JP2006076809A - 塩加粒状肥料の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 配合肥料原料として高い硬度を有し、且つ製品収率即ち、製品歩留まりの良い、塩加を４５質量％以上含有する塩加粒状肥料の製造方法を提供する。
【解決手段】過リン酸石灰、酸化マグネシウム及び硫酸を結合剤として使用することを特徴とする塩加を４５質量％（Ｋ₂Ｏとして）以上含有する塩加粒状肥料の製造方法である。また、過リン酸石灰、酸化マグネシウム、尿素及び硫酸を結合剤として使用することを特徴とする塩加を４５質量％（Ｋ₂Ｏとして）以上含有する塩加粒状肥料の製造方法である。
この様な製造方法によれば、配合肥料の製造、機械施肥に耐える硬度１Ｋｇｆ以上で、且つ高い製品収率で、塩加を４５質量％（Ｋ₂Ｏとして）以上含有する粒状肥料を得ることができる。
【選択図】 なし

Description

本発明は、塩加粒状肥料の製造方法に関し、殊に過リン酸石灰、酸化マグネシウム及び硫酸を結合剤として、更に戻り粉使用時の硬度及び製品収率の低下を防止するために上記結合剤に尿素を加えたものを結合剤として使用することを特徴とする塩加粒状肥料の製造方法に関する。

近年、省力化を目的とした肥料、即ち１回の施肥で作物の成長段階に対応して栄養素を補給することができる被覆肥料の需要が急増している。
現在、使用されている被覆肥料の大半は、被覆尿素肥料である。この被覆尿素肥料が急速に普及した理由は、窒素成分を含む肥料、塩安、硫安、硝安、尿素等は、溶解度が大きいため流亡が激しい。そのため、作物の成長段階に対応して適宜、窒素肥料を補給する必要があるが、被覆尿素肥料にあっては、元肥として１回の施肥で良いこと、とりわけ水稲にあっては、その省力効果が大きいこと等である。

一方、被覆尿素肥料の普及を製造面からみると、被覆肥料に使用する原料は、適度の硬度を有し、且つ可及的球状に近い粒状であることが必須である。被覆尿素肥料原料の粒状尿素は、この条件を満たしている。
このような被覆尿素肥料は、これ単独で使用されるか、他の粒状肥料と配合（バルクブレンド）して使用される。この被覆尿素肥料に配合される粒状肥料は、リン酸成分のみ含む粒状の過リン酸石灰やカリ成分とリン酸成分とを含有する二成分肥料、窒素成分の低い三成分肥料、或いは粒状有機質肥料等である。
しかしながら、このような粒状肥料を被覆尿素肥料と配合する場合、農家の要求する、また各作物に対応した厳密に三成分を調整した配合肥料を製造することが困難であることから、カリ成分のみを含有する粒状肥料が強く要求されている。

現在市販されている塩加の形状は、破砕不定形状で配合肥料として使用することはできない。このような破砕不定形状の塩加を配合肥料として用いると側条施肥機、動力散布機等の施肥機を使用した場合、流動性が悪化し、不均一施肥となるばかりでなく、最終的に目詰まりを起こし施肥不能となる。

ところで、肥料を造粒する方法としては、パン造粒機などを使用する転動造粒法、ブランジャー(２軸パドル式混合機)等を使用するスラリー式造粒法、押出成形機、ブリケット機等を使用する成形造粒法等がある。これらは主に肥料原料により使い分けされる。しかし、いずれの造粒方法においても原料に適当な粘着性を付与することが必要である。
一般にリン酸質肥料、例えば過リン酸石灰、リン安、リン酸カリ等を原料として使用するときは、少量の水分の存在で、上記造粒法により、ある程度硬度のある粒状肥料を製造することができるが、塩加の場合、少量の水分のみで粒状肥料を製造することはできない。
肥料の造粒には結合剤として、廃糖蜜、コーンスティープリカー、ベントナイト、ＣＭＣ、大麦を糊状にしたもの等が使用され、石膏とフッ化カルシウムを結合剤として使用する方法も提案されている(例えば、特許文献１参照)。
しかし、これらの結合剤を使用しても本発明の目的とする高い硬度を有し、且つ高い製品収率で単肥配合原料として要求される塩加を４５質量％（Ｋ₂Ｏとして）以上含有する塩加粒状肥料の造粒は困難であった。

