JP6540094B2

JP6540094B2 - 粒状肥料組成物および粒状肥料組成物の製造方法

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Publication number: JP6540094B2
Application number: JP2015037053A
Authority: JP
Inventors: 慶晃久留美; 佳丈高橋; 幹也西田; 隆弘土塔
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2015-02-26
Filing date: 2015-02-26
Publication date: 2019-07-10
Anticipated expiration: 2035-02-26
Also published as: JP2016160106A

Description

本発明は、粒硬度が高いため粉体発生量が少なく、保管中の固結性の低い粒状肥料組成物およびその製造方法に関するものである。

鶏ふん燃焼灰などの畜ふん燃焼灰は、リン、カリウム等の肥効成分を含むため、肥料原料として有用である。しかし、畜ふん燃焼灰は、軽くて空中に舞いやすい粉状あるいは細粒形状であるため取扱いにくい。特に広大な農地での施肥においては機械散布が主流であるため、軽くて空中に舞いやすい形状は、肥料として必須用件である到達飛距離を長くてかつ均一に施肥することには適さない。均一な施肥は、ばらつきなく植物が生育するためには重要である。

そこで、これら課題を克服すべく粉状肥料を造粒し、粒径を２〜４ｍｍ程度に加工することで肥料として取扱い性を向上させることが検討されている。例えば、鶏ふん焼成灰などの粉状肥料を湿潤化させて、動植物性有機物質、賦型剤および油性物質を加えた後、必要に応じ水あるいは水蒸気で水分を加え、造粒した粒状肥料（特許文献１）が提案されている。また、肥料組成物として湿潤させた鶏ふん燃焼灰に、副産りん酸肥料、副産複合肥料ならびにベントナイト、木質泥炭などの粒状化促進材を配合混練して造粒した粒状肥料（特許文献２）が提案されている。また、造粒促進材を含まない肥料として、鶏ふん燃焼灰とパームやし燃焼灰との混合物に水を加えて造粒した粒状肥料（特許文献３）があり、水を含まない粒状肥料としては、畜ふん燃焼灰と、腐植酸、腐植酸塩、畜ふん炭化物、及び若年炭から選ばれた一種又は二種以上とを含有し、石灰、珪石、粘土などの各種資材を混合して造粒した粒状肥料（特許文献４）が提案されている。その他、粒状肥料の造粒方法として、加圧成形法では、鶏ふん燃焼灰のアルカリ性を完全に中和すると、固形分量に対して液体量が過多となり造粒できないため、畜ふん燃焼灰と中性カリウム化合物の混合物に鉱酸を添加して核粒子を成長させ転動造粒した粒状肥料（特許文献５）も提案されている。

特開昭５８-９９１９１号公報特開平３-１８３６８０号公報特開２００８-２３９３８２号公報特開２０１１-１９０１５８号公報特開２０１１-２４６２８８号公報

前記の通り、様々な造粒肥料や粒状肥料の製造方法が提案されているが、畜ふん燃焼灰は製造時に水を加えただけでは、混合物の粘性が上昇し、造粒装置内に付着するため収率が低下する場合がある。そのため、水以外の原料を加えることや、あるいは水を加えずに別の原料を加えて造粒する方法が提案されている。

特許文献１では、粒状肥料の製造方法として動植物性有機物質や賦型剤および油性物質を畜ふん燃焼灰に対して添加することが記載されているが、本方法で燃焼灰を使用して粒状物を大量生産する場合、一定品質の動植物性有機物質等を安定して保管使用することが難しい。さらに、得られた粒状肥料の粒硬度を制御できないため、粒硬度が低い場合は製造過程で粒状肥料の粉化が多く発生して製造時の収率が低下する問題がある。また、粒硬度の低い粒状物は保管中においても粉化しやすいため固結の原因にもなる。

特許文献２も同様に、副産りん酸肥料および副産複合肥料を使用した場合、粒硬度が低くなるため、製造時の収率が低く、また保管中の固結も発生しやすい。

特許文献３のパームやし燃焼灰や、特許文献４の腐植酸、腐植酸塩、畜ふん炭化物、及び若年炭から選ばれた一種又は二種を使用した場合も同様に保管中に固結が発生しやすい。

さらに特許文献５に記載された方法では、粒状肥料の製造方法として、畜ふん燃焼灰と中性カリウム化合物との混合物に、鉱酸や造粒促進材を添加して、核粒子を成長させる方法により造粒することが記載されているが、転動造粒法またはスラリー式造粒法を前提とした方法であり、ローラーを用いたブリケット方式などの核粒子を成長させない造粒法では、粘性が高くなり装置内に付着するため造粒収率は低下するという課題があった。

