JP4997656B2 - 粒状苦土肥料とその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ク溶性苦土成分と水溶性苦土成分の含有量が多く、かつ高硬度であって粉化し難く、しかも土壌に施肥した際には崩壊性の良い粒状苦土肥料とその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
粒状化肥料は施肥や運搬などの取扱いが容易であるため広く利用されており、機械的強度が大きくて粉化し難く、しかも土壌中や水中では容易に崩壊して肥効を高める粒状肥料が求められている。苦土肥料についても同様であり、軽焼マグネシアに水を加えて造粒する際に塩化ナトリウム等の金属塩を添加して造粒体の硬度を高めた粒状苦土肥料(特開平9−188587号公報)や、水酸化マグネシウムにバインダーとして硫酸マグネシウム溶液を予め添加し、さらに水を加えて造粒した粒状水酸化苦土肥料(特開平11−343187号公報)などが従来知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、軽焼マグネシアを水で造粒したものは、軽焼マグネシアが水と極めて反応し易く水酸化物を生じて凝結固化するため、塩化ナトリウム等を添加しても十分に反応を調整するのは難しく、水中等での崩壊性が著しく低下した造粒体になる。一方、水酸化マグネシウムに硫酸マグネシウム溶液を予め添加し、これに水を加えて造粒しても硫酸マグネシウム水和物は必ずしも1〜6水塩にならないのでバインダーの効果は向上しない。従って、造粒体の硬度は殆ど改善されず、しかも水中崩壊性はむしろ低下する等の問題がある。さらに、この方法では水溶性苦土成分を3wt%以上含有する苦土肥料は得られない。
【0004】
本発明は従来の苦土肥料における上記問題を解決したものであり、ク溶性苦土成分と水溶性苦土成分の含有量が多く、かつ高硬度であって粉化し難く、しかも土壌中や水中では崩壊性の良い粒状苦土肥料とその製造方法を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、〔1〕水酸化マグネシウムと軽焼マグネシアの混合物に35〜50%濃度の硫酸を加え、50℃〜75℃で軽焼マグネシアと硫酸の反応によって生じた1〜6水塩の硫酸マグネシウムをバインダーとして造粒した、ク溶性苦土成分55wt%以上、および水溶性苦土成分3wt%以上を含むことを特徴とする粒状苦土肥料に関する。
【0006】
本発明の粒状苦土肥料は、〔2〕水酸化マグネシウム69〜80wt%、軽焼マグネシア0〜10wt%、硫酸マグネシウム9.5〜20wt%を含む粒状苦土肥料、〔3〕全水酸化マグネシウム100重量部に対して硫酸マグネシウムが11重量部以上である粒状苦土肥料、〔4〕造粒体の硬さが3〜9kgfであり、水中での崩壊率が60〜100%である粒状苦土肥料を含む。
【0007】
また、本発明は、〔5〕水酸化マグネシウムと軽焼マグネシアの混合物に35〜50%濃度の硫酸を加え、50℃〜75℃で軽焼マグネシアと硫酸を反応させ、1〜6水塩の硫酸マグネシウムを生成させて造粒することにより、ク溶性苦土成分55wt%以上、および水溶性苦土成分3wt%以上を含む粒状苦土肥料を製造することを特徴とする方法、〔6〕水酸化マグネシウム100重量部に軽焼マグネシア20〜30重量部を加え、この混合物を造粒機に供給し、これに35〜50%濃度の硫酸22.6〜42.4重量部を加えて反応させながら造粒する製造方法に関する。
【0008】
本発明の粒状苦土肥料は、従来のような水酸化マグネシウムに硫酸マグネシウム溶液を添加するのではなく、造粒時に水酸化マグネシウムと軽焼マグネシア(MgO)の混合物に硫酸を加え、軽焼マグネシアと硫酸の反応によって硫酸マグネシウムを生成させ、あるいは硫酸マグネシウムと水酸化マグネシウムを生成させ、この生成した硫酸マグネシウム等を利用して造粒したものであり、硫酸マグネシウム溶液を予め添加した従来のものよりも見掛比重が大きく高硬度である。しかも土壌中や水中での崩壊性が良く、かつク溶性苦土成分および水溶性苦土成分の含有量が高い粒状苦土肥料である。
【0009】
【発明の実施の態様】
以下、本発明を実施態様に基づいて具体的に説明する。
本発明の粒状苦土肥料は、水酸化マグネシウムと軽焼マグネシアの混合物に硫酸を加え、軽焼マグネシアと硫酸の反応によって生じた硫酸マグネシウム、あるいは硫酸マグネシウムと共に新たに生成した水酸化マグネシウムをバインダーとして造粒した粒状苦土肥料であり、具体的には、水酸化マグネシウムに軽焼マグネシアを混合し、造粒時に、この混合物に硫酸を加えて軽焼マグネシアと反応させ、硫酸マグネシウムを生成させて、あるいは硫酸マグネシウムと水酸化マグネシウムを生成させて造粒したものであり、ク溶性苦土成分55wt%以上、および水溶性苦土成分3wt%以上を含むものである。
