JPS6059197B2 - 溶成りん肥顆粒品の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は落成りん肥顆粒品の製造方法に関する。

一般に落成りん肥は水に殆んど溶解せず、土壌および
植物の根の作用により、その表面から徐々に溶解する肥
料であるためにその粒子が大きくなつて表面積が小さく
なると一般的な施用方法では肥効が悪くなる。

表面積を一定以上に大きくするため原料の加熱溶融物
を急冷破砕する際の条件により、適度な粒度を保つよう
に調整されるが、少量ながら施肥作業で飛散し易い微粉
を含み一般の粒状肥料と比較して作業性が悪い。

一方、バルクプレンディングの原料としては平均粒子径
が５００μｍ付近でありかつ粒子のカサも小さく、分級
し易く使用困難である。 そこで、従来より原料の加熱
溶融物の急冷乾燥品をそのままか或いは粉砕した粉状品
に、適宜のバインダーを加えて造粒し、次いで乾燥工程
を経て、カサ高でかつ機械施肥にも適する飛散しにくい
２〜５ｗｎの粒状品にすることが提案されている。

しカルながら、上記従来技術は２〜５Ｔｆｇｎの粒状品
を得ることを目的としており乾燥工程を要し時には粉砕
工程も必要であり工業的に有利な方法とはいえないばか
りか本発明の顆粒品とは目的が異なる。 又、落成りん
肥をりん酸その他の酸て処理してその表面を水溶性化す
る試みは、例えば、特公昭３５−８６２５号、特公昭２
９−２４７２号、特開昭５４−１１１４６５号公報等に
見られるが、これらはいずれも”その表面が水溶性りん
酸で包被された肥料であり、本来の落成りん肥とは異種
の肥料である点で本質的に本発明の目的物とは異なる。

本発明者等は上記に鑑み、粉砕工程と乾燥工程を省略
した作業性と肥効のよい即ちカサ高でしか・も一次粒子
を多数結合させ表面積の大きな所望の粒径（５００〜２
０００μｍ）に造粒したしかも遊離水分が充分に少くか
つ吸湿性もなく経時変化のおそれのない溶成りん肥顆粒
品の製造方法につき種々検討した結果、溶成りん肥急冷
品の未粉砕品に特定濃度、特定量のりん酸と一定のアル
カリを最終目的物のＰＨを一定範囲になるように添加し
造粒すると目的が達成し得ることを見出し本発明を完成
した。

即ち本発明は粒度分布が１０００〜２０００μＭＯ〜５
重量％、５００〜１０００μＭＯ．ｌ〜３０重量％、２
６０〜５００μＭ３〜５唾量％、１４９〜２６０μＭｌ
Ｏ〜７５重量％、１４９μｍ以下２〜２５重量％の範囲
に入る溶成りん肥急冷品に対して濃度３０〜６５重量％
（Ｈ３ＰＯ４換算）のりん酸を３〜８重量％（Ｐ２Ｏ５
換算）とアルカリ土類金属の酸化物・水酸化物及びアン
モニアから選ばれた一種以上のアルカリを最終目的物の
ＰＨが７．５〜１０．０になるように添加し造粒するこ
とを特徴とする溶成りん肥顆粒品の製造方法である。

溶成りん肥急冷品の粒度は、破砕条件等によつてその粒
度分布を変えることができるが、得られる溶成りん肥の
クエン酸溶出率を高くする必要から自ずと破砕時の粒度
が制限される。

本発明で用いる溶成りん肥急冷品は、通常リン鉱石に珪
酸マグネシウム系鉱物、例えば蛇紋岩またはニッケル精
錬スラグを混合し、加熱溶融した−後、水または／およ
び空気で急冷破砕して製造され、その粒度分布が上記範
囲に入るなりゆきの製品で改めて特別の粉砕工程を経な
い。