本発明は、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、畜ふん燃焼灰に、タルク、ポリエチレングリコール、ステアリン酸金属塩、ラウリル硫酸金属塩、カオリン、炭酸カルシウム、酸化ケイ素、テレフタル酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、リン酸カルシウム、およびフッ化リチウムから選ばれる少なくとも一種を粒状化促進材として含む粒状肥料組成物とすることで取り扱いが容易で、機械散布にも耐えうる粒状肥料組成物を得ることができることを見出した。

上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用する。すなわち、
１．畜ふん燃焼灰に、タルクおよびステアリン酸ナトリウムから選ばれる少なくとも一種の粒状化促進材を含む粒状肥料組成物の製造方法であって、下記の４工程を含む粒状肥料組成物の製造方法。
１）畜ふん燃焼灰をリン酸で中和して中和灰を得、得られた中和灰に、水ならびに、タルクおよびステアリン酸ナトリウムから選ばれる少なくとも一種の粒状化促進材を混合する工程
２）１）で得られた混合物を造粒して粒状にする工程
３）２）で得られた粒状物を整粒し形状を調節する工程
４）３）で得られた形状が調節された粒状物を乾燥する工程
２．得られる粒状肥料組成物の水分率が１％以下であることを特徴とする１記載の粒状肥料組成物の製造方法。
３．畜ふん燃焼灰が、鶏、アヒル、鴨、豚、牛、馬、山羊、羊、犬、および猫から選ばれる少なくとも一種の畜ふん燃焼灰である１または２に記載の粒状肥料組成物の製造方法。
４．前記工程１）において、畜ふん燃焼灰をリン酸で中和して得られる中和灰１００重量部に対して前記粒状化促進材１〜５重量部を混合する１〜３のいずれかに記載の粒状肥料組成物の製造方法。
５．前記工程１）における水の添加量が、畜ふん燃焼灰をリン酸で中和して得られる中和灰１００重量部に対して１〜５重量部である１〜４のいずれかに記載の粒状肥料組成物の製造方法。
６．前記工程２）において、造粒が圧縮造粒方式である１〜５のいずれかに記載の粒状肥料組成物の製造方法。
７．前記工程２）において、原料を一対のローラーを用いたブリケット方式により圧縮して造粒物を製造する６に記載の粒状肥料組成物の製造方法。

本発明によれば、取り扱いが容易で、粒状肥料の粒硬度が高く、かつ保管時の固結強度が低いため、肥料を機械散布した場合の到達飛距離が長く、保管時に固結しにくい粒状肥料組成物を得ることができる。

＜畜ふん燃焼灰＞
畜ふん燃焼灰とは、鶏、アヒル、鴨などの家禽および豚、牛、馬、山羊、羊、犬、猫等家畜から得られるふんを焼却処分して得られる灰のことである。これらのうち、肥料取締法上で化成肥料原料として認可されており、肥料としての有効成分であるリン、カリウム、カルシウムなどを含有している鶏ふん燃焼灰であることが好ましい。

畜ふん燃焼灰は、通常アルカリ性であるので、鉱酸であるリン酸、硫酸、硝酸、塩酸のいずれかを加えて中和して使用してもよい。このうち、畜ふん燃焼灰中にはリン酸が含まれるがほとんどがク溶性で肥効が発現しないケースがあるため、リン酸で中和した場合、可溶性リン酸が含まれることにより肥効が改善するので、リン酸を使用することが好ましい。

＜粒状肥料組成物＞
本発明では、粒状肥料組成物は、粒状化促進材としてタルク、ポリエチレングリコール、ステアリン酸金属塩、ラウリル硫酸金属塩、カオリン、炭酸カルシウム、酸化ケイ素、テレフタル酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、リン酸カルシウム、およびフッ化リチウムから選ばれる少なくとも一種を含むことを特徴とする。これらの物質は、添加量を調整することで粒状肥料組成物の粒硬度を制御し、収率向上を達成することができる。さらには、滑剤の効果を持つため、造粒装置内での粉体のつまりや、水分を含むことによる粘性による付着を防止する効果も期待できる。

上記粒状化促進材の添加量は、畜ふん燃焼灰１００重量部に対して１〜５重量部が好ましく、装置への付着によるロスがなく、肥料として崩壊性がよい硬度の肥料を得るためには畜ふん燃焼灰１００重量部に対して１．５〜４．５重量部がより好ましい。装置への付着ロスをより少なくするためには、畜ふん燃焼灰１００重量部に対して２．５〜３．５重量部がさらに好ましい。また上記粒状化促進材は、原料である畜ふん燃焼灰に含まれてもよいし、粒状に加工した肥料組成物の表面に被覆されていてもよい。