特許第３３８３２２４号公報

かかる現状に鑑み、本発明者らは、配合肥料原料として混合機に耐える高い硬度（１Ｋｇｆ以上）を有し、且つ製品収率即ち、製品粒径２〜４ｍｍの製品歩留まりの良い、塩加を４５質量％（Ｋ₂Ｏとして）以上含有する塩加粒状肥料の製造方法について鋭意検討を重ねた。
その結果、塩加の造粒に於いて過リン酸石灰、酸化マグネシウム及び硫酸を結合剤として使用することにより、本発明の目的とする塩加粒状肥料が製造可能なることを見出した。また上記結合剤に尿素を加えたときは、更に戻り紛使用時の硬度と製品収率の低下を防止することが可能となることを見出し、係る知見に基づき本発明を完成したものである。

即ち、本発明は、過リン酸石灰、酸化マグネシウム及び硫酸を結合剤として使用することを特徴とする塩加を４５質量％（Ｋ₂Ｏとして）以上含有する塩加粒状肥料の製造方法に関する。
更に本発明は、過リン酸石灰、酸化マグネシウム、尿素及び硫酸を結合剤として使用することを特徴とする塩加を４５質量％（Ｋ₂Ｏとして）以上含有する塩加粒状肥料の製造方法に関する。

本発明の効果は、塩加、過リン酸石灰及び酸化マグネシウムの混合物、又は塩加、過リン酸石灰、酸化マグネシウム及び尿素の混合物に硫酸を加えて造粒することにより、塩加を４５質量％（Ｋ₂Ｏとして）以上含んだ粒状肥料を製造できることである。この造粒メカニズムについては定かではないが、本発明の製造方法によれば、配合肥料の製造、機械施肥に耐える硬度１Ｋｇｆ以上で、且つ高い製品収率で、塩加を４５質量％（Ｋ₂Ｏとして）以上含有する粒状肥料を得ることができる。

以下本発明の粒状肥料の製造方法について更に詳細に説明する。
本発明の塩加原料としては、通常の肥料原料として使用されている赤塩加、白塩加をはじめ工業用白塩加を用いることができる。
また、本発明の過リン酸石灰原料としては、通常の過リン酸石灰をはじめ重過リン酸石灰を用いることができる。

更に酸化マグネシウム原料としては、マグネサイト、水酸化マグネシウム等を６００〜８００℃で焼成した軽焼マグネシア等を使用することができる。
上記原料は、それぞれ単独で粉砕した後、混合して用いても良いが、混合した後粉砕して用いても良い。いずれにしても均一混合が充分行なわれておれば良い。粉砕方法については、通常肥料原料の粉砕に用いられている奈良式粉砕機、ターボミル、ＪＥＴ粉砕機等を例示することができる。これら原料の粒径に関しては、１〜２００μｍが良い。これ以上になると粒状肥料の硬度が低下する。

本発明の粒状肥料の製造においては、塩加、過リン酸石灰及び酸化マグネシウムを後述する量比で加え、均一に混合した後硫酸を添加して造粒する。本発明に用いる硫酸としては、通常肥料製造に用いられている濃硫酸をはじめ、７０質量％硫酸等を用いることができ、使用時適宜水で希釈して用いればよく、その濃度に関しては概ね１０〜３０質量％で使用すればよい。