尚、水砕品については乾燥したものをものまま使用する
。添加するリン酸はＨ３ＰＯ４換算で濃度３０〜６５重
量！％の水溶液が適当で、この範囲では溶成りん肥急冷
品に対して反応が急速で、粒子は互に凝集し、所望の大
きさに造粒される。又、造粒品のクエン酸溶解速度も速
く、後述するアルカリの作用とも相俟つて水溶性りん酸
含量も１重量％（Ｐ２へ換こ算）以下に調整出来、溶成
りん肥本来の性質を保持できる。６５重量％を越える場
合は造粒後の乾燥を要する場合があり、又水溶性りん酸
含量を１重量％以下に保持することが困難である。

３唾量％未満の場合は所望の粒径の顆粒品が得にくく、
又ク貯蔵中に袋内側に結露しやすく好ましくない。

上記のりん酸水溶液の添加量は、溶成りん肥急冷品に対
してＰ２Ｏ５換算で３〜８重量％が適当で、この範囲で
は粒径２０００μ以下の顆粒状溶成りん肥が得られ、造
粒後の乾燥工程を要しない。これは添加したりん酸水溶
液中の水がりん酸２乃至３石灰（苦土）の結晶水に一部
取り込まれるのと、後述するアルカリと過剰のりん酸水
溶液が反応し、りん酸塩を生成し、これがバインダーと
して作用し、更に反応熱による蒸発によつて造粒直後実
質的に乾燥状態で得られるためと考えられる。使用する
りん酸水溶液の添加量が８重量％を越ノえる場合には、
原料溶成りん肥との反応が進行し、造粒品は乾燥工程を
必要とする場合があり、更に水溶性りん酸含量が１重量
％より大となり好ましくない。

しかしながらりん酸濃度３０〜６５重量％の範囲では通
常８重量％を越えて使用する必要はない。つまり粒径５
００〜２０００μの所望の粒径の顆粒品を得るためには
８重量％以下て十分である。従つて実際操業上はりん酸
濃度として上記範囲のものを使用するかぎりその添加量
は制限されずに使用し得る。りん酸水溶液の添加量が３
重量％未満の場合には、後述するアルカリを添加せずに
乾燥状態で所望の顆粒品を得ることも出来るが、３重量
％未満では造粒機内の系の温度が約３０℃以上の場合は
反応が急激過ぎて造粒されにくくなり、所望の粒径を収
率良く得ることが困難となる。

第１図は造粒時の溶成りん肥急冷品の温度とりん酸液添
加量の関係を示し、粒径５００〜２０００μの顆粒品の
収率を８０％以上とするために要するりん酸（Ｐ２Ｏ５
換算）の量を溶成りん肥急冷品に対する割合で表示した
ものであるが、この図より本発明におけるりん酸水溶液
の添加量の数値限定意義が理解できる。

つまり造粒時の温度が３０℃以下であれば３重量％未満
でも造粒し所望の物性の溶成りん肥顆粒品を得ることは
可能であるが、装置が大型化した場合成いは溶成りん肥
水砕品を乾燥した直後のような比較的高温の溶成りん肥
を造粒する場合の如き工業的操作の場合には常に３０℃
以下に保持することは不可能なことではないが現実的で
なく不経済であり、それより高温で操作することになる
のが常であり、従つて所望の物性の顆粒品を得るには次
に述べるアルカリとともにりん酸水溶液を３〜８重量％
添加することが適当である。次にりん酸水溶液とともに
添加するアルカリであるが、これはりん酸水溶液ととも
に溶成りん肥のバインダーとしての機能を発揮し顆粒化
操作を容易にするとともに、最終製品のＰＨを７．５〜
１０．０の範囲に調整し、延いては目的物の粒度、カサ
、水溶性りん酸含量、クエン酸溶出率等所定の値を！達
成し品質を安定化させるのに役立つ。