粒状肥料組成物の水分率は、長期保管中の粒状肥料組成物どうしの固結を防止する観点で３％以下であることが好ましい。より好ましくは２％以下であり、さらに好ましくは１％以下であり、完全に水分を乾燥させた０％であれば全く固結しないため最も好ましい。なお、粒状肥料組成物の水分率は、公定肥料分析法に従い加熱減量法で測定した値である。

粒状肥料組成物の粒径は、機械施肥において、肥料の到達距離を確保するため、２〜４ｍｍが好ましい。より好ましくは２．５〜３．５ｍｍである。

粒状肥料組成物の形状は、機械施肥をした場合、作物の葉などに付着せず土壌に落下するよう丸形状であることが好ましい。丸形状ではない、例えば平らな形状の圧片肥料であると、葉に付着して落下せず栄養分供給が乏しくなるため好ましくない。粒状肥料組成物の粒径は、篩い分けを行って測定する。

粒状肥料組成物の粒硬度は、２〜５ｋｇｆの範囲であることが好ましい。粒硬度が２ｋｇｆ未満であると、製造時に粒状肥料組成物が粉化しやすく、製造時の収率が低下する。また、粒状肥料組成物の保管中にも粉化が発生しやすく、粒状物どうしの固結の原因となる。一方、粒硬度が５ｋｇｆを越える場合は、土壌中での粒状肥料組成物の崩壊性が悪く、肥効が低下する。より好ましくは３〜５ｋｇｆの範囲であり、さらに好ましくは３．５〜４．５ｋｇｆの範囲である。なお、粒状肥料組成物の粒硬度は木屋式硬度計で２０粒を測定し、その平均値を粒硬度とする。

粒状肥料組成物の収率は、造粒時および整粒時の肥料組成物の廃棄量をできるだけ削減するため、あるいは廃棄せずに造粒工程へリサイクルするためには６０％以上であることが好ましい。より好ましくは６５％以上であり、さらに好ましくは７０％以上であり、完全に回収できた場合１００％が最も好ましい。なお、収率とは、投入原料の重量に対する造粒および整粒して得られた粒状肥料組成物の重量であって、下記式（１）で示される。
収率＝（粒状肥料組成物の重量）／（投入原料重量）×１００（％）・・・（１）

粒状肥料組成物の固結強度は、１ｋｇ／ｃｍ^２以下であることが好ましい。１ｋｇ／ｃｍ^２以上であると、例えば固結部分がフレコンから流れ出ないため、ホッパーに投入することが容易ではない、あるいは機械施肥において生育させる植物まで粒状肥料組成物をまくことができないなど、取り扱い性に劣る。より好ましくは固結強度が０．５ｋｇ／ｃｍ^２以下であり、さらに好ましくは０．２ｋｇ／ｃｍ^２以下である。なお、固結強度は、山中式土壌硬度計を使用して針部を肥料上面に対して垂直に圧入して測定した値である。

粒状肥料組成物の取り扱いを容易にするため固結率は２０％以下であることが好ましい。固結率が２０％を越えると上記と同様に流動性が悪くなったり、機械施肥ができないため好ましくない。より好ましくは１５％以下であり、さらに好ましくは１０％以下であり、全く固結がない０％が最も好ましい。なお、固結率は粒状肥料組成物７５０ｇに対して６０ｋｇの錘で一ヶ月荷重後の粒状肥料組成物のうち固結部分重量の割合であり、下記式（２）で示される。
固結率＝（一ヶ月間荷重後の固結部分重量（ｇ）) ／７５０×１００・・・（２）

本発明で得られた粒状肥料組成物は、リン成分を含有する粒状肥料組成物および／またはカリウム成分を含有する粒状肥料組成物をドライブレンドして得られる混合肥料として使用ができる。この混合肥料は任意の割合でブレンドできるため、作物毎に対応したブレンドを行うことができる。

＜粒状肥料組成物の製造方法＞
粒状肥料組成物の製造方法としては、畜ふん燃焼灰に、水および、粒状化促進材としてタルク、ポリエチレングリコール、ステアリン酸金属塩、ラウリル硫酸金属塩、カオリン、炭酸カルシウム、酸化ケイ素、テレフタル酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、リン酸カルシウム、およびフッ化リチウムから選ばれる少なくとも一種を混合後、該混合物を造粒および整粒して粒状物を製造し、乾燥することで得る方法（製法１）と、畜ふん燃焼灰に水を加えて造粒および整粒して粒状物を製造した後、該粒状物に上記粒状化促進材を添加して粒状物の表面を粒状化促進材で被覆した後、乾燥して得られる製造方法（製法２）の二種がある。

