JPS599513B2 - 石灰質肥料の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は石灰質を含む肥料或いは産業副産物として生
産される石灰質含有物を、てん菜製糖副産物であるステ
フエン廃水濃縮液（ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ ｓ
ｔｅｆｆｅｎ ｆｉｌｔｒａｔｅ．以下Ｃ． Ｓ．
Ｆという）を造粒剤として造粒し、有用な粒状石灰質肥
料を製造する方法に関するものである。

従来石灰質肥料の造粒法としては、パルプ工業の副産物
であるリグニンスルホン酸類を添加して潰粒化する方法
、高分子系結合剤を使用して造粒する方法等が知られて
いる。

しかし、リグニンスルホン酸類を造粒剤として使用する
方法においては、従来までパルプ工場で採用されていた
ＳＰ法が廃水処理等の問題から廃止される傾向にあり、
またリグニンスルホン酸類の用途も拡大しているため、
安価なリグニンスルホン酸類の入手が極めて困難になっ
ている。

また高分子結合剤を使用する方法においては、高分子結
合剤として使用されるポリビニールアルコール、カルボ
キシメチルセルロース等が石油価格の上昇に併って上昇
し、上記同様に安価な原料を入手することが極めて困難
になってる。

更にリグニンスルホン酸類、高分子結合剤を使用しない
造粒法として、乾燥途中で炭酸ガスを吹き込み、粒子表
面にＣａ（ＯＨ）２の被覆を形成する造粒法が提案され
ているが（特公昭４７−１３０８４号）、この方法では
短時間に大量生産が困難であるところから製品コストの
低下を図ることが難しい。

また石灰質肥効性を高めるためには、圃場に撒布施月巴
された粒状物が速かに崩壊、分散して土壌とよく混和す
ることが重要であるが、以上の方法で製造された製品は
崩壊、分散しにくいという欠点がある。

更に崩壊、分散性を改良する方法として炭酸ナトリウム
、炭酸ナトリウムカリ、亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナ
トリウム等のナトリウム塩類を造粒剤として配合する方
法が知られているが、これらの造粒肥料においては無機
成分のみからなり、土壌微生物の増殖に役立つ有機物が
不足し勝ちになるという欠点がある。

一方、てん菜製糖工場から副産物として排出されるＣ．
Ｓ． Ｆ．は土壌に有効な有機物を供給できる物質と
して注目されているが、これを造粒剤とした場合、粒状
石灰質肥料の袋詰め製品は運搬、荷卸し等の作業中に内
部の粒状肥料が粉化してしまうため、市販することがで
きない。

またこの欠点を除くために、Ｃ． Ｓ． ＦのｐＨを３
．０〜５．５の範囲に調整して石灰質肥料を造粒する方
法が提案されているが（特開昭５６−８８８９３号）、
この方法においてはｐＨ調整剤として多量の強酸類を必
要とし、更に濃硝酸を使用した場合には発泡、発熱を併
うため造粒作業に長い時間と熟練を要した。

更にこれを造粒剤にした粒状肥料においては圃場に施用
された場合、土壌水分により溶解されながら粒子が崩壊
していくという経過を辿るため、水分に触れた部分は崩
壊が良いが、地表面上の水分に触れない部分は崩壊が極
めて遅いという現象が見られる。

この発明は上記実情に鑑め、市販できる形態で造粒でき
、しかも施肥後大気中の湿度を吸収して速かに崩壊、分
散し、土壌中には土壌微生物の増殖に有効な有機物が供
給され、且つ市販できるような石灰質肥料の造粒法を見
出す目的で研究した結果、石灰質を含む肥料或いは産業
副産物として排出される石灰質含有物にＣ． Ｓ． Ｆ
を配合して造粒し、ドライヤーで予備乾燥した後、低温
の除湿空気で冷却乾燥し、更に密閉貯蔵することにより
，所期の目的を達成したものである。

この発明に使用する石灰質を含む肥料及び石灰質含有の
産業副産物としてはＣ． Ｓ． Ｆが強アルカリ性であ
るため、炭酸石灰、消石灰、石灰窒素等アルカリ性であ
ることが好ましい。

