JP5465147B2 - ミネラル補給資材およびその製造方法 - Google Patents
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ミネラル養分欠乏に対処するために、ミネラル専用肥料が販売されているが、その殆んどが非常に高価であり、そのため使用量も少なく、また、ミネラル専用肥料においてもその効果が長続きしないものが多い。
さらに、若年炭と硝酸および/または硫酸との反応生成物(硝酸酸化を受けたものがニトロフミン酸である。)等の腐植酸またはその含有物を水溶性マグネシウム塩で造粒した粒状物からなる苦土肥料が開示されている(特許文献3)。
また、上記ニトロ腐植酸が石炭系腐植酸を硝酸処理したニトロ腐植酸であり、固形分換算で該ニトロ腐植酸とクエン酸との反応生成物および上記スラグの混合物全体に対して、上記反応生成物が1〜30重量%含まれていることを特徴とする。
鉄鋼製造過程で発生するスラグは、高炉スラグおよび製鋼スラグから選ばれた少なくとも1つのスラグであり、2CaO・SiO2を5〜30重量%含むことを特徴とする。
ニトロ腐植酸とクエン酸とを混合溶解させる工程と、所定期間、上記混合溶解させた物質を25℃±5℃の温度で静置する工程と、上記静置されたものを、鉄鋼製造過程で発生するスラグに混合して混合物を製造する工程と、上記混合物を皿型造粒機を用いて造粒する工程とを含むことを特徴とする。
特に上記静置する期間が1日〜50日であることを特徴とする。
腐植酸はフミン酸とも言われ、動植物の遺体が土に埋もれ、土壌中の微生物の働きによって複雑に分解・重合を繰り返して生成した有機化合物である。これら有機化合物の中でも比較的ベンゼン核を多く持った分子形態をしており、酸不溶・アルカリ可溶の不定形高分子有機酸である石炭系フミン酸が好ましく使用できる。
石炭系フミン酸の中でも、泥炭、亜炭、褐炭などの若年炭を粉砕し、希硝酸溶液と混合して酸化分解し、酸不溶・アルカリ可溶の粉末をろ過分離して得られるフミン酸は、硝酸による酸化分解の際に副反応としてニトロ化が若干起きる。このため、ニトロフミン酸またはニトロ腐植酸と呼ばれるが、本発明においては、このニトロ腐植酸を使用することが好ましい。
ニトロ腐植酸の市販品としてはファイマテック株式会社製商品等がある。
ニトロ腐植酸とクエン酸との混合は、ニトロ腐植酸にクエン酸粉末またはその水溶液とを混合反応させて得られる物質である。
この反応物質を工業的に生産する場合、最小生産量である900kgを例にすれば、1日〜50日、好ましくは10日〜50日間養生する。養生することにより、クエン酸とアルカリ性である鉄鉱スラグを混合する際に起こる中和反応が回避され、ニトロ腐植酸、クエン酸、鉄鉱スラグを一粒化することができる。
ニトロ腐植酸とクエン酸との反応において、反応比率は固体重量比で(ニトロ腐植酸/クエン酸)=(95.0〜99.9/0.1〜5.0)であることが好ましい。この配合比率の範囲外では鉄鉱スラグとの混合、造粒が困難になる。
これらのスラグの中でも、鉄鋼製造過程で安定して発生する高炉スラグまたは製鋼スラグであって、2CaO・SiO2を含有する可溶性ケイ酸を含むスラグが好ましい。特にスラグ全体に対して2CaO・SiO2を5〜30重量%含む高炉スラグまたは製鋼スラグが好ましい。高炉スラグと製鋼スラグとは単独でも混合物としても使用できる。
高炉スラグ成分例としては、可溶性石灰35〜45重量%、酸化鉄0.4〜2.4重量%、可溶性ケイ酸30〜40重量%(2CaO・SiO28〜10重量%)、く溶性マグネシウム2〜6重量%、く溶性マンガン0.3〜1.7重量%、く溶性ホウ素約0.01重量%以下が挙げられる。
製鋼スラグ成分例としては、可溶性石灰35〜45重量%、酸化鉄10〜30重量%、可溶性ケイ酸10〜40重量%(2CaO・SiO28〜30重量%)、く溶性マグネシウム2〜5重量%、く溶性マンガン3〜5重量%、く溶性リン酸1〜3重量%、く溶性ホウ素約0.01〜0.1重量%が挙げられる。
なお、上記スラグは、商品名ミネカルおよび農力アップとして産業振興株式会社より市販されている。
石炭または亜炭を硝酸で分解して生成するニトロ腐植酸を準備する。このニトロ腐植酸の中に無水クエン酸を所定量加えて、室温(25℃)で20分間、混合攪拌する。
得られた反応生成物を一定期間養生させた後、鉄鋼製造過程で発生する鉄鉱スラグを所定量加えて、バインダーとしてリグニンスルフォン酸カルシウムを添加し、室温(25℃)で20分間、混合攪拌する。配合するスラグの平均粒子径は40μmであるが、これは造粒時にニトロ腐植酸とクエン酸の反応生成物と均一に混合でき、表面の凹凸も少なくなる等の理由で好ましい。