畜ふん燃焼灰と水の混合方法は、均一に混合されていれば、ミキサーを使用して予め混合してもよいし、造粒機内で混合してもよい。水の添加量は、軽くて飛散しやすい畜ふん燃焼灰を湿潤させ、取り扱いを容易にさせること、および造粒でのバインダー効果を向上するため、畜ふん燃焼灰１００重量部あたり、１〜１０重量部が好ましい。造粒装置内での水分の粘性による付着や、製品の乾燥のための負荷を低減するため、１〜５重量部とすることがより好ましい。さらに好ましくは２〜４重量部である。

粒状肥料組成物の製法１において、畜ふん燃焼灰に、粒状化促進材としてタルク、ポリエチレングリコール、ステアリン酸金属塩、ラウリル硫酸金属塩、カオリン、炭酸カルシウム、酸化ケイ素、テレフタル酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、リン酸カルシウム、フッ化リチウムから選ばれる少なくとも一種を混合する方法は、均一に混合されていれば、ミキサーを使用して予め混合してもよいし、造粒機内で混合してもよい。

粒状肥料組成物の造粒方法は、圧縮造粒が好ましく、圧縮造粒装置は、タブレット方式、板状方式、ブリケット方式の何れを用いても問題ないが、タブレット方式では生産効率が低く造粒窒素肥料の大量生産が困難であり、また板状方式では球形でバリの少ない造粒窒素肥料を生産することが困難であるため、ブリケット方式を用いることが好ましい。ブリケット方式の圧縮造粒装置としては、例えばブリケッタ（登録商標）ＢＳＳ型（新東工業製）などを好ましく用いることができる。

原料の畜ふん燃焼灰を圧縮造粒装置に供給する方法は、特に制限はされないが、例えば上記で得られた畜ふん燃焼灰と水の混合物、あるいは畜ふん燃焼灰、水および粒状化促進材の３種混合物をホッパーに貯蔵し、ホッパーに付帯した搬送コンベアより造粒装置に直接供給、またはホッパー搬送コンベアからベルトコンベアやバケットコンベア等を経由して造粒装置へ供給することができる。

造粒圧力とは、原料の畜ふん燃焼灰に加わる総荷重を有効幅で割った値（線圧）を示し、有効幅とは、原料の畜ふん燃焼灰に荷重が加わる部分における、圧縮機側の長径を示す。例えば、タブレット方式であれば有効幅はタブレット部分の長径であり、ローラーを用いたブリケット方式であれば、有効幅はローラーにて原料の畜ふん燃焼灰が圧縮されている部分の長さである。造粒圧力は、ロール圧で０．６〜３０．０ｋＮ／ｃｍの範囲内にあることが好ましい。造粒圧力が上記を超えて低くなると、圧力不足のため、畜ふん燃焼灰の造粒自体が起こらない。造粒圧力が上記を超えて高くなると、圧縮造粒機に必要以上の荷重がかかるため、装置寿命が著しく低下する。

圧縮造粒機のバリ厚みとは、原料の畜ふん燃焼灰に荷重が加わる部分における原料の畜ふん燃焼灰の短径を示す。例えばタブレット方式であれば、バリ厚みはタブレット部分の短径であり、ローラーを用いたブリケット方式であれば、バリ厚みはロール間距離（クリアランス）の最も短い長さのことである。バリ厚みは、１．００〜２．５０ｍｍの範囲内にあることが好ましく、１．２０〜２．００ｍｍの範囲内にあることがより好ましい。バリ厚みが上記を超えて低くなると、粒状肥料組成物の圧壊強度・収量ともに低下する傾向にある。バリ厚みが上記を超えて高くなると、粒状肥料組成物の形状が肥料散布に不適となることや、造粒した粒状肥料組成物を、例えば解砕ボールを用いた振動篩で解砕し粒径を揃える場合、篩いの目詰まりの原因となるため好ましくない。

単位時間・単位長さあたりの造粒機が処理可能な原料の畜ふん燃焼灰（以下造粒効率と称する）とは、造粒機に供給した原料の畜ふん燃焼灰を１時間あたりの供給量に換算し、さらに有効幅にて除算した、単位時間・単位長さあたりの造粒能力を示す。

