JPH0118039B2

JPH0118039B2 -

Info

Publication number: JPH0118039B2
Application number: JP54118524A
Authority: JP
Inventors: Kyoshi Nakayama; Hisataka Takeuchi; Noboru Abe; Masaaki Inoe
Original assignee: Mitsubishi Kasei Corp
Current assignee: Mitsubishi Kasei Corp
Priority date: 1979-09-14
Filing date: 1979-09-14
Publication date: 1989-04-03
Also published as: JPS5641893A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は粒状燐酸肥料の製造法に関するもので
ある。詳しくは運送、機械施肥等の際の物理的応
力に対し難崩壊・難粉化性で、かつ酸性土壤改良
効果を有する肥効の高い粒状燐酸肥料の製造方法
に関するものである。

温暖多雨な気候条件の吾が国では、土壤からの
塩基の溶脱が激しく、酸性土壤は広く全国土に分
布している。土壤の酸性化は肥効成分の作物によ
る利用率を低下させるばかりでなく、種々の作物
生理障害の原因となることから、各種の酸性土壤
改良資材が開発されている。

肥効に関しても、酸性土壤に於いて顕著にその
肥効が低下するものに燐酸肥料成分が挙げられ、
その利用率向上の観点から各種燐酸肥料形態が提
案されているが、酸性土壤改良効果を併せ有する
塩基性燐酸肥料は、その望ましい形態の一つと言
えよう。

現在市販されている塩基性燐酸肥料としては、
吾が国独自の製法による熔成燐肥がある。

熔成燐肥は公知の如く、燐鉱石と蛇紋岩のよう
な珪酸苦土含有物質を加熱熔融し、熔融物を冷水
等で急速冷却することにより得られる非晶質の粉
末状塩基性燐酸肥料であり、その酸性土壤改良効
果への評価から使用形態のほとんどは単肥で施用
されている。しかし、近年のエネルギー価格の高
騰化に伴い、加熱熔融工程を採用する熔成燐肥の
製造は、年々その経済性を低下させてきており、
単位燐酸成分当りでみると高価な燐酸肥料になり
つつある。一方、製品形態面からは、仮比重が
1.5〜1.7と重く、且つガラス状粉末から成るもの
で、均一に多量散布することが困難であるばかり
でなく、散布時にガラス状粉末の飛散による粉塵
問題が発生しやすい等、その製品形態に由来する
取扱い性の面での不都合さが指摘されて久しい。
これらの問題点を改善する方法として粒状化方法
が特公昭39−13022、特公昭39−22916及び特公昭
42−25179等で提案されてきたが、実用化される
には至つておらず、依然として問題は解決されて
おらない。このように経済性、肥効性および取扱
い性に優れた酸性土壤改良効果を併せ有する粒状
の塩基性燐酸肥料は未だ存在せず、その早期実用
化が期待されている。

このような期待にこたえるべく提案されたの
が、可溶性石灰及び／又は可溶性苦土と可溶性珪
酸とから主として成る鉱滓等の副生塩基性物質と
燐酸及び／又は酸性燐酸塩とを反応させながら造
粒する粒状塩基性燐酸肥料の製造法である（特願
昭53−27346号（特開昭54−123469号）参照）。

本発明は上記の特願昭53−27346号（特開昭54
−123469号）の発明に基づき、これを更に発展さ
せたもので、塩基を含有していて肥効の高い粒状
燐酸肥料の製造法を提供するものである。

本発明によれば、可溶性石灰及び可溶性苦土の
少くとも一種と可溶性珪酸とを含有し、かつ燐の
含有率がP₂O₅として２（重量）％以下である塩基
性物質とP₂O₅換算で20〜35（重量）％の燐酸濃度
の燐酸液とを、式(1) Ａ／MO＝0.2〜0.65 ………(1) 〔式中、MOは塩基性物質中の可溶性アルカリ土
類金属の酸化物換算モル数を表わし、Ａは燐酸液
のP₂O₅換算モル数を表わす〕で規定される組成
範囲となるように反応器に連続的に供給し、更に
反応器から排出された反応生成物の1/2〜9/10を
反応器に連続的に供給し、反応器内で50℃以上で
反応させながら造粒することにより、粒状燐酸肥
料を工業的に有利に製造することができる。

本発明を詳細に説明するに、本発明で原料とし
て使用する塩基性物質は可溶性カルシウム及び可
溶性マグネシウムの少くとも１種の可溶性珪酸と
を含有するものであり、通常は1000℃以上の高温
過程を経て生成する各種の産業廃棄物がその原料
として用いられる。代表的なものとしては製鉄、
製鋼の際の高炉滓及び転炉滓、フエロマンガン、
フエロニツケル、フエロシリコン、ニツケル、ス
テンレス鋼、燐等を製造する際の鉱滓など金属精
錬に際して排出される鉱滓が用いられる。またカ
ーバイド、セメント等の製造に際し発生するダス
トや微粉炭の燃焼灰（フライアツシユ）等も用い
られる。これらは実質的に燐を含まないか又は燐
を含むとしてもその含有量は２（重量）％以下で
あり、そのままで燐酸肥料として使用されること
はない。

