JPS60127285A - 苦土含有粒状複合肥料の製造法 - 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】 本発明は、苦土含有粒状複合肥料の製造法に関するもの
である。特に本発明は、燐酸ヌグネシウムアンモニウム
を主成分とする苦土、含有１粒状後合肥料を経済的に、
かつ容易に製造する方法に関するものである。

従来、燐酸マグネシウムアンモニウムを主成分とする粒
状複合肥料は、燐酸液に水酸化マグネシウムおよびアン
モニアを添加反応させて燐酸マグネシウムスラリーおよ
び燐酸マグネシラ（１） ムアンモニウムスラリーを生成させた後、このスラリー
を所望の銘柄に応じて配合された他の肥°料原料に添加
して造粒させ、次いで乾燥する方法、あるいは燐１液に
アンモニアを反応させて燐酸アンモニウムスラリーを生
、成させた後、このスラリーを所、望の銘柄に応じて配
合された水酸化マグネシウムおよび他の肥料原料に添加
して造粒させ乾燥する方法等により製造されていること
は知られている。

しかしながら、これら微来法は燐酸２マグネシウムアン
モニウムを主成分とする粒状複合肥料を製造するに当っ
て、造粒および乾燥操作上程々の問、照点を有している
。

すなわち前者は造粒過程において良好な顆粒を得るため
に、他の複合肥料に地べて極めて高い造粒水分を必要と
するために乾燥過程に過大の負荷がかかり不経済である
ばかりでなく、かつ得られた顆粒が十分な硬度を持って
いるとはいい難いという問題点がある。

また後者は造粒過程において、高温（通常（２） １００〜１２０°Ｃ）の燐酸アンモニウムスラリーと水
、酸化マグネシウムによる発泡を伴った激しい反応が起
こるために造粒操作が極めて困難であり、かつ良好な顆
粒を得ることが難しいという問題点かある。

本発明者等は、このような従来法における燐酸マグネシ
ウムアンモニウムを主成分とする苦土含有粒状複合肥料
のもつ製造上の問題点を解消する方法として、先に特願
昭５６−１４３５６０号にて、水酸化マグネシウム、燐
安、カリウム源および／または窒素源等を含む肥料原料
に、Ｐ２Ｏ６濃度３０〜４０重量％の燐酸液およびアン
モニアを混入し４０〜５７℃の温度条件下に造粒処理し
た後、４５〜５７℃の温度条件下で乾燥してなる苦土含
有粒状複合肥料の製造方法を提案した。この方法によれ
ば製造上の問題はぼ解決され製品の顆粒も良好なものが
得られる。

しかしながら、得られた製品の硬度が必ずしも十分でな
いために落下等の衝撃を加えると一部において割れを生
ずるものがあり、実際の輸送（３） 等の取り扱い時に若干の問題点を残していた。

本発明者等はこのような問題点および従来法のもつ製造
上の問題点を一気に解消するために、さらに検討した結
果、酸化マグネシウム、燐安、カリウム源および／また
は窒素源等を含む肥料原料に、Ｐ２Ｏ，濃度２５〜３５
重量％の燐酸液およびアンモニアを添加しながら４５〜
７５°Ｃの温度条件下に反応および造粒を行なわせると
、酸化マグネシウムとの発泡を伴った激しい反応モ全り
な（、燐酸マグネシウムアンモニウムが生成するととも
に、造粒後には燐酸液中の水分は殆んど全量燐酸マグネ
シウムアンモニウムの結合水に移行し、造粒物の遊離水
分は数チ程度となり、造粒操作および状態も容易かつ良
好であり、さらに造粒物を４５〜７５℃の温度条件下に
保持して乾燥を行なわせることにより、顆粒も良好で、
固結現象も全くなく、かつ落下等の衝撃に対しても改善
された硬度を有する製品が得られるという事実を知り本
発明に到達した。