圧縮造粒機で造粒した粒状肥料組成物は、解砕、整粒、分級を行うことで、肥料として好ましい粒状品の畜ふん燃焼灰を得ることができる。

粒径の揃った粒状肥料組成物を得るために、解砕機を用いて圧縮造粒後の粒状肥料組成物を解砕することが好ましい。解砕機の種類に特に制限は無く、例えば、ジョークラッシャー・ロールクラッシャーなどの各種クラッシャーや、ローラーミル・カッティングミルなどの各種ミル、解砕メディアを添加した振動篩などが好ましく用いられる。また、これらの解砕機を組み合わせ用いることも可能である。

球形でバリの少ない粒状肥料組成物を得るために、整粒機を用いて整粒することが好ましい。整粒機の種類に特に制限はなく、例えば高速転動方法、オシレータ式、架砕方式、遠心回転方式などが好ましく用いられ、高速転動方式の球形整粒機であるマルメライザー（登録商標：ダルトン製）を用いて粒状肥料組成物を整粒することがより好ましい。

整粒機の処理時間は、０．３〜５．０分の範囲内にあることが好ましく、０．５〜３．０分の範囲内であることがより好ましい。整粒機の処理時間が上記を超えて低くなると、粒状肥料組成物のバリ除去が不十分となる。整粒機の処理時間が上記を超えて高くなると、バリ以外の部分が切削される量が増加し、粒状肥料組成物の収量が低下する。さらに整粒処理に必要な時間が多くなるため、単位時間あたりの造粒状肥料組成物収量も低下する。

整粒機の回転速度は、５０〜２０００回転／分の範囲内にあることが好ましく、１００〜１５００回転／分の範囲内にあることがより好ましい。整粒機の回転速度が上記の範囲より低くなると、粒状肥料組成物のバリ除去が不十分となり、さらに整粒処理に必要な時間が多くなるため、単位時間あたりの粒状肥料組成物収量も低下する。整粒機の回転速度が上記の範囲を超えて高くなると、騒音増加および機器寿命の低下といった問題が生ずる。

所定の粒径以上の粒状肥料組成物を得るために、分級機を用いて粒状肥料組成物を分級することが望ましい。乾式分級が可能なものであれば、分級機の種類に特に制限はないが、振動篩を用いることが好ましい。篩の目開きは、所定の粒径を得られる大きさであれば特に制限はないが、１．８〜２．２ｍｍ、および３．８〜４．２ｍｍの目開きであることが好ましく、これら目開きを有する篩を組み合わせて粒径２．０〜４．０ｍｍの粒状肥料組成物を得る分級方法が好ましい。

バリが少なく、圧壊強度が強く、窒素濃度が高く、粉塵の発生も少なく、固結が起こりづらい粒状肥料組成物を得るために、圧縮造粒機を用いて原料粒状肥料組成物を造粒し、解砕機を用いて圧縮造粒後の粒状肥料組成物を解砕した後、球形整粒機を用いて解砕後の粒状肥料組成物を整粒し、分級機を用いて整粒の粒状肥料組成物を分級することが好ましい。各工程における粒状肥料組成物の輸送方法に制限はないが、自然落下・コンベア輸送・風送などを用いることが可能であり、コンベア輸送で原料粒状肥料組成物を造粒機に輸送した後、自然落下で解砕機・球形整粒機・分級機へ輸送する方法が好ましい。これら輸送機器を含めた機器の接粉部分については、粒状肥料組成物に耐食性を持つ材質を用いることが好ましく、ＳＵＳ３１６Ｌまたは樹脂を用いることが好ましい。

圧縮造粒機を用いて原料粒状肥料組成物を造粒し、解砕機を用いて圧縮造粒後の粒状肥料組成物を解砕した際、また球形整粒機を用いて解砕後の粒状肥料組成物を整粒し、分級機を用いて整粒の粒状肥料組成物を分級した際に得られる篩下の微粉は、図に示すように原料粒状肥料組成物中にリサイクルして混合し、原料として使用することができる。

粒状肥料組成物の製法２において、粒状化促進材としてタルク、ポリエチレングリコール、ステアリン酸金属塩、ラウリル硫酸金属塩、カオリン、炭酸カルシウム、酸化ケイ素、テレフタル酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、リン酸カルシウム、フッ化リチウムから選ばれる少なくとも一種を畜ふん燃焼灰と水の混合物からなる粒状物表面に被覆する方法としては、粒状肥料組成物を造粒および整粒し、分級機で分級した後に均一に被覆されていれば、分級機出口で添加してもよいし、ミキサーを用いて混合し被覆してもよいし、ベルトコンベア上で吹き付けを行って被覆してもよい。