なお製糖副産石灰、ライムケーキについてはＣ． Ｓ．
Ｆ未処理のま５では造粒できなかった。

一方この発明に使用されるＣ． Ｓ． Ｆは表−１に示
す通りである。

上記Ｃ． Ｓ． Ｆは，Ｈ調整することなく、原料であ
る石灰質肥料或いは石灰質含有物に添加して造粒する。

造粒法は一般化学肥料の造粒工程と変りない一般的な造
粒法が使用され、例えば石灰質粉末にＣ． Ｓ． Ｆを
添加し、混練機にかけてよく混合し、次に粉砕機付造粒
機にかけて造粒する。

造粒後、通常の肥料は例えばフレーム温度１，５００℃
、排気温度３００℃、ドライヤー回転数１５ｒ．ｐ．ｍ
程度のドライヤーフレーム内で造粒物をドライヤー滞溜
時間５分間程度滞溜させ、ドライヤーからの乾燥製品温
度８０〜９０℃とし、そのまＸ粒形を整えて製品として
いた。

しかしＣ． Ｓ． Ｆを造粒剤として使用した場合、極
めて吸湿性が強いため、以上のような方法では充分な製
品を得ることができない。

そこでこの発明においては以上のような造粒物をドライ
ヤーで予備乾燥した後、低温の除湿空気で冷却乾燥し、
更に密閉貯蔵するようにしたものである。

ここで予備乾燥に使用するドライヤーとしては例えば長
さ８ｍ（通常のドライヤー長さ４．７ｍ）、フレーム温
度１，０００°Ｃ（通常のドライヤー内温度１，５００
°Ｃ）、ドラム回転数１ Ｏ ｒ．ｐ．ｍ（通常のドラ
ム回転数１ ５ ｒ．ｐ．ｍ ）、排気温度１２０゜Ｃ
（通常の排気温度３００℃）を使用し、ドラムドライヤ
ー内では上記造粒物滞溜時間を２０分間（通常の滞溜時
間５分間）と延長して予備乾燥を行う。

予備乾燥はドライヤーからの乾燥製品温度５０℃〜４０
℃程度、水分含有率２％程度となるまで行う。

一方上記ドライヤー出口の直下には篩機を設置し、ドラ
イヤーから排出された予備乾燥物を篩機上を通過させて
整粒した後、整粒された粒状物を直ちに冷却用ドライヤ
ー内に送り込み、低温の除湿空気で冷却乾燥する。

この冷却乾燥空気は例えば空気温度１０℃以下に冷却さ
れた空気を除湿機を通過させたものを使用し、該冷却乾
燥空気は冷却ドライヤー内を通過させる過程で、造粒物
を冷却、乾燥する。

この乾燥工程では製品温度１０℃以下、水分含有率０．
５係程度まで冷却乾燥する。

以上のような乾燥製品は直ちに袋詰等の手段で密閉貯蔵
して製品とするが、このようにして得られた造粒石灰質
肥料は開封して施肥すれば、土壌表面で大気中の湿気を
吸収して崩壊分散され、しかも肥利中には造粒剤として
配合したＣ． Ｓ． Ｆが含まれているため、土壌中に
土壌微生物の増殖に有効な有機物が供給されるのである
。

以下、この発明の実施例を示す。

実施例 １ 肥料公定規格に基く炭酸カルシウム肥料（アルカリ分５
３係、１，６３０ミクロンの網ふるい全通、５９０ミク
ロン網ふるい８５％通過）を原料とし、これにＣ． Ｓ
． Ｆ （水分３２係）重量比７係を添加した後、混練
機にかけて良く混合し、次に粉砕機付造粒機にかけて造
粒した。

造粒物は前述のように長さ８ｍ，フレーム温度１０００
℃、ドラム回転数１ Ｏ ｒ ．ｐ ．ｍｓ排気温度１
２０℃のドライヤードラム内に送り込み、滞溜時間２０
分間で予備乾燥した。

予備乾燥品は上記ドライヤードラム排出口の直下に設置
された篩機上に落下され、該篩機を通過する過程で整粒
した。

整粒された粒状物は直ちに冷却用ドラムドライヤー内に
送り込み、更に該冷却用ドラムドライヤー内には除湿さ
れた１０℃以下の乾燥空気を送風して粒状物を、製品温
度１０℃以下、水分含有率０．５係程度まで冷却乾燥し
た。