【0010】
水酸化マグネシウムと軽焼マグネシアの混合物に硫酸を加えると、軽焼マグネシア(MgO)と硫酸の反応によって主に硫酸マグネシウム(MgSO4・nH2O、n=1〜6)が生成し、硫酸の濃度に応じて新たに水酸化マグネシウムが生成する。本発明の粒状苦土肥料は水酸化マグネシウムと軽焼マグネシアの混合物に造粒時に硫酸を加え、生成した硫酸マグネシウムを主なバインダーとして造粒を行う。また、新たに生じた水酸化マグネシウムを利用して造粒体の硬度を高める。なお、最初の原料として用いる水酸化マグネシウムは水分を加えても反応せず、バインダー作用および硬化作用は示さないが、軽焼マグネシウムと自由水との反応によって生じた水酸化マグネシウムは生成時に硬化作用を示すので、本発明はこれを造粒体の硬度向上に利用する。
【0011】
造粒時に生成する硫酸マグネシウムは1〜6水塩が好ましく、2〜6水塩がより好ましい。7水塩の硫酸マグネシウムにはバインダー作用が無く、良好な造粒体を得ることができない。1〜6水塩の硫酸マグネシウムを生成させるには、造粒時の反応温度を50℃〜75℃に制御するのが好ましい。反応温度が50℃より低いと生成する硫酸マグネシウムが7水塩になる傾向が強く、造粒体の硬度が発現しない。一方、反応温度が75℃より高いと、1水塩の硫酸マグネシウムが主に生成し、砂状化しやすくなり、粒状製品の収率が低下するので75℃を超えないほうが好ましい。
【0012】
また、この反応時に生成する1〜6水塩の硫酸マグネシウムと水酸化マグネシウムの量比が造粒体の硬度および崩壊性に大きな影響を及ぼす。すなわち、水酸化マグネシウムの生成量が多いと造粒体が凝結固化し易くなり、良好な崩壊性を得るのが難しくなる。硫酸の添加によって生成する硫酸マグネシウムと生成する水酸化マグネシウムの量比〔Mg(OH)2/MgSO4〕は1.45以下が好ましく、1.05以下がより好ましい。なお、出発原料として最初から含まれる水酸化マグネシウム量を勘案すると、全水酸化マグネシウム100重量部に対して硫酸マグネシウムは11重量部以上、好ましくは11.9重量部以上が適当であり、12.6重量部以上がより好ましい。
【0013】
硫酸マグネシウムの生成時に水酸化マグネシウムの生成を抑制するには、軽焼マグネシアと反応する過剰な水の存在を抑制すればよく、このためには35%〜50%濃度の硫酸を用いるのが好ましい。硫酸濃度が35%より低いと、過剰な水が多くなり、この水が軽焼マグネシアと反応して多量の水酸化マグネシウムを生じ、造粒体の凝結固化が著しくなり、水中での崩壊性が大幅に低下する。硫酸マグネシウムの生成反応において、硫酸の濃度が35%以上であれば自由水が少なく、新たな水酸化マグネシウムの生成を抑えることができる。なお、硫酸濃度が50%より高いと、造粒体の硬度や崩壊性には問題ないが、造粒体が小粒化し、製品の収率が低下するので、35%〜50%濃度の硫酸が好ましい。
【0014】
なお、造粒体中のマグネシウム比を高めるには、出発原料(水酸化マグネシウムと軽焼マグネシアの混合物)に含まれる軽焼マグネシア量に対して高濃度の硫酸、好ましくは35〜50%濃度、より好ましくは40〜50%濃度の硫酸を用い、水酸化マグネシウムの新たな生成を抑制すると良い。
【0015】
本発明の粒状苦土肥料の製造方法としては、例えば、水酸化マグネシウム100重量部に軽焼マグネシア20〜30重量部を加えた混合物を粉砕機に入れ、平均粒径10μm前後に粉砕した後に、造粒機に供給し、これに35〜50%濃度の硫酸22.6〜42.4重量部を加えて反応させながら造粒する。
【0016】
本発明の粒状苦土肥料は、以上のように、硫酸マグネシウム溶液を予め添加するものとは異なり、水酸化マグネシウムと軽焼マグネシアの混合物を出発原料として用い、造粒時に硫酸を加え、水酸化マグネシウムの生成を抑制しながら硫酸マグネシウム1〜6水塩を生成させ、これをバインダーとして造粒するので、生成した硫酸マグネシウムによって造粒体の粒子全体が均一に結合され、高硬度でありながら、水中での崩壊性の良い造粒体が得られる。因みに、本発明の造粒体は、硬さが概ね3〜9kgf、好ましくは5〜8kgfであり、見掛比重1.0〜1.1程度、水中での崩壊率は60〜100%、好ましくは85〜100%である。
【0017】