粒状肥料組成物に対する粒状化促進材の添加量は、畜ふん燃焼灰１００重量部に対して１〜５重量部が好ましく、装置への付着によるロスがなく、肥料として崩壊性がよい硬度の肥料を得るためには畜ふん燃焼灰１００重量部に対して１．５〜４．５重量部がより好ましい。装置への付着ロスをより少なくするためには、畜ふん燃焼灰１００重量部に対して２．５〜３．５重量部がさらに好ましい。

本発明の実施例を以下に示すが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。ここで、実施例中の部数は、重量部を示す。物性等の測定方法は以下のとおりである。

（１）粒径
粒径は、目開き２ｍｍおよび４ｍｍの篩いを使用して、下記式により２〜４ｍｍの粒径の割合を算出した。
２〜４ｍｍ粒径（％）＝粒径２〜４ｍｍの重量／篩い分けサンプル重量×１００

（２）収率
投入原料の重量に対する造粒および整粒して得られた粒状肥料組成物の重量であって、下記式により算出した。
収率（％）＝（粒状肥料組成物の重量）／（投入原料重量）×１００

（３）粒硬度
木屋式硬度計で粒状肥料２０粒それぞれの粒硬度を測定し、その平均を求めた値である。

（４）水分率
粒状肥料組成物の水分率は、乾燥前の粒状肥料組成物を１３０℃で３時間乾燥後重量測定を行った際の加熱減量により求めた値であり、下記式で算出した。
水分率（％）＝（乾燥前の粒状肥料組成物重量−乾燥後の粒状肥料組成物）
／（加熱前の粒状肥料組成物）×１００

（５）固結強度
山中式土壌硬度計を使用して針部を肥料上面に対して垂直に圧入して測定した値である。

（６）固結率
粒状肥料組成物７５０ｇに対して６０ｋｇの錘で一ヶ月間荷重後の粒状肥料組成物のうち固結部分重量の割合であり、下記式で算出した。
固結率（％）＝（一ヶ月間荷重後の固結部分重量（ｇ）)／７５０×１００

（実施例１）
リン酸で中和した鶏ふん中和灰１００重量部に、水を３重量部、タルクを２重量部を容器に入れて混合し原料とした。該混合原料を造粒機としてブリケッタ（登録商標）ＢＳＳ−ＩＶ型（新東工業製）に供給し、ロール有効幅を１５０ｍｍ、ロール圧力を８．４ｋＮ／ｃｍ、バリ厚みを１．７０ｍｍ、ポケットサイズを３．９ｍｍ、ローラー回転数５０ｒｐｍで造粒を行い、粗砕機にて破砕した後、目開き６．７ｍｍ、５．２ｍｍ、３．０ｍｍの篩いを有する３段解砕篩機（興和工業所製）に投入し、解砕メディア（ナイロン硬球ボール上段２００個、下段２００個）で解砕し、篩上品を回収した。続いて、マルメライザー（ダルトン製）に篩上解砕品を投入し、回転速度２２５ｒｐｍで１．７分間整粒処理を行った後に、目開き２ｍｍの篩を有する円形振動篩機（ダルトン製）に送り、分級を行った後、目開き２ｍｍの篩上品を粒状肥料組成物として回収した。粒状肥料組成物の２〜４ｍｍ粒径が９５．２％で、収率は６４．５％で、粒硬度は３．８ｋｇｆであった。また、粒状肥料組成物の水分率は１．０％、固結テスト１ヶ月後の固結率は５．３％、固結強度は０．３ｋｇ／ｃｍ^２であった。

（実施例２）
タルク添加量を３重量部に変更する以外は、実施例１と同様の方法で粒状肥料組成物を作製した。その結果、粒状肥料組成物の２〜４ｍｍ粒径が９４．５％で、収率は７０．３％で硬度は４．０ｋｇｆであった。また、粒状肥料組成物の水分率は０．９％、固結テスト１ヶ月後の固結率は０．０％、固結強度は０．０ｋｇ／ｃｍ^２であった。

（実施例３）
タルク添加量を４重量部に変更する以外は、実施例１と同様の方法で粒状肥料組成物を作製した。その結果、粒状肥料組成物の２〜４ｍｍ粒径が９４．８％で、収率は５９．５％で硬度は３．９ｋｇｆであった。また、粒状肥料組成物の水分率は０．８％、固結テスト１ヶ月後の固結率は０．０％、固結強度は０．０ｋｇ／ｃｍ^２であった。