そして得られた製品を袋詰めして密封した。

これを試作品ＡＩとして物性試験に供した。

実施例 ２ 珪酸カルシウム粉末（肥料公定規格２，０００ミクロン
の網ふるいを全通し、本砕した鉱滓以外のものにあって
は５９０ミクロンの網ふるい６０係以上通過）にＣ．
Ｓ． Ｆを６係添加し、実施例１と同様にして造粒、予
備乾燥、冷却乾燥、袋詰めして粒状珪酸カルシウム肥料
を製造した。

この製品は水分含有率０．６５％、硬度１．５４ｋｇ／
ａ？ｔで、開封して施肥すると、しばらくして崩壊、分
散した。

なお珪酸カルシウム粉末は炭酸カルシウム粉末に比較し
て粉末の粒子が大きいため、Ｃ． Ｓ． Ｆの使用量が
少なくて済む傾向にある。

実施例 ３ 農業用消石灰粉末を原料とし、これにＣ． Ｓ． Ｆを
加えて造粒を行った。

この場合消石灰は極めて微粉末であるため、造粒に必要
な水分及びＣ． Ｓ． Ｆ量が多く、消石灰粉末に対し
て３５係を必要とした。

以下、実施例１と同様に予備乾燥、冷却乾燥袋詰めを行
い、粒状消石灰を得た。

この粒状消石灰は水分含有率０．７係、硬度２．０ｋｇ
／ｃＡであり、炭酸カルシウム、珪酸カルシウムの粒状
製品より硬度の強いものが得られた。

なお、この製品を開封して施肥すると、しばらくして完
全に崩壊、分散した。

比較例 １ 実施例１と同様に肥料公定規格に基く炭酸カルシウム肥
料（アルカリ分５３％，１，６３０ミクロンの網ふるい
全通、５９０ミクロンの網ふるい８５％以上通過）を原
料とし、これにＣ． Ｓ． Ｆ（水分３２係）重量比７
％を添加し、混線機にかけて良く混合した後、粉砕機付
造粒機にかけて造粒した。

次に長さ４．７ｍ，フレーム温度１，５００゜Ｃ１排気
温度３００℃、ドラム回転数１５ｒ．ｐ．ｍのドラ・ｒ
ヤードラム内に上記造粒物を送り込み、ドライヤー滞溜
時間５分間程度で乾燥し、ドライヤーからの乾燥製品温
度８０〜９０℃の乾燥製品を得た。

この乾燥製品を自然通風冷却し、これをポリエチレン袋
（０．１２ｍｍｌ層）に密封した。

これを試作品届．２として物性試験に供した。

比較例 ２ 実施例１と同様な炭酸カルシウム肥料を原料とし、これ
にリグニンスルホン酸ナトリウム重量比７係を添加、混
合し、比較例１と同様な装置及び条件で乾燥、袋詰めし
て得られた製品を試作品扁３として物性試験に供した。

比較例 ３ 実施例１と同様な炭酸カルシウム肥料を原料とし、これ
に無水炭酸ナトリウム重量比４係を水溶液として添加、
混合し、比較例１と同様な装置及び条件で乾燥、袋詰め
して得られた製品を試作品Ａ４として物性試験に供した
。

比較例 ４ 実施例１と同様な炭酸カルシウム肥料を原料とし、これ
に硝酸によりｐＨを５．０に調整したＣ． Ｓ．Ｆ（水
分３２係ラ重量比１４係を添加、混合し、不足水分を加
え造粒し、比較例１と同様な装置及び条件で乾燥、袋詰
めして得られた製品を試作品屋５として物性試験に供し
た。

試験予措及び貯蔵製品の物性 粒状石灰質肥料は酸性土壌の改良剤として使用されると
ころから速かに崩壊、分散し、且つ溶解 ．性が早いこ
とが望まれる。

このため、実施例１及び比較例１〜４で試作された試作
品扁１〜煮５について試験前に水分、硬度、アルカリ分
を調べ、その結果を表−２に示す。

本試験に供したものは、２０ｋｇ人ポリエチレン袋に密
封され、７段積に６０日間製品倉庫で貯蔵されたものの
中から中央部３段目の袋を取出し、粒径３〜４龍の範囲
に分級した試作品の各１００粒や物性試験に供した。