すなわち本発明は、酸化マグネシウム、燐安、（４） カリウム源および／または窒素源等を含む肥料原料に、
Ｐ２Ｏ６濃度２５〜３５重量％の燐酸液およびアンモニ
アを添加しつつ４５〜７５℃の温度条件下に造粒した後
、４５〜７５℃の温度条件下で乾燥することを特徴とす
る苦土含有粒状複合肥料の製造法である。

本発明方法において使用される燐酸液はＰ２Ｏ６濃度で
２５〜３５重量％の濃度範囲のものが使用され、通常湿
式燐酸液が用いられるが、工業的に製造されている湿式
燐酸、液には種々のＰ２Ｏ３濃度のものがあるため、使
用に際しては種々のＰ２Ｏ，濃度の湿式燐酸液を単独で
、または混合して、または水を添加して燐酸液中のＰ２
Ｏ５濃度を２５〜３５重Ｊｔ％の範囲４に予め調整して
おくのが好ましい。

この際、燐酸液中のＰ２Ｏ６濃度が３５重量％以上に高
い場合には、造粒時に酸化マグネシウムとの発泡を伴っ
た激しい反応が起こると共に造粒系の温度が短時間に７
５℃以上に昇温し、良好、な品質および収量の造粒物が
得られ難くな（５） る傾向を有する。

また２５重量％以上に低い場合には、造粒過程で行なわ
れる燐酸マグネシウムアンモニウムの生成反応が遅くな
り、製品品質上杆、ましい結果を生じ難くなる。

本発明方法において使用される酸化マグネシウムは純粋
である必要はなく、例えば天然のマグネサイト鉱石（主
成分は炭酸マグネシウム）を８００〜９００℃程度に鋲
焼して得られるＭｇ０含１有量８０〜９５重量％程度の
工業用軽焼マグネシアで充分であり、その使用量は所望
する肥料銘柄に応じて適宜調節されるが、本発明の主旨
が燐酸マグネシウムアンモニウムを主成分とする苦土含
有粒状複合肥料の製造法にあるので、通常は製品中の材
温性マグネシウム（Ｃ，Ｍｇ０）が７〜１６重量％、好
ましくは８〜１４重量％になる範囲から選ばれる。

また燐安としては、燐酸１アンモニウム、燐酸２アンモ
ニウム等、カリウム源としては、塩化カリウム、硫酸カ
リウム等、窒素源としては、（６） −尿素、硫安、硝安等の肥料原料が所望する肥料銘柄に
応じて、それらの種類および使用量が適宜選択されなが
ら用いられる。

本発明方法において、造粒物を得るための方所望する銘
柄に応じて配合された肥料原料を導入しながら、Ｐ２Ｏ
，濃度２５〜３５重量％の燐酸液およびアンモニアを添
加しつつ４５〜７５℃、好ましくは５０〜６５℃の造粒
温度で造粒する方法が採られる。この際の造粒機内に添
加される燐酸液の量は、所望する銘柄の造粒に必要な水
分量および造粒時に生成する燐酸マグネシウムアンモニ
ウムの結合水に必要な水分量に応じて適宜調節される。

例えば、造粒を燐酸マグネシウムアンモニウムの６水塩
の形態となる温度条件下において行なうとすれば、造粒
時に生成する燐酸マグネシウムアンモニウムを燐酸マグ
ネシウムアンモニウムの６水塩とするに必要な水分量を
有する燐酸液量が最少限度量としく７） て添加される。この燐酸液の添加方法としては、特に制
限をされることはないが、肥料原料と良く混合させて反
応が均一に行なわれるようにスプレー添加するのが望ま
しい。また、アンモニアの添加方法についても、肥料原
料と良く混合させて、反応が均一に行なわれるように、
造粒機の入口から出口までの間において分割添加するの
が望ましい。この造粒機内に添加されるアンモニアの形
態については、ガス状、水溶液のいずれでも良いが、水
溶液の場合には造粒系の水のバランスの調整に煩雑さを
与え易いため、造粒操作の面からはガス状の方が望まし
い。

造粒時に酸化マグネシウムは燐酸およびアンモニアおよ
び燐安と反応して燐酸マグネシウムアンモニウムを生成
し、添加したー燐酸液中の水分は造粒後にはほとんど全
量燐酸マグネシウムアンモニウムの結合水に移行する。