（実施例４）
タルク添加量を６重量部に変更する以外は、実施例１と同様の方法で粒状肥料組成物を作製した。その結果、粒状肥料組成物の２〜４ｍｍ粒径が９３．８％で、収率は５１．５％で硬度は３．８ｋｇｆであった。また、粒状肥料組成物の水分率は０．８％、固結テスト１ヶ月後の固結率は０．０％、固結強度は０．０ｋｇ／ｃｍ^２であった。

（実施例５）
タルク添加量を１０重量部に変更する以外は、実施例１と同様の方法で粒状肥料組成物を作製した。その結果、粒状肥料組成物の２〜４ｍｍ粒径が９２．２％で、収率は４０．６％で硬度は３．２ｋｇｆであった。また、粒状肥料組成物の水分率は０．９％、固結テスト１ヶ月後の固結率は５．６％、固結強度は０．２ｋｇ／ｃｍ^２であった。

（実施例６）
水添加量を１０重量部、タルク添加量を３重量部に変更する以外は、実施例１と同様の方法で粒状肥料組成物を作製した。その結果、粒状肥料組成物の２〜４ｍｍ粒径が９３．０％で、収率は３５．０％で硬度は３．３ｋｇｆであった。また、粒状肥料組成物の水分率は１．５％、固結テスト１ヶ月後の固結率は１３．０％、固結強度は０．８ｋｇ／ｃｍ^２であった。

（実施例７）
リン酸で中和した鶏ふん中和灰１００重量部に、水を３重量部を容器に入れて混合し原料とした。該混合原料を造粒機としてブリケッタ（登録商標）ＢＳＳ−ＩＶ型（新東工業製）に供給し、ロール有効幅を１５０ｍｍ、ロール圧力を８．４ｋＮ／ｃｍ、バリ厚みを１．７０ｍｍ、ポケットサイズを３．９ｍｍ、ローラー回転数５０ｒｐｍで造粒を行い、粗砕機にて破砕した後、目開き６．７ｍｍ、５．２ｍｍ、３．０ｍｍの篩いを有する３段解砕篩機（興和工業所製）に投入し、解砕メディア（ナイロン硬球ボール上段２００個、下段２００個）で解砕し、篩上品を回収した。続いて、マルメライザー（ダルトン製）に篩上解砕品を投入し、回転速度２２５ｒｐｍで１．７分間整粒処理を行った。その後、目開き２ｍｍの篩を有する円形振動篩機（ダルトン製）に送り、分級を行った後、目開き２ｍｍの篩上品を粒状肥料組成物として回収した。この円形振動篩い工程において粒状肥料組成物１００重量部に対して３重量部のタルク（浅田製粉ＳＷ−Ａ）を添加して、粒状肥料組成物表面をタルクで被覆処理した。粒状肥料組成物の２〜４ｍｍ粒径が９３．２％で、収率は２９．５％で、粒強度は３．２ｋｇｆであった。また、粒状肥料組成物の水分率は０．９％、固結テスト１ヶ月後の固結率は０．０％、固結強度は０．０ｋｇ／ｃｍ^２であった。

（実施例８）
粒状化促進材のタルクをステアリン酸ナトリウムに変更して、実施例１と同様の方法で粒状肥料組成物を作製した。その結果、粒状肥料組成物の２〜４ｍｍ粒径が９４．５％で、収率は５５．０％で硬度は３．６ｋｇｆであった。また、粒状肥料組成物の水分率は１．０％、固結テスト１ヶ月後の固結率は０．０％、固結強度は０．０ｋｇ／ｃｍ^２であった。

（実施例９）
畜ふん燃焼灰をリン酸で中和した鶏ふん中和灰からリン酸で中和していない鶏ふん燃焼灰に変更し、該鶏ふん燃焼灰１００重量部に対してタルク添加量を３重量部添加して実施例１と同様の方法で粒状肥料組成物を作製した。その結果、粒状肥料組成物の２〜４ｍｍ粒径が９２．４％で、収率は３７．５％で硬度は３．２ｋｇｆであった。また、粒状肥料組成物の水分率は０．８％、固結テスト１ヶ月後の固結率は０．０％、固結強度は０．０ｋｇ／ｃｍ^２であった。

（実施例１０）
実施例３と同じく、タルク添加量を４重量部に変更する以外は、実施例１と同様の方法で粒状肥料組成物を作製した。得られた粒状肥料組成物に、リン安粒状組成物６０重量部および塩化カリ粒状組成物４０重量部を容器に入れて混合し、混合肥料とした。混合肥料の固結テスト１ヶ月後の固結率は０．０％、固結強度は０．０ｋｇ／ｃｍ^２であった。