物性試験 １ 試験予措によって求められた１００粒について吸湿によ
る粒子の硬度を試験した。

恒温器温度を２０℃とし、この中に底部に塩化アンモニ
ウム（ Ｎ Ｈ４ ｃ ｌ）飽和溶液を入れたデシケー
ターを挿入して密閉した。

一定温度下において固相の共存する飽和溶液上の密閉空
間の湿度は一定となる。

この場合塩化アンモニウム飽和溶液は２０℃で、デシケ
ーター内の湿度を７９．２係とする。

このデシケーター内に各試作品を入れ、吸湿による粒子
の硬度を調査した。

各試作品は１０粒宛シャーレに入れ、１０反覆とし、こ
れをデシケーター内に入れ、密封し、２４時間経過後、
各粒子の硬度を測定した。

この結果は表−３に示す。

この結果より明らかな如く、実施例１による試作品屋１
は比較例２〜４による試作品Ａ３〜５の試作品と比較し
て吸湿による硬度が小さくなり、したがって施肥後の崩
壊、分散性に優れていることが明らかである。

物性試験 ２ 本試験は水中における崩壊速度及び分散面積について試
験を行ったものである。

崩壊速度はシャーレに５ｍｍの水深になるように水を張
り、これに１０粒の試料を落下させて試料が水に入った
時点から試料の粒状が崩壊完了するまでの時間を測定し
た。

分散面積は崩壊した粒子がシャーレの底に粉状となって
拡散した面積を投光法により測定したもので、いずれも
１０粒宛反覆した試験成積を表−４に示す。

以上の結果より明らかな如く、実施例１による試作品Ａ
Ｉは水中における崩壊速度及び分散面積いずれにおいて
も優れた性質を有するものである。

物性試験 ３ 本試験は製品が製造工場から実際に農業者が圃場に散布
施肥までの運搬、荷卸し等の各作業を経過する際に生ず
る衝撃に粒状が粉化する度合を求め、製品として市販性
に適合するか否か等を調べる耐久試験である。

本試験は、試験予措によって抜取られた２０ｋｇ袋内か
ら２９７ミクロンの篩で篩分けし、これより小さいもの
を除外した。

次に篩上に残る粒状石灰を２００１計量し、ポリエチレ
ン袋に入れ、高さ１ｍからコンクリートの土間に落下さ
せ、内容物を再び２９７ミクロンの篩にかけて粉化した
ものの重量を求めた。

この結果は表−５に示す。以上の結果より明らかなよう
に、比較例１のように石灰質肥料にＣ． Ｓ． Ｆを配
合して造粒し、これを従来の熱乾燥したものは耐久性に
欠け、市販品とすることが不可能であったが（ Ａ．
２試作品）、実施例１の製品はＡ ３ ， ＪＦｙ．
４ ， Ａ ５と同様に十分な耐久性があり、市販品と
することができる。

総括 以上の物性試験、耐久試験結果より明らかなように、石
灰質肥料をＣ． Ｓ． Ｆで造粒する場合においても、
一般に実施されている造粒方法、乾燥装置、乾燥条件を
用いて製造されたものは崩壊、分散性は良いが、反面Ｃ
． Ｓ． Ｆの強い吸湿性のために製造過程ですでに吸
湿しており、このため製品硬度は小さく、しかもこれに
併い耐久性が極めて悪く、市販性がない。

これに対してこの発明においては造粒物を十分な時間を
掛けて予備乾燥した後、冷温除湿された乾燥空気を用い
て冷却乾燥し、更に密封貯蔵するため、製品は耐久性が
あり、運搬等の取扱い中に粉末化することもなく、十分
な市販性を有する。

またこの発明により製造された製品は、比較例２，３．
４で製造された製品に比べ、吸湿による粒子硬度の軟化
及び崩壊、分散性が極めて良く、粒状肥料として優れて
いる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 石灰質を含む肥料或いは産業副産物として排出され
   る石灰質含有物にステフエン廃水濃縮液を配合して造粒
   し、ドライヤーで予備乾燥した後、低温の除湿空気で冷
   却乾燥し、更に密閉貯蔵することを特徴とする石灰質肥
   料の製造法。 ２ 乾燥製品温度５０〜４０℃程度、水分含有率２係程
   度まで予備乾燥する特許請求の範囲第１項に記載の製造
   法。 ３ 製品温度１０℃以下、水分含有率０．５％程度まで
   冷却乾燥する特許請求の範囲第１項に記載の製造法