本発明ではこのような各種の産業廃棄物を単独
で又は２種以上配合して塩基性物質として使用す
る。

本発明の原料として使用される塩基性物質の典
型的なものは、カルシウム、マグネシウム、珪
素、アルミニウム、鉄の酸化物から実質的にな
り、そのアルカリ土類及び珪素の50％以上が可溶
性のものである。場合によつては、上述の如き産
業廃棄物に更に消石灰、炭酸カルシウム、水酸化
マグネシウム、ドロマイト等の塩基性石灰、苦土
資材を配合して、塩基性物質の組成を調整しても
よいが、その配合量は塩基性物質中30％（重量）
以下とするのが好ましい。塩基性物質中の可溶性
アルカリ土類金属と可溶性珪酸との比率
（CaO＋MgO／SiO₂（モル比））は通常１：0.05〜2.00 であり、好ましくは１：0.10〜1.00である。塩基
性物質中の可溶性アルカリ土類金属及び可溶性珪
酸の含有率は高い方が好ましいが、不溶性成分が
含まれていても差支えない。従つて徐冷した転炉
滓のように可溶性成分の比率の低いものも原料と
して使用しうる。なお、本発明における可溶率の
測定は、肥料分析法（昭和52年３月、農林省農業
技術研究所発行）に準じて行なう。すなわち塩基
性物質2.5ｇを0.5Nの塩酸200mlに投入し５分間煮
沸してとかし、冷却したのち水を加えて250〜500
mlとし、乾燥紙で過したのち液について溶
出した量を定量することにより行なう。

鉱滓等の如く一般に粒径が小さいほど可溶率が
高いものを塩基性物質として使用する場合は、微
粉砕して可溶率を高くしておくのが好ましい。通
常、塩基性物質としては可溶性アルカリ土類金属
と可溶性珪酸との合計量（CaO＋MgO＋SiO₂）
が50％（重量）以上のものが用いられる。

また、燐酸としては通常、燐鉱石の湿式鉱酸分
解で得られる湿式燐酸が用いられるが、乾式法に
よつて得られた燐酸も使用できることは言うまで
もない。

本発明における塩基性物質と燐酸との供給比率
は、塩基性物質中の可溶性アルカリ土類金属の酸
化物換算モル数と燐酸液中の燐酸のP₂O₅換算モ
ル数とが、次式Ａ／MO＝0.2〜0.65 〔式中、MO及びＡは前示式(1)で定義されたもの
と同一の意義を有する〕で規定される組成範囲に
なるように調製する必要があり、好ましくはＡ／
MO＝0.3〜0.55に調整する。一般に、このモル比
は反応系の造粒能と相関があり、モル比が小さい
と造粒が進行しがたく、比較的小粒の製品が生成
しやすい。逆にモル比が大きいと造粒が進行しす
ぎて大塊状物が生成し、また造粒反応装置の各所
に反応生成物が著るしく付着して、安定した運転
の障害となる。更に小粒の反応生成物が相互に粘
着した金平糖状の粒子が生成し、製品の外観が悪
くなると共に粒の強度も低下する。

本発明においては、高モル比で反応させた場合
でも良好な造粒を行なうために、反応温度を50℃
以上に維持し、かつP₂O₅換算で20〜35（重量）％
の燐酸液を反応に使用する。一般に他の条件が同
一であれば、反応温度が高いほど反応系の造粒能
は低下し、かつ大塊状物の生成や造粒反応装置へ
の反応生成物の付着が減少する。これには反応温
度が高いと、反応により生成した粒子からの脱水
が促進され、粒子の付着性が減少することも寄与
しているものと思われる。好適な反応温度は65〜
85℃である。反応温度を維持するには、必要に応
じて、燐酸液を加熱したり、循環してくる反応生
成物を加熱したり、または造粒反応器内に水蒸気
を吹込んだりする。

燐酸液の濃度は稀薄な方が反応系の造粒能は低
い。しかし反応系に供給された水は後続する乾燥
機で蒸発させなければならないので、必要以上に
燐酸を稀薄にするのはエネルギーの浪費を招き不
利である。好適な燐酸濃度の範囲は25〜30（重量）
％である。