そして得られた造粒物中の遊離水分は数チ程度となる。

一般に燐酸マグネシウムアンモニウムは結合水をとるも
のであるが、５７℃以下では６水塩、（８） ５７℃以上８０℃以下では６水塩と１水塩の混合物、８
０℃以上では１水塩の形態となることは良く知られてい
る。本発明はこれらのうち６水塩ないし６水塩と１水塩
の混合物の高結合水の形態となる温度条件下において製
造される。

造粒を燐酸マグネシウムアンモニウムの６水塩の形態と
なる温度条件下において行なうとし、燐安として燐酸１
アンモニウムを使用するとして、これを化学式で示すと
次の通りである。

ＭｇＯ十Ｈ３Ｐ０．十ＮＨ３＋ＸＨ２Ｏ−−→ＮＨ，Ｍ
ｇＰＯ４，６Ｈ２０＋　（Ｘ−５）Ｈ２Ｏ０，−０・−
（ｎ、ＭｇＯ＋ＮＨ，Ｈ２ＰＯ４＋ＸＨ２Ｏ−−→ＮＩ
（４ＭｇＰ０４．６Ｈ２ｏ＋（Ｘ−５）Ｈ２Ｏ・・曲（
２）＋１１　、　＋２１式中のＸは５以上を示す。

この際の造粒温度が７５℃以上に高い場合には、造粒時
に燐酸マグネシウムアンモニウムの工水塩が多量生成す
るために、遊離水分が上昇して水バランスが取り難くな
り、かつ酸化マグネシウムとの発泡を伴った激しい反応
が生じ始めるので造粒操作が困難となり好ましくない。

（９） また、４５℃以下に低い場合には反応が遅くなり、かつ
製品品質上からも妬ましい結果を生じ難くなる。

造粒温度は燐酸とアンモニアの反応熱を利用して調整す
る。造粒機内の温度が低い場合には、肥料原料の燐安の
量を減し、その減した燐安の電相当分だけ燐酸とアンモ
ニウムの添加量を増加させて反応熱を増し昇温する。造
粒機の温度が高い場合には逆の方法を採ればよい。添加
量の調節は連続的に又は段階的に変化させる。

次いで造粒物は、例えば回転式、あるいは棚式などの乾
燥機を用いて、温度を４５〜７５℃、好４ましくは５０
〜６５℃に保持して乾燥される。

乾燥過程においては造粒物中の燐酸マグネシウムアンモ
ニウムの結合水含量を変化させることなく数チの遊離水
分のみが蒸発される。

一方、造粒物の温度を７５℃を超えた温度に保持して乾
燥する場合には、乾燥過程において造粒物中に燐酸マグ
ネシウムアンモニウムの１水塩が多量に生成するために
水バランスが取り（１０） 難くなるので好ましくない。また４５℃よりも低い場合
には乾燥効率が低下するため工業的には好ましいことと
はいえない。

