JP3460238B2 - 粒状硫安の製造方法 - Google Patents

粒状硫安の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コークス炉ガス中のア
ンモニア分を硫酸にて吸収、回収した硫安母液より、粒
状硫安を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】コークス炉ガスから粒状硫安を製造する
方法としては、一般的に、コークス炉ガス中のアンモニ
ア分を飽和器にて遊離硫酸を含む母液により硫安母液と
して吸収、回収し、次に硫安母液中の水分を蒸発させる
ことにより硫安母液の濃縮および過飽和度の上昇を行
い、その結果析出する結晶硫安を更に成長させ粒状化を
する方法にて実施されている。
【0003】上記工程にて製造した硫安結晶は、単肥も
しくはバルクブレンド用として使用されるが、そのうち
のバルクブレンド用のものは、粒状のリン、カリ成分と
バラ状のまま任意に、しかも迅速に配合して施肥する方
法に使用される為、大きく且つ球状に近い丸みを帯びた
結晶形状が要求されている。
【0004】しかし、上記工程で、通常の方法にて製造
した硫安結晶の形状は、いずれも柱状、板状で、大きく
且つ丸みを帯びた結晶形状の粒状硫安は製造することが
出来なかった。
【0005】そこでこの対策として、硫安母液から晶析
装置を経て粒状硫安を製造する工程において、硫安母液
に媒晶剤として硝酸または硝酸アンモニウムを硝酸アン
モニウム換算値で1〜10%添加して晶析する方法(特
公昭60−38336号)、硫安母液に媒晶剤としてス
ルファミン酸またはスルファミン酸アンモニウムをスル
ファミン酸換算値で0.5〜5%添加して晶析する方法
(特公昭60−38337号)、あるいは硫安母液に媒
晶剤として硝酸または硝酸アンモニウムを硝酸アンモニ
ウム換算値で1〜10%及びスルファミン酸またはスル
ファミン酸アンモニウムをスルファミン酸換算値で0.
5〜5%添加して晶析する方法(特公昭60−3833
8号)、硫安母液に媒晶剤としてスルファミン酸または
スルファミン酸アンモニウムをスルファミン酸換算値で
0.5%未満及び還元作用により媒晶効果を発現するハ
イドロサルファイト、修酸等および/またはキレート作
用により媒晶効果を発現する縮合リン酸またはその塩を
添加して晶析する方法(特開昭58−217428号)
等が提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述の製造方法のう
ち、スルファミン酸またはスルファミン酸アンモニウム
を添加する場合、その添加量はスルファミン酸換算濃度
で2〜3%と高濃度が要求されること、添加量が少ない
と硫安の結晶形状が柱状化すること、反対に添加量が多
過ぎると結晶が脆くなること等の問題点が生じ、硝酸ま
たは硝酸アンモニウムを添加する場合、その添加量は硝
酸アンモニウム換算値で約5%と高濃度が要求されるこ
と、添加量が少ないと効果が出にくいこと、反対に添加
量は多過ぎると結晶の色相が悪化すること等の問題点が
発生する。特にスルファミン酸は、それ自体の肥料用硫
安中の濃度が規制(0.01〔%/N−1%〕)されて
おり、硫安中のスルファミン酸濃度に影響を及ぼす母液
中のスルファミン酸およびスルファミン酸アンモニウム
の各濃度は極力低いことが望ましい。
【0007】また、複数の異種媒晶剤を添加する場合、
媒晶剤コストが上昇すること、操業管理が複雑になるこ
と等の問題点が発生する。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記問題
点を解決すべく媒晶剤機構について鋭意研究を行った結
果、硫安母液に結晶剤としてスルファミン酸グアニジン
を硫安母液中の濃度(スルファミン酸換算濃度)で0.