また、本発明の粒状苦土肥料は苦土原料にあらかじめ硫酸マグネシウムを配合するものではなく、出発原料として軽焼マグネシアを混合して用いるので、マグネシウム含有比の高い苦土肥料を得ることができる。具体的には、例えば、ク溶性苦土成分(主に水酸化マグネシウムおよび軽焼マグネシア)55wt%以上であって水溶性苦土成分(主に硫酸マグネシウム)3wt%以上、好ましくは、ク溶性苦土成分55.2〜58.5wt%であって水溶性苦土成分3.2〜4.2wt%の苦土肥料を得ることができる。
【0018】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって具体的に示す。
各試料(No.1〜No.6)について、表1に示す配合比に従い、水酸化マグネシウムに軽焼マグネシアを加えて粉砕した混合物を造粒機に供給し、これに硫酸を加えて反応させながら造粒した。造粒効果を表1に示した。得られた造粒体のク溶性および水溶性マグネシウムの含有量等、硬度、水中崩壊率、見掛け比重を表2に示した。また、その成分比等を表3に示した。なお、水中崩壊性の試験は肥料品質保全協議会が定めた方法に従った。
【0019】
試料No.1(比較例)は、添加する硫酸の濃度が30%と低いために、軽焼マグネシアと硫酸との反応によって生じる硫酸マグネシウムが1〜6水塩となる量よりも過剰な自由水が存在し、この過剰な水が軽焼マグネシアと反応して多量の水酸化マグネシウムを生成する。さらに過剰な水の存在によって粒径が必要以上に大きくなり、このため造粒体の見掛け比重1.21、硬さ10kgf以上になり、水中での崩壊性が極端に低下する。
【0020】
試料No.2〜No.6(実施例)は、試料No.1より高い濃度(35〜50%)の硫酸を用いた例であり、生成した硫酸マグネシウムは何れも6水塩である。これらの試料No.2〜No.6は何れも造粒体の硬度は高いが、水中での崩壊率は60〜100%であり、水中崩壊性が良い。このうち試料No.3,4,5は生成した硫酸マグネシウムに対する水酸化マグネシウムの生成比〔生成Mg(OH)2/生成MgSO4〕が0〜1.05と低く、造粒体の凝結固化が抑制されているので、造粒体の水中での崩壊率が85〜100%と高い。なお、試料No.5は硫酸による自由水の持ち込みが殆どないので造粒時に水酸化マグネシウムが生成しないが、造粒体の粒径は小粒化の傾向を示している。試料No.6は他の試料よりも水酸化マグネシウムに対する軽焼マグネシアの量比を多くした例(軽焼マグネシアと硫酸の量比は他と同様)であり、硫酸マグネシウムの生成量が多く、造粒体の硬度は適度であって水中崩壊率は100%である。また、これら試料No.1〜6において、造粒体のク溶性苦土成分(表2中:C-MgO)は何れも55wt%以上であり、水溶性苦土成分(表2中:W-MgO)は何れも3wt%以上である。
【0021】
【表1】
【0022】
【表2】
【0023】
【表3】
【0024】
【発明の効果】
【0004】
本発明の粒状苦土肥料は、以上のように、ク溶性苦土成分と水溶性苦土成分の含有量が多く、かつ高硬度であって粉化し難く、しかも土壌中や水中での崩壊性に優れる。
Claims (6)
- 水酸化マグネシウムと軽焼マグネシアの混合物に35〜50%濃度の硫酸を加え、50℃〜75℃で軽焼マグネシアと硫酸の反応によって生じた1〜6水塩の硫酸マグネシウムをバインダーとして造粒した、ク溶性苦土成分55wt%以上、および水溶性苦土成分3wt%以上を含むことを特徴とする粒状苦土肥料。
- 水酸化マグネシウム69〜80wt%、軽焼マグネシア0〜10wt%、硫酸マグネシウム9.5〜20wt%を含む請求項1に記載する粒状苦土肥料。
- 全水酸化マグネシウム100重量部に対して硫酸マグネシウムが11重量部以上である請求項1または請求項2のいずれかに記載する粒状苦土肥料。
- 造粒体の硬さが3〜9kgfであり、水中での崩壊率が60〜100%である請求項1〜請求項3の何れかに記載する粒状苦土肥料。
- 水酸化マグネシウムと軽焼マグネシアの混合物に35〜50%濃度の硫酸を加え、50℃〜75℃で軽焼マグネシアと硫酸を反応させ、1〜6水塩の硫酸マグネシウムを生成させて造粒することにより、ク溶性苦土成分55wt%以上、および水溶性苦土成分3wt%以上を含む粒状苦土肥料を製造することを特徴とする方法。
- 水酸化マグネシウム100重量部に軽焼マグネシア20〜30重量部を加え、この混合物を造粒機に供給し、これに35〜50%濃度の硫酸22.6〜42.4重量部を加えて反応させながら造粒する請求項5の製造方法。
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