次いで乾燥物は、常法により篩別され製品粒子は取り出
される一方、篩上品は粉砕後筒下品と共に循環粉として
造粒過程に戻し入れされる。

本発明方法においては、Ｐ２Ｏ６濃度２５〜３５重量％
の低いＰ２Ｏ５濃度の燐酸液の使用により、造粒時に酸
化マグネシウムとの発泡を伴った激しい反応が起こらな
いので造粒操作が極めて容易であり、さらに造粒物を燐
酸マグネシウムアンモニウムのｌ水塩の形態となる温度
よりさらに低い温度で乾燥することにより造粒物中の燐
酸マグネシウムアンモニウムの結合水含量を変化させる
ことなく、遊離水分のみが蒸発除去されるので乾燥操作
が容易であり、かつ経済的である。そして本発明方法に
よれば硬度および顆粒も良好、な燐酸マグネシウムアン
モニウムを主成分とする苦土含有粒状複合肥料を得るこ
とができる。なお本発明方法による製品の硬度が向上す
る理由については、明らかではないが、本発明者等がア
ンモニア態窒素６重量％、相溶性燐酸３６重量％、杓溶
溶性マグネシウム１２重量％の成分を有する苦土含有粒
状複合肥料を次の各々の方法で製造した製品中のマグネ
シウムの反応率を測定した所、本発明者等が先に提案し
た特願昭５６−１４３５６０号によるＭｇ（ＯＨ）２を
使用する方法のものは約８２重量％であるのに対し、本
発明のＭｇ０を使用する方法のものは約９０重量％と高
いことが認められた。一般に、塩類はそれを構成するイ
オン間の結合が強ければ水に溶けにくく、融点や硬度も
高い、イオン間の結合が弱いと、水によく溶け、吸湿性
が強く、融点や硬度は低い、と言われている。マグネシ
ウム化合物は一般に溶解度が小さく、融点や硬度も高い
ものが多い。従って、マグネシウムの反応率が高いとい
うことは、それだけ溶解度の小さいマグネシウム化合物
が多く生成したことになり、これにより硬度が向上した
ものと推察される。

以下本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら
実施例により何ら限定されるものではない。

また、実施例中に示したチ、部は特記しない限りすべて
重量％、部である。

尚、製品中のマグネシウムの反応率は次の方法でめる。

こ（７）　内ＮＨ４ＭｇＰＯ４態（７）　Ｍ　ｇ　Ｏ量
はアンモニア態窒素量−水溶性窒素量−不溶性窒素量不
溶性窒素量がすべてＮＨ，Ｍ　ｇ　Ｐ　０４　になって
いることでＮＨ４Ｍ　ｇ　Ｐ　０　、量：理論値に換算
。

このＮＨ４ＭｇＰＯ４を理論値でＭ　ｇ　Ｏ量に換算す
る。

他のマグネシウム量及び窒素量は前述の通り分析値でめ
る。

実施例１ 直径０．６　ｍ、深さ０．１５ｍの皿１型造粒機を使用
して下記成分を有する苫土含有粒状複合肥（１３） 料を製造した。

アンモニア態窒素　相溶性燐酸　向溶性マグネシウム（
ＡＮ）　（Ｃ−Ｐ２Ｏ，）　（Ｃ−Ｍｇ０）（チ）　６
　３６　１２ すなわち皿型造粒機に軽焼マグネシア〔相溶性マグネシ
ウム（Ｃ−Ｍｇ０）　；　８４チ〕　１４８部、燐酸１
アンモニウム（Ｎ　：　９．７　％・、可溶性燐酸（Ｓ
、Ｐ２Ｏ，）　：　４８％〕３９４部、循環粉２０００
部を供給混合し、この固体混合物に温度２５℃、Ｐ２Ｏ
，濃度３０％の燐酸液をスプレー添加しながらアンモニ
アガス３４部を供給して回転数２４ｒＰｍ１造粒時間５
分間の条件下で造粒した。造粒に要した燐酸液の添加量
は５９０部であった。

造粒時に軽焼マグネシアとの発泡を伴った激しい反応は
起こらず造粒状態は極めて良好−であった。そして造粒
物の温度は５７℃迄上昇し、得られた造粒物の全水分（
燐酸マグネシウムアンモニウム１水塩は含、まず、以下
向（１４） じ）は２２．３％、遊離水分は３．５％であった。

製品中のＭｇ０の反応率は約９０％であった。

次いで造粒物の温度を５５〜６０℃に保持して乾燥した
後、篩にて粒度３．３６〜１．６８ｍｍのものを篩分け
して全水分１９．８チ、遊離水分１．１％の製品を得た
。　得られた造粒品、製品の分析値および硬度等を第１
表に示す。