本発明の粒状肥料の造粒方法に関しては、パン造粒機、ドラム造粒機などを使用する転動造粒法、ブランジャー(２軸パドル式混合機)等を使用するスラリー式造粒法、ブリケット機等を使用する成形造粒法、押出機を使用する押出造粒法等を用いることができるが、転動造粒法によれば、球状に近いものが得られるので特に好ましい。特に被覆肥料原料にあっては真球に近い程好ましい。また、配合肥料の一原料あるいは単肥として使用する場合にあっても配合の容易性、品質均一性の点から、更にまた機械施肥における散布機内での流動性、散布均一性の点から球状に近いことが好ましい。

次いで、得られた粒状肥料の乾燥に関しては、通常転動熱風乾燥機等の乾燥機を用いて連続的に乾燥される。その温度に関しては、９０〜１２０℃で乾燥すればよい。乾燥した粒状肥料は、振動スクリーンに通して所望するサイズの製品（本発明の塩加の場合は粒径２〜４ｍｍ）を取り出し、粒径２ｍｍ以下の細粒品はそのまま、４ｍｍ以上の粗粒品は粉砕し戻り紛として供給原料に添加・混合し再使用する。

次に結合剤の使用割合について詳しく説明する。
本発明者らは、結合剤として過リン酸石灰のみ使用した場合、塩加単独では造粒できなかったものが造粒できるようになることを見出したが、粒硬度が０．５Ｋｇｆ以下と低く実用に耐えられるものを得ることができなかった。そこで更に検討を加えた結果、過リン酸石灰に加えて、更に酸化マグネシウムと硫酸を併用することにより粒硬度が１Ｋｇｆ以上に改善できることを見出したものである。

その結合剤である過リン酸石灰、酸化マグネシウム及び硫酸の使用割合について云えば、使用する塩加をはじめ過リン酸石灰、酸化マグネシウムの種類、粉砕度、造粒方法等により異なるが、結合剤の使用割合が塩加に対して過リン酸石灰１〜１０質量％（Ｐ_２Ｏ_５として）、酸化マグネシウム１〜１０質量％（ＭｇＯとして）、硫酸 ０．８〜８質量％（ＳＯ_４として）の範囲が好ましい。この範囲を逸脱すると結合剤としての効果が小さくなる。
ところで、本発明においては戻り紛の使用割合が増大するにつれて硬度及び製品収率が低下する傾向にあることが判明した。

そこで、本発明者らは戻り紛使用時の硬度及び製品収率の低下を防止する方法について検討し、塩加に対して過リン酸石灰１〜１０質量％（Ｐ_２Ｏ_５として）、酸化マグネシウム１〜１０質量％（ＭｇＯとして）、尿素０．６〜６質量％（Ｎとして）、硫酸０．８〜８質量％（ＳＯ_４として）の範囲で用いることにより、目的達成が可能なることを見出した。この範囲を逸脱すると目的を達成することは困難となる。

本発明の塩加を４５質量％（Ｋ₂Ｏとして）以上含有する粒状肥料の製造は、過リン酸石灰、酸化マグネシウムの混合物、または過リン酸石灰、酸化マグネシウム及び尿素の混合物を均一に混合して硫酸を添加しながら造粒することで、その効果を最もよく発揮するが、必要に応じて更に蛇紋岩粉末、ベントナイト、廃糖蜜、コーンスティープリカー、ＣＭＣ等の結合剤も使用することができる。

以下に実施例によって本発明を説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。また、特に断らない限り、％は質量％を示す。尚、平均粒硬度については、以下の測定方法で行った。

「平均粒硬度測定方法」
製品（粒径２．０〜４．０ｍｍ）を１０５℃の通風静置乾燥機で３時間乾燥し、恒量になるまで乾燥する。次いで製品２０個を木屋式硬度計にて測定し、その平均値を平均粒硬度とした。