（比較例１）
畜ふん燃焼灰をリン酸で中和した鶏ふん中和灰に対してタルクを添加していない以外は、実施例１と同様の方法で粒状肥料組成物を作製した。その結果、粒状肥料組成物の２〜４ｍｍ粒径が９３．４％で、収率は４５．０％で硬度は３．４ｋｇｆであった。また、粒状肥料組成物の水分率は０．９％、固結テスト１ヶ月後の固結率は６３．０％、固結強度は４．５ｋｇ／ｃｍ^２であった。

（比較例２）
畜ふん燃焼灰をリン酸で中和した鶏ふん中和灰からリン酸で中和していない鶏ふん燃焼灰に変更し、比較例１と同様の方法で粒状肥料組成物を作製した。その結果、粒状肥料組成物の２〜４ｍｍ粒径が９２．８％で、収率は４５．０％で硬度は３．３ｋｇｆであった。また、粒状肥料組成物の水分率は０．８％、固結テスト１ヶ月後の固結率は７５．０％、固結強度は５．６ｋｇ／ｃｍ^２であった。

（比較例３）
粒状化促進材のタルクを糖蜜に変更して実施例２と同様の方法で粒状肥料組成物を作製した。その結果、粒状肥料組成物の２〜４ｍｍ粒径が９１．４％で、収率は１５．０％で硬度は３．３ｋｇｆであった。また、粒状肥料組成物の水分率は１．０％、固結テスト１ヶ月後の固結率は８５．０％、固結強度は７．４ｋｇ／ｃｍ^２であった。

（比較例４）
粒状化促進材のタルクをベントナイトに変更して実施例２と同様の方法で粒状肥料組成物を作製した。その結果、粒状肥料組成物の２〜４ｍｍ粒径が９２．８％で、収率は２５．０％で硬度は３．４ｋｇｆであった。また、粒状肥料組成物の水分率は０．９％、固結テスト１ヶ月後の固結率は５８．０％、固結強度は５．４ｋｇ／ｃｍ^２であった。

以上のように、畜ふん燃焼灰または、鉱酸であるリン酸、硫酸、硝酸、塩酸のいずれかで中和された畜ふん中和灰に、粒状化促進材としてタルク、ポリエチレングリコール、ステアリン酸金属塩、ラウリル硫酸金属塩、カオリン、炭酸カルシウム、酸化ケイ素、テレフタル酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、リン酸カルシウム、フッ化リチウムから選ばれる少なくとも一種を混合あるいは被覆した粒状肥料組成物とすることで、粒状化促進材を含まない場合と比較して、粒状肥料の粒硬度が高くて粉化率しにくく、造粒収率が高く、さらには保管中に固結しにくくすることができた。

本発明による粒状肥料組成物は、畜ふん燃焼灰に、特定の粒状化促進材を配合することで容易に取り扱いがしやすく、機械散布に適した高い硬度の粒状肥料をえることができ、未利用資源の有効活用にもつながるものである。

Claims

畜ふん燃焼灰に、タルクおよびステアリン酸ナトリウムから選ばれる少なくとも一種の粒状化促進材を含む粒状肥料組成物の製造方法であって、下記の４工程を含む粒状肥料組成物の製造方法。
１）畜ふん燃焼灰をリン酸で中和して中和灰を得、得られた中和灰に、水ならびに、タルクおよびステアリン酸ナトリウムから選ばれる少なくとも一種の粒状化促進材を混合する工程
２）１）で得られた混合物を造粒して粒状にする工程
３）２）で得られた粒状物を整粒し形状を調節する工程
４）３）で得られた形状が調節された粒状物を乾燥する工程
得られる粒状肥料組成物の水分率が１％以下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の製造方法。
畜ふん燃焼灰が、鶏、アヒル、鴨、豚、牛、馬、山羊、羊、犬、および猫から選ばれる少なくとも一種の畜ふん燃焼灰である請求項１または２に記載の粒状肥料組成物の製造方法。
前記工程１）において、畜ふん燃焼灰をリン酸で中和して得られる中和灰１００重量部に対して前記粒状化促進材１〜５重量部を混合する請求項１〜３のいずれかに記載の粒状肥料組成物の製造方法。
前記工程１）における水の添加量が、畜ふん燃焼灰をリン酸で中和して得られる中和灰１００重量部に対して１〜５重量部である請求項１〜４のいずれかに記載の粒状肥料組成物の製造方法。
前記工程２）において、造粒が圧縮造粒方式である請求項１〜５のいずれかに記載の粒状肥料組成物の製造方法。
前記工程２）において、原料を一対のローラーを用いたブリケット方式により圧縮して造粒物を製造する請求項６に記載の粒状肥料組成物の製造方法。