比較例１ 本発明者等が先に提案した特願昭５６−／￥３ｌ−ｔｏ
号による方法により、実施例１と同一の皿型造粒機を使
用して、実施例１と同一の成分を有する苦土含有粒状複
合肥料を製造した。すなわち皿型造粒機に水酸化マグネ
シウム〔杓溶性マグネシウム（Ｃ−Ｍｇ０）　：　５４
チ〕１９４部、燐酸エアンモニウム（Ｎ：９．７チ、可
溶性燐酸（Ｓ、Ｐ２Ｏ，）　：　４８チ〕３５９部、循
環粉２０００部を供給混合し、この固体混合物に温度２
５℃、Ｐ２Ｏ６濃度３８％の燐酸液をスプレー添加しな
がらアンモニアガス３６部を供給して実施例１と同様の
条件下で造粒した。造粒に要した燐酸液の添加量は５１
４部であった。

造粒時に水酸化マグネシウムとの発泡を伴った激しい反
応は起こらず造粒状態は極めて良好であった。

次いで造粒物の温度を５０〜５５℃に保持して乾燥した
後、篩にて粒度３．３６〜１゜６８＋ｎのものを篩分け
して全水分２０．５　％、遊離水分０．６チの製品を得
た。製品中のＭｇ（ＯＨ）２の反応率は約８２チであっ
ｔ−ｏ得られた造粒品４、製品の分析値および硬度等を
第１表に示す。

比較例２ 従来法による方法により、実施例１と同一の皿型造粒機
を使用して、実施例１と同一の成分を有する苦土含有粒
状複合肥料を製造した。すなわち皿型造粒機に水酸２化
マグネシウム〔杓溶性マグネシウム（Ｃ−ＭｇＯ）　：
　６４％〕１９４部、成分調整剤（石膏）２０９部、循
環粉２０００部を供給混合し、この固体混合物を加熱し
て７０℃迄上昇させた後、別途湿２式燐酸にアンモニア
ガスを供給して得たＮ／Ｐモル比０゜５．Ｐ２Ｏ５濃度
４６％、温度１０５℃の燐安スラリーを上記固体混合物
にスプレー添加しながらアンモニアガス３６部を供給し
て実施例１と同様の条件下で造粒したが、造粒時に水酸
化マグネシウムとの発泡を伴った激しい反応が起こり造
粒状態は極めて不良であった。造粒に要した燐安スラリ
ーの添、加電は７９８部であった。　そして造粒物の温
１度は９３℃迄上昇、ル、得られた造粒物中の水分、は
全水分、遊離水分ともに１０．９チであったー。

次いで造粒物の温度を１００〜１０５℃に保持して乾燥
したが乾燥時に多量の粉塵が発生し乾燥状態は極めて不
良であった。そして篩にて粒度３゜３６〜工。６８１ｍ
のものを篩分けして全水分、遊離水分ともに４．３チの
製品を得た。

得られた造粒品、製品の分析値および硬度等を第１表に
示す。

第１表に示す如く、本発明方法は製品の硬（１７） 度において比較１例１の方法よりも、造粒性において比
較例２の方法よりも格段に向上できることが認められた
。

また本発明方法によれば造粒および乾燥操作は比較例２
の方法よりも容易にしかも経済的に行なえることが明ら
かである。

（１８） 実施例２ 実施例１に記載したと同一の皿型造粒機を使用して下記
成分を有する苦土含有粒状複合肥料を製造した。

アンモニア態窒素　相溶性燐酸 （ＡＮ）　（Ｃ−Ｐ２Ｏ３） （チ）　５　３０ 杓溶性カリウム　相溶性マグネシウム （Ｃ，に２０）　（Ｃ・Ｍｇ０） （チ）　５　１０ すなわち皿ｉ型造粒機に軽焼マグネ・シア〔相溶性マグ
ネシウム（Ｃ−ＭｇＯ）　：　８４％〕１２４部、燐酸
１アンモニウム［Ｎ　：　９．７％Ｊ１可Ｊ溶可憐溶性
燐酸Ｐ２Ｏ，）　：　４８％］３０８部、塩化カリウム
（Ｋ２Ｏ：　（３０チ）９３部、成分調整剤（石膏）７
６部、循環粉２０００部、を供給混合し、この固体混合
物に温度２５℃、Ｐ、０６濃度３３％の燐酸液をスプレ
ー添加しながらアンモニアガス２９部を供給して回転数
２４（２０） ｒＰｍ、造粒時間５分間の条件下で造粒したー。