ニトロ腐植酸とクエン酸の反応生成物と鉄鉱スラグの混合物を皿型造粒機に移し、水を散水しながら見掛けの粒子径が2mm〜6mmとなるように造粒し、80〜110℃で乾燥し、ミネラル補給資材が製造できる。
本発明のミネラル補給資材は、ニトロ腐植酸とクエン酸との反応生成物である酸性物質とアルカリ物質の鉄鉱スラグとを混合することにより中性物質となるため、肥料、培養土、造園用の人工土壌として利用できる。また、ニトロ腐植酸とクエン酸との反応生成物の中で、特にニトロ腐植酸成分は土壌改良資材、クエン酸成分は微生物の餌として土壌環境の改善に寄与する。
ニトロ腐植酸(ファイマテック株式会社製、商品名ニトロ腐植酸、腐植酸含有量60〜70重量%)2gをとり、この中に無水クエン酸粉末0.2gを加えて、室温(25℃)で20分間、混合攪拌した。混合物は混合開始時に発熱したが20分後に室温にもどった。この中にミネカル(産業振興株式会社製、商品名)8gを加えて、皿型造粒法を用いて見掛けの粒子径が2mm〜6mmとなるように造粒してミネラル補給資材を得た。配合割合を表1に示す。
得られたミネラル補給資材を50ミリリットルの純水に加えて、鉄イオンおよびマンガンイオンの溶出量を原子吸光法で測定した。ミネラル補給資材1kgあたりの溶出量(mg)に換算した結果を表2に示す。
また、7日後の溶出状態を図1に示す。
ニトロ腐植酸(ファイマテック株式会社製、商品名ニトロ腐植酸、腐植酸含有量60〜70重量%)2gをとり、この中にミネカル(産業振興株式会社製、商品名)8gを加えて、皿型造粒法を用いて見掛けの粒子径が2mm〜6mmとなるように造粒してミネラル補給資材を得た。配合割合を表1に示す。
得られたミネラル補給資材を50ミリリットルの純水に加えて、鉄イオンおよびマンガンイオンの溶出量を原子吸光法で測定した。ミネラル補給資材1kgあたりの溶出量(mg)に換算した結果を表2に示す。
ミネカル(産業振興株式会社製、商品名)8gを50ミリリットルの純水に加えて、鉄イオンおよびマンガンイオンの溶出量を実施例1の方法で測定した。ミネラル補給資材1kgあたりの溶出量(mg)に換算した結果を表2に示す。
また、7日後の溶出状態を図1に示す。
ニトロ腐植酸(ファイマテック株式会社製、商品名ニトロ腐植酸、腐植酸含有量60〜70重量%)2gをとり、この中に無水クエン酸粉末0.2gを加えて、室温(25℃)で20分間、混合攪拌した。混合物は混合開始時に発熱したが20分後に室温にもどった。この中に農力アップ(産業振興株式会社製、商品名)8gを加えて、皿型造粒法を用いて見掛けの粒子径が2mm〜6mmとなるように造粒してミネラル補給資材を得た。配合割合を表3に示す。
得られたミネラル補給資材を50ミリリットルの純水に加えて、ケイ酸イオンおよびカルシウムイオンの溶出量を原子吸光法で測定した。ミネラル補給資材1kgあたりの溶出量(mg)に換算した結果を表3に示す。
農力アップ(産業振興株式会社製、商品名)8gを50ミリリットルの純水に加えて、鉄イオンおよびマンガンイオンの溶出量を実施例2の方法で測定した。ミネラル補給資材1kgあたりの溶出量(mg)に換算した結果を表3に示す。
Claims (5)
- ニトロ腐植酸とクエン酸と鉄鋼製造過程で発生するスラグとの混合物を造粒してなる土壌へのミネラル補給資材であって、
前記混合物は、前記ニトロ腐植酸と前記クエン酸とを予め均一に混合して、該混合時の反応熱が除かれた物質と前記スラグとが混合されてなることを特徴とするミネラル補給資材。 - 前記ニトロ腐植酸が石炭系腐植酸を硝酸処理したニトロ腐植酸であり、固形分換算で該ニトロ腐植酸とクエン酸と前記スラグとの混合物全体に対して、前記物質が1〜30重量%含まれていることを特徴とする請求項1記載のミネラル補給資材。
- 前記スラグが高炉スラグおよび製鋼スラグから選ばれた少なくとも1つのスラグであり、2CaO・SiO2を5〜30重量%含むことを特徴とする請求項1または請求項2記載のミネラル補給資材。
- 鉄イオン、マンガンイオン、ケイ酸イオンおよびカルシウムイオンから選ばれた少なくとも1つのイオンを土壌に供給できるミネラル補給資材の製造方法であって、
ニトロ腐植酸とクエン酸とを混合溶解させる工程と、
所定期間、前記混合溶解させた物質を25℃±5℃の温度で静置する工程と、
前記静置された物質と、鉄鋼製造過程で発生するスラグとを混合して混合物を製造する工程と、
前記混合物を皿型造粒機を用いて造粒する工程とを含むことを特徴とするミネラル補給資材の製造方法。 - 前記所定期間が1日〜50日であることを特徴とする請求項4記載のミネラル補給資材の製造方法。
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