本発明では塩基性物質と燐酸液とを反応させな
がら造粒して所望の粒状肥料とする。反応造粒装
置としては化成肥料の製造に一般に使用されてい
る回転ドラム型造粒機や皿型造粒機が用いられ
る。これらの反応造粒装置に原料の塩基性物質及
び循環してくる反応生成物を連続的に供給し、そ
の上に燐酸液を連続的に散布して反応させながら
造粒する。なお、燐酸液として、湿式燐酸を濃縮
した濃縮燐酸液を使用する場合には、予じめ所定
の濃度に稀釈してから散布してもよく、また稀釈
に要する量の水と濃縮燐酸液とを別々の散布管か
ら散布してもよい。すなわち本発明における燐酸
液のP₂O₅換算濃度の計算には、燐酸液の他に造
粒反応系に導入される水が存在する場合には、燐
酸液はこの水により系内の固体上で稀釈されるの
でこの水も計算に入れる。

反応造粒に要する時間は一般に15〜30分間であ
る。もちろん反応造粒装置内にさらに長時間滞留
させても差支えない。

反応造粒装置から排出された反応生成物は、乾
燥機で水分を除去したのち篩分して製品と細粒品
及び粗粒品に分ける。粗粒品は粉砕したのち細粒
品と共に反応造粒装置に循環する。本発明者らの
検討によれば、塩基性物質中の可溶性アルカリ土
類金属に対する燐酸液中の燐酸の供給モル比が大
きくても、反応生成物を循環し、かつ燐酸濃度及
び反応温度を適切に調節することにより、特願昭
53−27346号（特開昭54−123469号）におけると
同様に、強度が大きく且つ肥効のすぐれた製品を
得ることができる。反応造粒装置に循環する反応
生成物の量は、新たに供給される塩基性物質及び
燐酸液から生成する反応生成物と少くとも等量で
ある。循環する反応生成物量がこれよりも少ない
と、反応造粒装置内の固体の水分含有量が多くな
り、塊状物が生成しやすい。一般に燐酸液が稀薄
でかつ可溶性アルカリ土類金属に対する燐酸のモ
ル比が大きいほど循環量を多くする。本発明に於
ては定常状態で反応生成物の1/2〜9/10を循環す
る。好ましい循環量は2/3〜5/6である。

本発明によれば強度が大きく、塩基を含有して
いて土壤改良効果があり、かつ肥効の高い粒状燐
酸肥料を効率よく生産することができる。本発明
により得られる粒状燐酸肥料中の燐酸は、二苦土
態又は二石灰態の燐酸塩が主体をなしているが、
一石灰態その他の水溶性の燐酸塩も本発明品の１
例の分析によれば約30％程度含有されている。従
つて土壤に施用した場合に適度の溶出速度を示
し、これが高い肥効を示す原因の一部をなしてい
るものと推定される。

次に実施例により本発明をさらに具体的に説明
するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の
実施例に限定されるものではない。

実施例１回転円筒型造粒反応装置に、副生苦土石灰（可
溶性MgO28.9％、ク溶性MgO28.4％、可溶性
CaO44.0％、可溶性SiO₂9.5％、粒径0.1mm以下）
600Kg／Hr、フエロニツケル滓（可溶性MgO26.7
％、ク溶性MgO21.1％、可溶性CaO11.4％、可溶
性SiO₂44.8％、平均粒径0.3mm）200Kg／Hr及び循
環してくる反応生成物8000Kg／Hrを連続的に供
給し、これに湿式燐酸（P₂O₅濃度26.6％）2300
Kg／Hrを散布して連続的に反応造粒を行なつた。
この場合の塩基性物質と燐酸の割合はＡ／MO＝
0.40である。造粒反応装置には水蒸気を吹込んで
装置出口の反応生成物温度を70〜75℃に維持し
た。装置内での固体の滞留時間は約20分であつ
た。反応生成物は回転円筒型乾燥機で熱風乾燥し
て篩分した。得られた反応生成物のうち、粒径
1.41mm〜2.83mmの部分を2000Kg／Hrで製品として
取得した。この場合の反応生成物の循環量は4/5
である。又、製品の分析値は次の通りであつた。

硬度（Kg／粒）：1.8（但し、粒径2.0〜2.38mmのも
の）粒度分布粒径（mm）存在比(%) 1.41以下 0.9 1.41〜1.68 17.4 1.68〜2.00 70.4 2.00〜2.38 11.1 2.38〜2.83 0.2 2.83以上０なお、燐酸液として湿式燐酸を濃縮して得た濃
縮燐酸液（P₂O₅47％）1300Kg／Hrを用い、かつ
同時に水1000Kg／Hrを散布した以外は同様に実
施した場合も、得られる製品の硬度や粒度分布は
殆んど変らなかつた。

