JPH0274583A - 粒状硝酸カルシウム肥料の製造法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は粒状硝酸カルシウム肥料の製造法及びその装置
に関する。

〔従来の技術〕

硝酸カルシウム肥料には純粋な硝酸カルシウムの他に硝
酸アンモニウム等を少量含んだ硝酸カルシウム等が知ら
れている。本発明に於ても以下硝酸カルシウム肥料と言
う場合には、純粋な硝酸カルシウム、及び硝酸カルシウ
ムを主成分とし、他に一種類以上の化合物を含んだ混合
物、固溶体または複塩等を総て含んだものを意味してい
る。

この硝酸カルシウムを粒状化した粒状硝酸カルシウム肥
料の製造法には、従来溶融液を空中に噴霧し、空中で冷
却固化するプリル法が一般的であり、粒状硝酸カルシウ
ム肥料メーカーの多くはプリル法を採用している。

しかし、このプリル法には粒径の大きな粒を製造するの
が困難であるという欠点がある。

即ら、従来のプリル法で製造された粒状硝酸カルシウム
肥料の粒径は、高々１．０〜２．０＃程度であり、しか
も製造上１．０＃以下の細粒が多く発生するため、篩分
による細粒のリサイクルが必要であった。

一方、肥料としての粒径の大きさは施肥上及びその後の
加工上、極めて重要である。即ら粒径は大きい方が取扱
い易く望ましいのである。

これは例えば粒の表面に被覆材を被覆して、肥料を緩効
性にする場合、粒径が大きい方が比表面積が小さく、被
覆材の量を少量に抑えられるという効果があるからであ
る。又、粒の表面も重要でありこれが滑らかなほど被覆
材の量が少量で済み、被覆も均一に行われるため、硝酸
カルシウム肥料の溶出速度のバラツキが小さくなり、緩
効性肥料としての品質が安定するという効果が１ｑられ
るのである。

したがって肥料としての取扱い易さ、並びにその後の表
面加工を考えると、粒径は出来るだけ大きく、且つ粒の
表面は出来るだけ滑らかな粒状物が好ましいのである。

もっとも粒径があまり大きすぎると、施肥した場合土中
での肥料′ａ度のバラツキが大きくなるので、大きさに
も限度があり、実際には直径２．０〜４．０ｍ程度の粒
状物が最も好ましい。

ちなみに、硝酸カルシウム以外の肥料でもほとんどが直
径２．０〜４．Ｏｒｔｖｎの粒であり、これらの多くは
皿型、ドラム型、あるいはパドル型などの転勤造粒装置
を用いて製造されている。

硝酸カルシウム肥料には吸湿性が非常に強いという性質
があり、粉体での取扱いが難しいという問題点がある。

又結晶水を持った状態では４水塩が約４３℃、２水塩が
６０〜１００℃と比較的低）届で溶融するため乾燥が困
難であり、転勤造粒が非常に難しい。

なお、溶融とは一般に固体が液体に相転化することを称
しているが、ここでは固体が液状に軟化する現象をすべ
て溶融ということにする。而して、本発明の硝酸カルシ
ウム肥料の場合には、ある）温度まで加熱されると硝酸
カルシウム肥料中の結晶水が遊離し、その水に他の結晶
が飽和溶解し、溶けきれない結晶が分散して、外観上は
一層の液体に見える状態になる現象のことを溶融という
。

〔発明が解決しようとする課題〕

吸湿性が強く、低温で溶融する肥料を造粒するには前述
のプリル法が最適なのであるが、先にも述べた通り従来
のプリル法は直径２．Ｏａｎ以下の粒を製造する方法で
あるため、直径２．０ｍ以上の粒を製造しようとすると
冷却能力を大幅に上げなければならず、冷却塔の高さを
著しく高くする必要があり、設備が大型化するという問
題点があった。

