用される。鉱油としては、温度２０℃において液状のものであれば良いが、好ましいのは引火点が７０℃以上の危険物第４類第３石油類であり、通常工業用として市販されているものが使用される。
【００２１】
グリコール類および／または鉱油の粒状肥料に対する被覆量は、通常、粒状肥料に対し０．１〜１重量％、好ましくは０．２〜０．６重量％である。被覆量が少ない場合には粒状肥料の水面浮上防止性能および固結防止性能が低く、他方該範囲を超えて被覆しても被覆量に見合う粒状肥料の水面浮上防止性能および固結防止性能の発現は見られず、経済的に不利となる。
【００２２】
粒状肥料に対するグリコール類および／または鉱油の被覆処理方法としては特に制限されるものではなく、当該分野で公知の方法が適用しえる。一般的には燐酸液を粒状肥料に被覆処理する場合と同様、回転円筒や回転皿等の装置に粒状肥料を供給して転動させながら、これにグリコール類および／または鉱油を添加混合して被覆処理する方法が挙げられる。
【００２３】
本発明においては、粒状肥料表面への燐酸液、鉱産物粉末、グリコール類および／または鉱油の被覆順序は、いずれが先でもよく、また同時でもよいが、水面浮上防止性能および固結防止性能発現の点から、燐酸液で被覆処理し、次いで鉱産物粉末で被覆処理し、次いでグリコール類および／または鉱油で被覆処理する方法が好ましい。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の粒状肥料組成物の水面浮上防止性能については、本組成物の粒が水中で崩れ易くなることから、濃燐酸液が肥料粒面の殻を形成している硬い網目構造の燐酸鉄アルミニウムを除々に溶解して分解し、これにより粒の外形を保持し難くなって崩壊し易くなるために水面浮上防止性能を呈するものと推察される。一方、固結防止性能については、先に被覆処理した燐酸液が、次いで被覆処理する鉱産物粉末を被覆し易くし、次いで被覆処理するグリコール類および／または鉱油が鉱産物粉末を充分に被覆かつ保持させるため、これにより固結の原因である肥料粒子相互間の接触が長期安定的に妨げられその結果固結防止性能を持続せしめるものと推察される。
このように本発明の粒状肥料組成物は、水面浮上防止性能を有し、かつ長期間の貯蔵に於いても固結防止性能を有するものであり、その産業上の利用価値は頗る大である。
【００２５】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって何ら限定されるものではない。なお、実施例中の部および％は特記しない限りすべて重量部および重量百分率を示す。
また、実施例に於いて水面浮上率および固結強度は以下の方法で測定した。
【００２６】
水面浮上率：
５００ｍｌのビーカーに温度３０℃の水４００ｍｌを入れたものに１００粒の粒状肥料を投入し、１時間後に水面に浮上した粒および／又は粉の投入粒数に対する割合（％）を測定し、水面浮上率を求めた。
【００２７】
固結強度：
図１に使用する測定器の断面を示す。内径６ｃｍ、高さ５ｃｍのポリ塩化ビニル製の円筒容器（１）中の中心に、長さ６ｃｍ、直径３ｍｍで、先端が外径６ｍｍで高さ２ｍｍの円錐状のステンレス製フック（２）を立てて８０ｇの試料（３）を充填し、中心をステンレス製フックが貫通する孔を有する円柱（４）を円筒容器に挿入し、試料上に置いた。円柱に１０ｋｇの荷重（５）をかけて試料を固めた後、ステンレス製フックおよび試料が入った円筒容器をポリエチレン袋で密封し、温度４０℃、湿度８０％の恒温恒湿槽内で７２時間放置した後、容器中に立てたフックの引き抜き強度（ｋｇ）を測定し、固結強度を求めた（指標として、引き抜き強度０．５ｋｇ以下は殆ど固結していないと見做した）。
【００２８】
実施例１〜２、比較例１〜６
粒径１〜４ｍｍの硫燐安系粒状肥料１３−１３−１３（配合割合；燐酸２アンモン２９．３％、硫安３９．６％、塩化加里２２％、石膏９．１％）（１３−１３−１３はＮ−Ｐ_２Ｏ_５−Ｋ_２Ｏとしての含有％を示す、以下同じ。）。５ｋｇを皿型造粒機で転動させながら、以下に示す被覆物を表１に示す割合で被覆処理した。表１に於いて被覆物（１）は最初に添加し粒状肥料に被覆する被覆物を、被覆物（２）は次いで添加し被覆物（１）上に被覆する被覆物を、被覆物（３）は次いで添加し被覆物（２）上に被覆する被覆物示す。
このようにして得た被覆処理後の硫燐安系粒状肥料組成物をポリエチレン袋で密封し、次いで温度３０℃、湿度８０％の恒温恒湿槽内で１ケ月間放置した後、各試料について固結強度および水面浮上率を測定した。結果を表１に示す。
【００２９】
（被覆物１Ａ）
Ｈ３ＰＯ４濃度５５％の燐酸液
（被覆物１Ｂ）
珪藻土
（被覆物１Ｃ）
純度９９％のトリエチレングリコール（三井化学株式会社製品）
（被覆物１Ｄ）
フッコールコーティングオイル（鉱油、危険物第４類第３石油類、富士興産株式会社製品）
【００３０】
【表１】