3〜3.0重量%添加して晶析する粒状硫安の製造方法
を発明した。
【0009】すなわち、本発明は、硫安母液から晶析装
置を用いて粒状硫安を製造する工程において、該硫安母
液に媒晶剤としてスルファミン酸グアニジンを添加して
晶析させることを特徴とする粒状硫安の製造方法を提供
する。
【0010】また、前記スルファミン酸グアニジンの添
加量が、添加後の前記硫安母液中のスルファミン酸換算
濃度で、0.3〜3.0重量%であるのが好ましい。
【0011】本発明に用いる硫安母液は、少なくとも硫
酸およびアンモニアを含有する水溶液であり、硫酸の水
溶液に、アンモニアの気体を吸収させることによって得
られる。特に、コークス炉ガス中のアンモニアを、硫酸
を含有する水溶液中に吸収させることによって得られ
る。
【0012】得られた硫安母液に、媒晶剤としてスルフ
ァミン酸グアニジンを硫安母液中のスルファミン酸換算
濃度で、0.3〜3.0重量%、特に0.5〜1.0重
量%添加するのが好ましい。
【0013】スルファミン酸換算で0.3〜3.0重量
%程度の範囲の添加において、大きく且つ球状に近い丸
みを帯びた形状の結晶を得ることができる。またその添
加量に対する結晶形状の変化は、結晶縦軸と横軸の比率
の変化として連続的に観察され、その添加量は硫安の用
途による要求形状に応じて任意に決定することが可能で
あるが、現状での工業的実施においては形状への効果、
経済性、肥料としての品質等の各面を考慮した場合でも
0.5〜1.0重量%程度と低濃度で充分な効果を得る
ことが出来る。加えて、3.0重量%を越える範囲での
添加は、3.0重量%程度の添加と比較して結晶形状の
変化が少ないこと、結晶中への媒晶剤の混入が増加して
くること等の理由から望ましくない。
【0014】本発明にて適用するスルファミン酸グアニ
ジンの動植物に対する毒性はそれ単独でも極めて少ない
といわれているが、本発明によるスルファミン酸グアニ
ジンの硫安結晶への混入は、スルファミン酸換算濃度3
重量%の母液による晶析でも0.1重量%以下であり、
グアニル尿素複合肥料の規格として定められている全窒
素量の5.0重量%以下という数値をも大きく下回るも
のである。
【0015】スルファミン酸グアニジンを添加する方法
は、母液槽の上流側の供給管から分岐した管を介して供
給されても、母液槽に直接添加されてもよい。
【0016】また、スルファミン酸グアニジンの添加形
態は、固体であっても水溶液中であってもよい。
【0017】さらに、スルファミン酸グアニジンを適量
添加した硫安母液を攪拌した後、硫安の結晶を含まない
母液上澄を結晶槽に移す。結晶槽に移された母液上澄を
攪拌しながら冷却し、硫安の結晶を晶析する。
【0018】以下に、図面を用いて本発明を概念的に詳
細に説明するが、これによって本発明が限定されるもの
ではない。
【0019】図1に示すように、本発明の粒状硫安の製
造方法に用いる晶析装置1は、母液槽3および結晶槽4
を包含する。
【0020】母液槽3は、硫安母液を一定温度で攪拌
し、添加したスルファミン酸グアニジンを槽内で均一な
濃度にしながら、硫安母液中の硫安を飽和状態にする。
母液槽3には、図示しないが、槽内の硫安母液を一定温
度に保持するための恒温装置と、硫安母液を攪拌するた
めの攪拌器5が備っている。
【0021】結晶槽4は、母液槽3で得られた硫安飽和
の硫安母液の上澄を温度を低下することにより過飽和状
態にし、硫安の結晶を析出する。結晶槽4には、図示し
ないが、槽内の硫安母液を一定温度に保持するための恒
温装置と、硫安母液を攪拌するための攪拌器6が備って
いる。また、結晶槽4は輸送管8を介して母液槽3と連
通し、結晶槽4内で得られた硫安の結晶は、取出管10
を介して系外に取り出する。また、未反応の硫酸は、輸
送管9を介して母液槽3にもどり、再度アンモニアの吸
収に用いることができる。
【0022】本発明の方法によれば、アンモニアを吸収
した硫酸水溶液である硫安母液2を供給管7を通って母
液槽3に供給し、さらに、スルファミン酸グアニジンを
硫安母液2中で0.3〜3.0重量%の濃度になるよう
に添加する。
【0023】母液槽3中では、硫酸とアンモニアが十分
に反応して硫酸アンモニウムが十分飽和状態となるよう
に攪拌する。
【0024】得られた飽和硫酸アンモニウム溶液を輸送
管8を通して、結晶槽4に移動し、温度を例えば45℃
に低下させ、硫安の結晶を析出させ、結晶の直径が3〜
4mmに成長したら、取出管10を介して硫安の結晶1
1を得る。得られた硫安の結晶11は、通常の乾燥方法
によって水分を蒸発させ、目的物である粒状の硫安とな
る。
【0025】
【実施例】以下に、実施例を示して本発明を詳細に説明
する。
【0026】(実施例1)実施例1として、母液中にス
ルファミン酸グアニジンを0.3重量%(スルファミン
酸換算値)添加した母液での結晶の析出を行った。飽和
器に相当する内容積約100Lで攪拌及び恒温効果をも
つ母液槽に、母液中スルファミン酸グアニジン濃度を
0.3重量%(スルファミン酸換算値)に調整し、50
℃に加温した飽和硫安母液を入れ、攪拌を加えながら母
液温度を50℃に保った。
【0027】次に、母液槽上層の硫安結晶を含まない上
澄母液を造粒装置に相当する内容積約20Lの結晶槽に
供給した。結晶槽は母液槽と同様に攪拌及び恒温効果を
持っており、結晶槽では攪拌しながら槽内母液温度を4