また、硝酸カルシウム溶融液は凝固点以下に冷却しても
固化するのに長時間かかるという性質があるため、従来
プリル法で粒状硝酸カルシウム肥料を製造するには、同
化促進剤として硝酸アンモニウムを５〜７％添加しなけ
ればならず、これを添加しない場合には更に冷却塔を高
く、大型化しなければならなかったのである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らはこれらの問題を解決するため、溶融液滴を
液中で冷却する方法を種々試みた。すなわら、スズ、亜
鉛、鉛、インジウム、硫黄などの低融点物質の造粒法を
参考にして、プリル法と同様に溶融液を滴下もしくは流
下する際、空中ではなく液中を通過させる事により、溶
融液の冷却効率を上げるいわゆる液中プリル法について
検問を行った。

ちなみに、特開昭４９−１２７８９８号公報には、本発
明が対象とする硝酸カルシウム肥料ではないが、塩化カ
ルシウムの溶融液を有機系溶媒層を通過させて粒状にす
る方法が提案されている。

しかし、硝酸カルシウム肥料についても液中プリル法を
用いれば、小型の設猫で直径２ｍ以上の表面の滑らかな
粒が得られると考え研究してみたが、硝酸カルシウム肥
料溶融液は凝固点以下に冷却しても過冷却状態になり、
物理的衝撃を与えるなどして同化を誘発しなければ、固
化するのに時間がかかりすぎ、冷媒液を通過して塔底に
達してもまだ過冷却液滴の状態のままであるということ
が判明した。

そこで、従前のように同化誘発剤として硝酸アンモニウ
ムを５〜７ｗｔ％加えて冷却塔落下中に固化せしめよう
としたが、冷媒液中をゆっくりと、しかもプリル法より
も大きな液滴が沈降すると、物理的衝撃、マサツカなど
が小さいため、硝酸アンモニウムを適吊加えても固化す
るのに２〜３０数分間程度の時間が必要であり、硝酸ア
ンモニウムを加えない場合、あるいは硝酸アンモニウム
以外の無別塩を加えた場合には、１５分間以上の時間が
必要でおるということがわかった。

このように冷媒中を沈降する間に長い滞留時間を持たせ
るには、塔長を極めて長くするか、硝酸カルシウム肥料
溶融液と冷媒との比重差が小さくなるような冷媒を選定
し、液滴の沈降速度を極めて遅くするといった方法が考
えられるが、夫々膜幅が大型化したり、或いは生産速度
が遅くなる等の問題があり、いづれも実用は困難である
。

本発明はこれらの問題を解決し、小型の膜島で粒径２．
０〜４．Ｏ＃の表面が極めて滑らかな粒状硝酸カルシウ
ム肥料を効率良く製造する方法及び装置を提供しようと
するものである。

すなわち、本発明は硝酸カルシウム肥料溶融液の液滴を
、該肥料が反応及び溶解しない有機液体中を通過させる
事により冷却固化する造粒法において、該有機液体を低
温に維持しながら塔底コニカル部中央から上方に向けて
注入し、液滴が固化するまで塔底で液滴を噴流状態にし
て滞留させる事により粒状化する事を特徴とする粒状硝
酸カルシウム肥料の製造法、及び塔頂に溶解槽及び滴下
または流下ノズルを有し、塔内に冷媒を満たしたペンシ
ル型の塔と、冷媒を該塔の塔底コニカル部中央から上方
に向（）て注入し、その塔上部からＡ−バーフロー排出
して低温に保ちながら循環させるための冷却器及びポン
プとを主たる構成機器とする粒状物の製造装置を提供す
るものである。

本発明の製造プロセスは次の通りである。まずプリル法
と同様に硝酸カルシウム肥料を加熱して溶融状態にし、
塔頂へ送る。その際、該溶融液中の水分は結晶水検線で
１〜４水塩相当が、溶融液の粘度、固化した粒の硬度な
どからして好ましい。