（注）初期肥料含有水分は何れも１．０５％である。珪藻土は１００メッシュパス品である。被覆物の量は有り姿の量である（以下、同じ）。
【００３１】
実施例３〜４、比較例７〜１２
粒径１〜４ｍｍの尿素系粒状肥料１８−１８−１８（配合割合；燐酸２アンモン４０％、尿素１６％、ウレアホルム１０％、塩化加里３０％、石膏４％）５ｋｇを皿型造粒機で転動させながら、上記被覆物および以下に示す被覆物を表２に示す割合で被覆した。
このようにして得た被覆処理後の尿素系粒状肥料組成物をポリエチレン袋で密封し、次いで温度３０℃、湿度８０％の恒温恒湿槽内で１ケ月間放置した後、各試料について固結強度および水面浮上率を測定した。結果を表２に示す。
【００３２】
（被覆物２Ａ）
Ｈ３ＰＯ４濃度８５％の燐酸液
（被覆物２Ｂ）
タルク
【００３３】
【表２】

（注）初期肥料含有水分は何れも０．６７％である。タルクは１００メッシュパス品である。
【００３４】
実施例５〜６、比較例１３〜１８
粒径１〜４ｍｍの硝燐安系粒状肥料１８−８−１６（配合割合；燐酸２アンモン１８．５％、硝安４４．４％、硫酸加里３１．３％、石膏５．８％）５ｋｇを皿型造粒機で転動させながら、上記の被覆物および以下に示す被覆物を表３に示す割合で被覆した。
このようにして得た被覆処理後の硝燐安系粒状肥料組成物をポリエチレン袋で密封し、次いで温度３０℃、湿度８０％の恒温恒湿槽内で１ケ月間放置した後、各試料について固結強度および水面浮上率を測定した。結果を表３に示す。
【００３５】
（被覆物３Ａ）
Ｈ３ＰＯ４濃度７０％の燐酸液。
（被覆物３Ｂ）
カオリン。
【００３６】
【表３】

（注）初期肥料含有水分は何れも０．６５％である。カオリンは１００メッシュパス品である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例で用いた固結強度の測定器の断面図である。
【符号の説明】
１：ポリ塩化ビニル製円筒容器
２：ステンレス製フック
３：試料
４：円柱
５：荷重

Claims

粒状肥料表面を燐酸液と、鉱産物粉末と、グリコール類および／または鉱油とで被覆処理した粒状肥料組成物であって、粒状肥料に対して、前記燐酸液の被覆量がＨ３ＰＯ４として０．１〜１．２重量％、前記鉱産物粉末の被覆量が０．１〜３重量％、前記グリコール類および／または鉱油の被覆量が０．１〜１重量％であることを特徴とする粒状肥料組成物。
燐酸液のＨ３ＰＯ４濃度が４０重量％以上であることを特徴とする請求項１記載の粒状肥料組成物。
粒状肥料表面を、燐酸液で被覆処理し、次いで鉱産物粉末で被覆処理し、次いでグリコール類および／または鉱油で被覆処理することを特徴とする請求項１または２記載の粒状肥料組成物の製造方法。