奈良式粉砕機で２００μｍ以下に粉砕した赤塩加８．５Ｋｇ、重過リン酸石灰１Ｋｇ（Ｐ_２Ｏ_５として０．４７Ｋｇ）、軽焼マグネシア０．３Ｋｇ（ＭｇＯとして０．２６Ｋｇ）をニーダで均一混合した後、これをパン造粒機に投入し、７０％硫酸と水を混合した１３．６％硫酸１．４９Ｋｇ（ＳＯ_４として０．２０Ｋｇ）を噴霧機にて添加しつつ併せて蒸気を噴霧しながら１０分間転動造粒を行なった。次いで造粒物を１００〜１１０℃の転動熱風乾燥機にて３０分間乾燥した。冷却後、３段振動スクリーン（目篩４．０ｍｍ、２．０ｍｍおよび１．５ｍｍ：近畿工業製）で篩分けし、製品（粒径２．０〜４．０ｍｍ）の製品収率６１．４％で塩加粒状肥料を製造した。この塩加粒状肥料は塩加を５０．１％（Ｋ₂Ｏとして）含有し、平均粒硬度は１．０７Ｋｇｆであった。
［比較例１］

奈良式粉砕機で２００μｍ以下に粉砕した赤塩加９Ｋｇ、重過リン酸石灰１Ｋｇ（Ｐ_２Ｏ_５として０．４７Ｋｇ）をニーダで均一混合した後、これをパン造粒機に投入し、水１．２Ｋｇを噴霧機にて添加しつつ併せて蒸気を噴霧しながら８分間転動造粒を行なった。次いで造粒物を１００〜１１０℃の転動熱風乾燥機にて３０分間乾燥した。冷却後、３段振動スクリーン（目篩４．０ｍｍ、２．０ｍｍおよび１．５ｍｍ）で篩分けし、製品（粒径２．０〜４．０ｍｍ）の製品収率５３．０％で塩加粒状肥料を製造した。この塩加粒状肥料の平均粒硬度は０．２Ｋｇｆであった。

奈良式粉砕機で２００μｍ以下に粉砕した赤塩加８Ｋｇ、重過リン酸石灰１Ｋｇ（Ｐ_２Ｏ_５として０．４７Ｋｇ）、軽焼マグネシア０．３Ｋｇ（ＭｇＯとして０．２６Ｋｇ）及び尿素０．５Ｋｇ（Ｎとして０．２３Ｋｇ）をニーダで均一混合した後、これをパン造粒機に投入し、７０％硫酸と水を混合した１３．６％硫酸１．４９Ｋｇ（ＳＯ_４として０．２０Ｋｇ）を噴霧機にて添加しつつ併せて蒸気を噴霧しながら９分間転動造粒を行なった。次いで造粒物を１００〜１１０℃の転動熱風乾燥機にて３０分間乾燥した。冷却後、３段振動スクリーン（目篩４．０ｍｍ、２．０ｍｍおよび１．５ｍｍ）で篩分けし、塩加粒状肥料を製造した。

次いで、得られた粒径２．０ｍｍ以下のもの３Ｋｇを戻り紛として、これに赤塩加５．６Ｋｇ、重過リン酸石灰０．７Ｋｇ（Ｐ_２Ｏ_５として０．３３Ｋｇ）、軽焼マグネシア０．２１Ｋｇ（ＭｇＯとして０．１８Ｋｇ）及び尿素０．３５Ｋｇ（Ｎとして０．１６Ｋｇ）を添加し、ニーダで均一混合した後、これをパン造粒機に投入し、７０％硫酸と水を混合した１３．６％硫酸１．０４Ｋｇ（ＳＯ_４として０．１４Ｋｇ）を噴霧機にて添加しつつ併せて蒸気を噴霧しながら９分間転動造粒を行なった。次いで造粒物を１００〜１１０℃の転動熱風乾燥機にて３０分間乾燥した。冷却後、３段振動スクリーン（目篩４．０ｍｍ、２．０ｍｍおよび１．５ｍｍ）で篩分けし、製品（粒径２．０〜４．０ｍｍ）の製品収率５３．５％で塩加粒状肥料を製造した。この塩加粒状肥料は塩加を４８．６ ％（Ｋ₂Ｏとして）含有し、平均粒硬度は、１．５１Ｋｇｆであった。
本実施例において、尿素を添加しないで同様に試験した結果、戻り紛使用時の製品収率は４０．６％であり、得られた塩加粒状肥料の平均粒硬度は、０．９６Ｋｇｆであった。
［比較例２］