5℃に保ち硫安母液過飽和度を上げ晶析を行った。その
結果母液槽では結晶が析出するが、析出した結晶は最大
3〜4mmの粒度になるまで成長させ、その後同伴する
母液と共に結晶槽の低部より抜き出し乾燥させ結晶形状
を評価した。
【0028】表1に結晶形状を示した。表1中の形状係
数(a/b)は、無作為に抽出した硫安結晶をスケール
ルーペを用いて測定し、結晶成長軸をa、aに直交する
軸をbとして表示したもので、実施例1の場合ではa/
b=1.4で丸みを帯びた結晶が生成した。
【0029】(比較例1)実施例1の比較例として、母
液中にスルファミン酸アンモニウムを0.3重量%(ス
ルファミン酸換算値)低下した母液での結晶の析出を、
実施例1に示した実験装置を用いて同様な方法で行っ
た。表1に結晶形状を示した。a/b=2.2の柱状の
結晶が生成した。
【0030】(実施例2)実施例2として、母液中にス
ルファミン酸グアニジンを0.75重量%(スルファミ
ン酸換算値)添加した母液での結晶の析出を、実施例1
に示した実験装置を用いて同様な方法で行った。表1に
結晶形状を示した。a/b=1.0で丸みを帯びた結晶
が生成した。
【0031】(比較例2)実施例2の比較例として、母
液中にスルファミン酸アンモニウムを0.75重量%
(スルファミン酸換算値)添加した母液での結晶の析出
を、実施例1に示した実験装置を用いて同様な方法で行
った。表1に結晶形状を示した。a/b=1.7のやや
丸みを帯びた結晶が生成した。
【0032】(実施例3)実施例3として、母液中にス
ルファミン酸グアニジンを2.0重量%(スルファミン
酸換算値)添加した母液での結晶の析出を、実施例1に
示した実験装置を用いて同様な方法で行った。表1に結
晶形状を示した。a/b=0.5で丸みを帯びた結晶が
生成した。
【0033】(比較例3)実施例3の比較例として、母
液中にスルファミン酸アンモニウムを2.0重量%(ス
ルファミン酸換算値)添加した母液での結晶の析出を、
実施例1に示した実験装置を用いて同様な方法で行っ
た。表1に結晶形状を示した。a/b=0.9の丸みを
帯びた結晶が生成した。
【0034】(実施例4)実施例4として、母液中にス
ルファミン酸グアニジンを3.0重量%(スルファミン
酸換算値)添加した母液での結晶の析出を、実施例1に
示した実験装置を用いて同様な方法で行った。表1に結
晶形状を示した。a/b=0.4で丸みを帯びた結晶が
生成した。
【0035】(比較例4)実施例3の比較例として、母
液中にスルファミン酸アンモニウムを3.0重量%(ス
ルファミン酸換算値)添加した母液での結晶の析出を、
実施例1に示した実験装置を用いて同様な方法で行っ
た。表1に結晶形状を示した。a/b=0.8の丸みを
帯びた結晶が生成した。
【0036】(比較例5)比較例5として、媒晶剤を添
加しない母液での結晶の析出を、実施例1に示した実験
装置を用いて同様な方法で行った。表1に結晶形状を示
した。a/b=2.4で柱状の形状をした結晶が生成し
た。
【0037】
【表1】
【0038】
【発明の効果】本発明によれば、コークス炉ガス中のア
ンモニア分を硫酸にて吸収、回収した硫安母液にスルフ
ァミン酸グアニジンを硫安母液中の濃度(スルファミン
酸換算濃度)で0.3〜3.0重量%程度添加すること
により、大きく且つ球状に近い丸みを帯びた結晶形状の
硫安を製造することが出来る。また、本発明により製造
した硫安結晶は、アンモニア性窒素含有量≧21.1重
量%、スルファミン酸含有量≦0.15重量%で肥料規
格を充分に満足させるものであり、粒状硫安肥料として
単肥もしくはバルクブレンド用としての市場に充分対応
することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の粒状の硫安を製造するための晶析装置
の1例を概念的に示した図である。
【符号の説明】
1 晶析装置 2 硫安母液 3 母液槽 4 結晶槽 5,6 攪拌器 7 供給管 8,9 輸送管 10 取出管 11 硫安の結晶
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山 本 泰 司 岡山県倉敷市水島川崎通1丁目(番地な し) 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 浦 和 雄 東京都千代田区内幸町2丁目2番3号 川崎製鉄株式会社東京本社内 (56)参考文献 特開 昭52−134866(JP,A) 特開 昭56−109816(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C01C 1/24

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】硫安母液から晶析装置を用いて粒状硫安を
    製造する工程において、該硫安母液に媒晶剤としてスル
    ファミン酸グアニジンを添加して晶析させることを特徴
    とする粒状硫安の製造方法。
  2. 【請求項2】前記スルファミン酸グアニジンの添加量
    が、添加後の前記硫安母液中のスルファミン酸換算濃度
    で、0.3〜3.0重量%である請求項1に記載の粒状
    硫安の製造方法。
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