実施例２実施例１に於て、副生苦土石灰を400Kg／Hr、
フエロニツケル滓を400Kg／Hrで供給した以外は
同様にして反応造粒を行なつた。但し、この場合
の塩基性物質と燐酸の割合はＡ／MO＝0.45であ
る。反応生成物は回転円筒型乾燥機で熱風乾燥し
て篩分した。得られた反応生成物のうち粒径2.00
mm〜4.00mmの部分を2000Kg／Hrで製品として取
得した。この場合の反応生成物の循環量は4/5で
ある。又、製品の分析値は次の通りであつた。

硬度（Kg／粒）：2.5（但し粒径2.38〜2.83mmのも
の）粒度分布粒径（mm）存在比(%) 2.00以下 0.3 2.00〜2.38 15.4 2.38〜2.83 59.7 2.83〜3.36 18.5 3.36〜4.00 6.1 4.00以上０なお、燐酸液として湿式燐酸を濃縮して得た濃
縮燐酸液（P₂O₅47％）1300Kg／Hrを用い、かつ
同時に水1000Kg／Hrを散布した以外は同様に実
施した場合も得られる製品の硬度や粒度分布は殆
んど変わらなかつた。

実施例３実施例１に於て、副生苦土石灰を200Kg／Hr、
フエロニツケル滓を600Kg／Hrで供給した以外は
同様にして反応造粒を行なつた。但し、この場合
の塩基性物質と燐酸の割合はＡ／MO＝0.53であ
る。反応生成物は回転円筒型乾燥機で熱風乾燥し
て篩分した。得られた反応生成物のうち粒径2.00
mm〜4.00mmの部分を2000Kg／Hrで製品として取
得した。この場合の反応生成物の循環量は4/5で
ある。又、製品の分析値は次の通りであつた。

硬度（Kg／粒）：2.1（但し、粒径2.38〜2.83mmのも
の）粒度分布粒径（mm）存在比(%) 2.00以下 0.1 2.00〜2.38 4.3 2.38〜2.83 41.0 2.83〜3.36 35.2 3.36〜4.00 19.4 4.00以上０なお燐酸液として湿式燐酸を濃縮して得た濃縮
燐酸液（P₂O₅47％）1300Kg／Hrを用い、かつ同
時に水1000Kg／Hrを散布した以外は同様に実施
した場合も得られる製品の硬度や粒度分布は殆ん
ど変わらなかつた。

比較例１実施例２に於て装置出口の反応生成物の温度を
40℃にした以外は同様にして反応造粒を行なつ
た。反応生成物は回転円筒型乾燥機で熱風乾燥し
て篩分し、粒径2.00mm以上の反応生成物を2000
Kg／Hrで得た。このうち粒径2.00mm〜4.00mmの部
分を1200Kg／Hrで製品として取得し、4.00mm以
上の部分を800Kg／Hrで抜き出した。この場合の
反応生成物の循環量は4/5である。又製品の分析
値は次の通りであつた。

硬度（Kg／粒）：1.1（但し、粒径2.38〜2.83mmのも
の）粒度分布粒径（mm）存在比(%) 2.00以下 0.1 2.00〜2.38 3.0 2.38〜283 15.0 2.83〜400 81.9 4.00以上０比較例２実施例２に於て、循環してくる反応生成物を
1300Kg／Hrにした以外は同様にして反応造粒を
行なつた。反応生成物は回転円筒型乾燥機で熱風
乾燥して篩分し、粒径2.00以上の反応生成物を
2000Kg／Hrで得た。このうち粒径2.00mm〜4.00mm
の部分を300Kg／Hrで製品として取得し、4.00mm
以上の部分を1700Kg／Hrで抜き出した。この場
合の反応生成物の循環量は2/5である。又、製品
の分析値は次の通りであつた。

硬度（Kg／粒）：1.7（但し、粒径2.38〜2.83mmのも
の）粒度分布粒径（mm）存在比(%) 2.00以下０ 2.00〜2.38 0.2 2.38〜2.83 5.0 2.83〜4.00 94.8 4.00以上０

Claims

【特許請求の範囲】１可溶性石灰及び可溶性苦土の少くとも一種と
可溶性珪酸とを含有し、かつ燐の含有率がP₂O₅
として２（重量）％以下である塩基性物質とP₂O₅
換算で20〜35（重量）％の燐酸濃度の燐酸液とを、
式(1) Ａ／MO＝0.2〜0.65 ………(1) 〔式中、MOは塩基性物質中の可溶性アルカリ土
類金属の酸化物換算モル数を表わし、Ａは燐酸液
のP₂O₅換算モル数を表わす。〕で規定される組成範囲となるように反応器に連続
的に供給し、更に反応器から排出された反応生成
物の1/2〜9/10を反応器に連続的に供給し、反応
器内で50℃以上で反応させながら造粒することを
特徴とする粒状燐酸肥料の製造方法。