た激しい反応は起こらず造粒状態は極めて良好」であっ
た。そして造粒物の温度は６０℃迄上昇し、得られた造
粒物の全水分は２１．１　％、遊離水分は４．６チであ
った。製品中のＭｇＯの反応率は約９３％であった−０ 次いで造粒物の温度を５５〜６０℃に保持。

して乾燥した後、篩にて粒度３．３６〜１．６８ｍのも
のを篩分けして全水分１８．２％、遊離水分１．７％の
製品を得た。得られた造粒品、製品の分析値および硬度
等を第２表に示す。

比較例３ 本発明者等が先に提案した特願昭５６−１４３５６０号
による方法により、実施例１と同一の皿型造粒機を使用
して、実施例２と同一の成分を有する苦土含有粒状複合
肥料を製造した。すなわち皿型造粒機に水酸化マグネシ
ウム〔相溶性マグネシウム（Ｃ−Ｍｇ０）　：　６４（
２１） チ〕１６６部、燐、酸ｌアンモニウム〔Ｎニ９．７゜チ
、可溶性燐酸（ｓ、Ｐ２Ｏ，）　：　４８チ〕３０８部
、塩化カリウム（Ｋ２Ｏ：　６０　％　）　９３部、成
分調整剤（石膏）　５４　ｇ、、、循環粉、２０００部
を供給混合し、この固体混合物に温度３０℃、Ｐ２Ｏ，
濃度３５チの燐酸液をスプレー添加しながらアンモニア
ガス３２部を供給して実施例２と同様の条件下で造粒し
た。造粒に要した燐酸液の添加量は４６１部であった。

造粒時に水酸化マグネシウムとの発泡を伴った激しい反
応は起こらず造粒状態は極めて良好であった。そして造
粒物の温度は４８℃迄上昇し、得られた造粒物の全水分
は２０．４チ、遊離水分は３．６％であった。製品中の
Ｍｇ（ＯＨ）２の反応率は約８５ｑ６であった。　２、
／、′ のものを篩分けして全水分１８．０％、遊離水分０．７
チの製品を得た。得られた造粒品、乾燥品の分析値およ
び硬度等を第２表に示す。

（２２） 比較例４ 本発明方法によらざる方法により、実施例１と同一の皿
型造粒機を使用して、実施例２と同一の成分を有する苦
土含有粒状複合肥料を製造した。

すなわち皿型造粒機に軽焼マグネシア〔孝勺溶性マグネ
シウム（Ｃ−ＭｇＯ）　：　８４チ〕１２４部、塩化カ
リウム（Ｋ２Ｏ：　６０％）９３部、成分調整剤（石膏
）２１５部、循環粉２０００部を供給混合し、この固体
混合物を加熱して７０℃迄上昇させた後、温度２５℃、
Ｐ２Ｏ５濃度４７チの燐酸液を上記固体混合物にスプレ
ー添加しながらアンモニアガス６６部を供給して比較例
２と同様の条件下で造粒したが、造粒時に軽焼マグネシ
アとの発泡を伴った激しい反応が起こり造粒状態は極め
て不良であった。造粒に要した燐酸液の添加量は６５０
部であった。そして造粒物の温度は９５℃迄上昇し、得
られた造粒物の水分は全水分、遊離水分ともに８．１％
であった。

（２３） 次いで造粒物の温度を１００〜１０５℃に保持して乾燥
したが、乾燥時に多量の粉ノ塵を発４生し乾燥状態は極
めて不良であった。

この物を篩にて粒度３．３６〜１．６８ｍのものを篩分
けして全水分、遊離水分ともに３．２％の製品を得た。

得られた造粒品、製品の分析値および硬１度等を第２表
に示す。

（２４）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 酸化マグネシウム、燐安、カリウム源および／または窒
   素源等を含む肥料原料にＰ２Ｏ，濃度ることを特徴とす
   る苦土含有粒状複合肥料の製造法。