かかるアルカリとしてはアルカリ土類金属の酸化物・水
酸化物及びアンモニアを挙げることができ、具体的には
酸化カルシウム、水酸化カルシウム、酸化マグネシウム
、水酸化マグネシウム、アンモニアｌ水、アンモニアガ
ス等である。尤もこれらを主体とする産業廃棄物も場合
によつては使用し得る。かかるアルカリの添加量は顆粒
状溶成りん肥のＰＨを７．５以上、好ましくは元の溶成
りん肥のＰＨに還元するだけの量が必要である。即ち溶
成りん肥４のＰＨはその成分等によつて異るが、８．５
〜１０の範囲にあり、りん酸を添加して顆粒状に造粒す
ると、ＰＨは最低約５まで低下し、その様な低いＰＨの
場合顆粒品の表面が濡れたままで、製品とするためには
乾燥工程を要し、更に水溶性りん酸含量は５１重量％を
はかるに越え、その結果溶成りん肥の特質である水不溶
性が一部失われる事になる。この様な場合上記したアル
カリを添加してＰＨを７．５以上好ましくは８．５以上
に還元する事により、その後の乾燥工程を必要とせずに
、水溶性りん酸含量も１重量％以下にする事が出来る。
第２図は溶成りん肥顆粒品のＰＨと水溶性りん酸含量の
関係を図中の斜線の範囲で示したものであるが、この図
より水溶性りん酸含量を１重量％以下に保持するために
は少なくとも溶成りん肥顆粒品のＰＨを７．５以上に保
持することを要することが理解できる。

かかるＰＨを保持するためのアルカリの添加量は、共に
添加するりん酸の濃度、添加量、原料の溶成りん肥、造
粒条件などによソー様でないが通常溶成りん肥急冷品に
対して次の範囲にある。

即ちアルカリがＣａＯ又はＣａ（０Ｈ）２の場合ＣａＯ
として０．３〜１０．濾量％、ＭｇＯ又はＭｇ（０Ｈ）
２の場合ＭｇＯとして０．３〜１０．０重量％、ＮＨ，
又はＮＨ，ＯＨの場合ＮＨ３として０．５〜１．５重量
％である。りん酸水溶液の添加の態様としては溶成りん
肥急冷品に対してりん酸水溶液を噴霧しつつ通常の転動
造粒機例えば、皿型造粒機、ドラム型造粒機、振動型造
粒機などを用いて造粒する。アルカリの添加の態様とし
ては予じめ溶成りん肥急冷品に対して添加しておき次い
でりん酸水溶液を噴霧しつつ造粒しても良いし、りん酸
水溶液で造粒した直後に添加しても良いし又それらを併
用することもできる。

特にアルカリがアンモニアガスの場合には造粒後に例え
ば造粒品を充填塔に充填しアンモニアガスを通じ処理す
るのが好適である。次いで造粒後は、好ましくは所望の
粒度に篩分ける。

顆粒品の粒度は５００〜２０００μの範囲が一般的に適
当であり、２０００μより大きい顆粒品は粉砕し、５０
０μ未満は元の原料に戻す。何となれば、溶成りん肥は
粒度のバラツキが大になると撒布時偏りを生じ易く、ま
た公定規格上２０００μ以下と規定されているからであ
り、下限の５００μについては発塵せずに撒布性を良好
にするためと、他の造粒肥料とのプレンディングの際の
分級防止のためである。かくして、本発明によればカサ
高で、防塵性、手ざわり、撒布性良好にして、溶成りん
肥本来の特質即ち、水溶性りん酸含量１重量％（Ｐ２Ｏ
５換算）以下、クエン酸による溶解速度は一般の溶成り
ん肥と同等又はそれ以上を保持した顆粒状溶成りん肥を
工業的に極めて容易に製造できる。

尚、目的物の物性測定については、カサ、水溶性りん酸
については常法により、粒度、防塵性、手ざわり、撒布
性については篩別、触感、肉眼判定によつた。以下、実
施例及び比較例を挙げて本発明を具体ａ的に説明する。