塔頂に送られた硝酸カルシウム溶融液を、冷媒液を満た
した冷却塔内へ滴下もしくは流下する。

冷媒は硝酸カルシウム肥料と反応せず、該肥料が不溶で
あり、比重が該肥料溶融液より小さいものが好ましく、
例えば、テトラクロルエチレン、１．１．１−トリクロ
ルエタン、四塩化炭素などの塩素系有機溶媒が低粘度、
不燃性、安定であり好ましい。

冷媒中に落下した硝酸カルシウム溶融液は、冷媒との界
面張力により小滴に分裂し、球状化しつつ沈降する。硝
酸カルシウム肥料以外の溶融液であれば、沈降中に凝固
点以下まで冷却されるような冷媒の温度、塔長を、りえ
れば、沈降中に完全に固化し、塔底から連続的に固化し
た粒を抜き出す事が可能であるが、前述の通り硝酸カル
シウム肥料は固化しにくい性質があり、凝固点以下に冷
却しても過冷却状態になり、物理的衝撃を与えるなどし
て結晶化を誘発しなければ、固化させるのに非常に長い
塔長を必要とする。また粒径が大きいほど固化速度は遅
くなる傾向を有する。

そこで、本発明者等はこれを解決すべく鋭意研究の結果
、沈降中に固化するのではなく、沈降中に高粘度の粒状
過冷却溶融液滴にし、塔底で固化するまで撹拌しながら
滞留させればよいということを見出だし本発明を完成し
た。

具体的には、第１図に示すように、冷却塔底を円錐型に
し、その中央から冷媒を注入し、塔の上部からオーバー
フロー１ノ１出させ、冷却器を経てポンプで循環させる
。円錐の角度を粒状硝酸カルシウム肥料の安息角以上に
し、冷媒の注入配管内流速が硝酸カルシウム肥料溶融液
滴の沈降速度より大きくなるように配管サイズと注入量
を決めることにより、沈降して塔底に達した溶融液滴は
冷媒の流れに乗り塔底中央部から上に上がる。そして塔
の壁際に再び沈降し、円錐の斜面を自重によって転がり
、中央の注入配管部に達し上に上がる。

この現象が繰り返されるため塔底では溶融液滴の噴流層
ができる。冷媒の温度を低温にすることにより溶融液滴
は沈降中に低温に冷却され、粘度が上がり、高粘度過冷
却液滴になり、塔底で噴流中に２〜６０分程度の時間を
経て完全に固化する。

本発明はバッチプロセスであり、溶融液の）＾下もしく
は流下を終了した後、塔内のすべての溶融液滴が完全に
固化するまで塔底噴流層で滞留させた後固化した粒を取
り出すのが望ましいが、その後の処理、例えば篩分、貯
蔵、包装中などに固結、粒の変形等が起こらない範囲で
あれば、完全に固化していない状態で取り出してもよい
。

溶融液層の冷却が不十分であると、塔底で内壁にイ」着
したり、噴流層で液滴同志が付着し合うので、噴流中に
常に粒状を保つ粘度になる温度まで冷却する必要があり
、具体的には１０℃以下にすることが好ましい。

塔底で噴流状態にする理由は、液滴同志、あるいは液滴
と固化した粒との付着を防止するために、粒状化した高
粘度過冷却液滴を常に浮遊、流動、転動させておくため
である。そのためには塔底に撹拌機を取りつ（プるとか
、塔底がら空気を吹き込むなどの方法でも、粒及び液滴
の浮遊、流動、転勤はできるが、上記のような付着を防
ぐには噴流状態にするのが最も良好である。