奈良式粉砕機で２００μｍ以下に粉砕した赤塩加８．５Ｋｇ、重過リン酸石灰１Ｋｇ（Ｐ_２Ｏ_５として０．４７Ｋｇ）及び尿素０．５Ｋｇ（Ｎとして０．２３Ｋｇ）をニーダで均一混合した後、これをパン造粒機に投入し、水１Ｋｇを噴霧機にて添加しつつ併せて蒸気を噴霧しながら１１分間転動造粒を行なった。次いで造粒物を１００〜１１０℃の転動熱風乾燥機にて３０分間乾燥した。冷却後、３段振動スクリーン（目篩４．０ｍｍ、２．０ｍｍおよび１．５ｍｍ）で篩分けし、製品（粒径２．０〜４．０ｍｍ）の製品収率６２．９％で塩加粒状肥料を製造した。この塩加粒状肥料の平均粒硬度は０．３２Ｋｇｆであった。

奈良式粉砕機で２００μｍ以下に粉砕した肥料用白塩加８Ｋｇ、重過リン酸石灰１Ｋｇ（Ｐ_２Ｏ_５として０．４７Ｋｇ）、軽焼マグネシア０．３Ｋｇ（ＭｇＯとして０．２６Ｋｇ）、尿素０．５Ｋｇ（Ｎとして０．２３Ｋｇ）をニーダで均一混合した後、これをパン造粒機に投入し、７０％硫酸と水を混合した２１％硫酸１Ｋｇ（ＳＯ_４として０．２１Ｋｇ）を噴霧機にて添加しつつ併せて蒸気を噴霧しながら８分間転動造粒を行なった。次いで造粒物を１００〜１１０℃の転動熱風乾燥機にて３０分間乾燥した。冷却後、３段振動スクリーン（目篩４．０ｍｍ、２．０ｍｍおよび１．５ｍｍ）で篩分けし、製品（粒径２．０〜４．０ｍｍ）の製品収率６２．９％で粒状塩加肥料を製造した。この塩加粒状肥料は塩加を４８．４％（Ｋ₂Ｏとして）含有し、平均粒硬度は１．５１Ｋｇｆであった。
以下、表１に実施例、比較例の配合割合並びに物性をまとめて示す。

Claims (6)

1. 過リン酸石灰、酸化マグネシウム及び硫酸を結合剤として使用することを特徴とする塩加を４５質量％（Ｋ₂Ｏとして）以上含有する塩加粒状肥料の製造方法。
2. 塩加と過リン酸石灰と酸化マグネシウムとの混合物に硫酸を添加する請求項１記載の塩加粒状肥料の製造方法。
3. 結合剤の使用割合が塩加に対して過リン酸石灰１〜１０質量％（Ｐ_２Ｏ_５として）、酸化マグネシウム１〜１０質量％（ＭｇＯとして）、硫酸 ０．８〜８質量％（ＳＯ_４として）である請求項１又は２記載の塩加粒状肥料の製造方法。
4. 過リン酸石灰、酸化マグネシウム、尿素及び硫酸を結合剤として使用することを特徴とする塩加を４５質量％（Ｋ₂Ｏとして）以上含有する塩加粒状肥料の製造方法。
5. 塩加と過リン酸石灰と酸化マグネシウムと尿素との混合物に硫酸を添加する請求項４記載の塩加粒状肥料の製造方法。
6. 結合剤の使用割合が塩加に対して過リン酸石灰１〜１０質量％（Ｐ_２Ｏ_５として）、酸化マグネシウム１〜１０質量％（ＭｇＯとして）、尿素０．６〜６質量％（Ｎとして）、硫酸０．８〜８質量％（ＳＯ_４として）である請求項４又は５記載の塩加粒状肥料の製造方法。