粒の大きさは、硝酸カルシウム肥料溶融液の粘度、含有
水分担、滴下又は流下ノズルの径などで決まり、ノズル
径を変えることによって容易にコントロールできる。

円錐部の角度は、噴流状態をつくるために粒状硝酸カル
シウム肥料の安息角（通常２５〜４０°）より少し大き
い角度が良く、具体的には４０〜７０’程度が好ましい
。

（実　施　例〕 次に実施例で本発明を具体的に説明する。

実施例　１ 蒸気加熱ジャケット式溶解槽で、水分的１０％、硝酸ア
ンモニウム約５％を含有する硝酸カルシウム肥料を溶融
し、１２０°Ｃに保ら、槽の液深を一定に保ちつつ直径
１．Ｏ＃のノズルから冷却塔へ流下した。

冷却塔はテトラクロルエチレンを氷点下５℃に保ちなが
ら循環し、硝酸カルシウム肥料溶融液滴は冷却塔を約１
０秒間で通過し、塔底の噴流層で約１０分間の時間を経
て完全に固化した。

次に、粒度分布をみるために硝酸カルシウム肥料溶融液
を流下速度４Ｋｇ／Ｈで１時間連続流下し、その後１０
分間噴流状態で放置した後、テトラクロルエチレンと共
に扱き出し、テトラクロルエチレンを分離して、粒状硝
酸カルシウム肥料を得、その粒度分布を測定した。結果
は第１表の通りである。なお、表面の滑らかさは良好で
あった。

第　　　１　　　表 実施例　２ 硝酸アンモニウムを含有せず、水分的１３％の硝酸カル
シウム肥料を実施例１と同条件で粒状化したところ、塔
底噴流層で約３０分の時間を経て完全に固化した。

粒度分布は流下速度４に’ｊ／Ｈで１時間連続流下し、
その後約３０分間噴流状態で放置した後、扱き出し、冷
媒分離して得られた粒状硝酸カルシウム肥料について測
定したところ実施例１とほぼ同じであった。また、表面
の滑らがざは良好であった。

実施例　３ 水分的１０％、硝酸アンモニウム約５％含有する硝酸カ
ルシウム肥料と、水分約４２％含有する硝酸マグネシウ
ム（６水塩）とを重量比９対１で混合した後溶融し、実
施例１と同条件で粒状化したところ、塔底噴流層で約４
５分の時間を経て完全に固化した。

粒度分布は、流Ｆ速度１１Ｋｙ／ｌ−１で１時間連続流
下し、その後約４５分間噴流しながら放置した後、扱き
出し、冷媒分離して得られた粒状硝酸カルシウム肥料に
ついて測定したところ実施例１とほぼ同じであった。ま
た、表面の滑らかさは良好であった。

〔発明の効果〕

本発明の製造方法によれば、従来のプリル法等に較べて
粒径が大きく、表面が滑らかな粒が得られるため、袋詰
出荷後袋内での粉化、固結が少なく、施肥時の取扱いが
容易であり、しかも表面を被覆して緩効性肥料とする場
合、被覆材の呈が少なく、被覆材が均一につき、硝酸カ
ルシウム肥料の安定した溶出が可能になる等、優れた効
果が１９られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の粒状硝酸カルシウム肥料製造装置の説
明図である。 １ｈ訂出願人　旭化成工業株式会社 代 理 人 弁理上 野 崎 鋏 也

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、硝酸カルシウム肥料溶融液の液滴を、該肥料が反応
   及び溶解しない有機液体中を通過させる事により冷却固
   化する造粒法において、該有機液体を低温に維持しなが
   ら塔底コニカル部中央から上方に向けて注入し、液滴が
   固化するまで塔底で液滴を噴流状態にして滞留させる事
   により粒状化する事を特徴とする粒状硝酸カルシウム肥
   料の製造法。 ２、塔頂に溶解槽及び滴下または流下ノズルを有し、塔
   内に冷媒を満たしたペンシル型の塔と、冷媒を該塔の塔
   底コニカル部中央から上方に向けて注入し、その塔上部
   からオーバーフロー排出して低温に保ちながら循環させ
   るための冷却器及びポンプとを主たる構成機器とする粒
   状物の製造装置。