実施例１〜７および比較例１〜６ 溶成りん肥（１０００〜２０００μ０．７重量％、５０
０〜１０００μ２９．鍾量％、２６０〜５００ｐ４２．
５重量％、１４９〜２６０μ２１．睡量％、１４９μ以
下５．８重量％、カサ７０．６５０ｅ／Ｋ９）に濃度２
０〜７５重量％のそれぞれのりん酸液を霧状に所定量添
加しながら温度１５〜７０℃の範囲で回転ドラム造粒機
で造粒し、引続き造粒機を回転させながら、粉末状の酸
化マグネシウム（４４μ全通品）を添加し、造粒品に酸
化マグネつシウムを付与した。

直ちに開き目２０００μおよび５００μの篩でふるい分
け、粒度５００〜２０００μの範囲を製品とし、ポリ袋
に袋詰めした。５００μふるい下は元の溶成りん肥に戻
し、２０００μふるい上は粉砕して再びふるい分けた。

得られた顆粒品の性状は第１表に示した。第１表に示し
た様に顆粒品のカサは溶成りん肥の約５０％増しとなつ
た。比較例１はりん酸添加量３．哩量％未満でアルカリ
無添加の例で目的物の収率、水溶性りん酸含量とも満足
し得るものはなかつた。比較例２，３は顆粒品が湿つて
いて篩を通過しなかつた。

又比較例４は貯蔵中に袋内側に結露した。但し （１）りん酸添加量およびＭｇＯ添加量は、溶成りん肥
に対する割合（２）Ｗ−Ｐ２Ｏ５（重量％）は水溶性り
ん酸含有量（３）ＰＨは、試料５ｙを１００ｍ１の水に
採り、約５分間かきまぜた後に測定した値実施例８〜１
１および比較例５ 溶成りん肥（１０００μ〜２０００μＯ重量％、５００
〜１０００ｐ０．種量％、２６０〜５００μ４．０重量
％、１４９〜２６０μ７２．３重量％、１４９μ以下２
３．５重量％、カサ０．６９３ｅ／Ｋ９）に濃度４呼量
％のりん酸液を霧状に所定量添加しながら温度３５〜５
０゜Ｃの範囲で回転ドラム造粒機で造粒し、引続き造粒
機を回転させながら、粉末状の消石灰（４４μ全通品）
を添加し、造粒品に酸化カルシウムを付与した。

以降実施例１の場合と同様に処理した。得られた顆粒品
の性状を第２表に示した。第２表に示した様に顆粒品の
カサは溶成りん肥の約４０％増しとなつた。実施例８〜
１１および比較例５の顆粒品の外観は、いずれも乾燥状
態であつた。実施例１２〜１７ 溶成りん肥（実施例８と同じ）に、粉末状のマグネシア
クリンカー（４４μ全通品）、又は生石灰（４４μ全通
品）を所定量添加し、濃度３０〜５唾量％のりん酸液を
霧状に添加しながら温度３５℃で回転ドラム造粒機で造
粒した。

以降実施例１の場合と同様に処理した。得られた顆粒品
の性状を第３表に示した。実施例１８〜２１および比較
例６〜１１ 溶成りん肥（実施例８と同じ）に、濃度２０〜７０重量
％のそれぞれのりん酸液を霧状に添加しながら温度３０
℃で皿型造粒機で造粒し、直ちに固定床式充てん塔に移
した。

充てん塔の下部からアンモニアガスを吹込むと、充てん
塔に挿入した温度計の温度が次第に上昇し、造粒品とア
ンモニアが反応している事がわかる。

温度がピークを過ぎた後アンモニアガスの吹込みを停止
し、処理した造粒品を充てん塔から取り出し、製品とし
た。得られた顆粒品およびアンモニア処理前の造粒品の
性状を第４表に示した。

【図面の簡単な説明】

第１図は収率８０％以上得る際の造粒時の溶成りん肥急
冷品の温度とりん酸液添加量の関係を示したグラフであ
り、第２図は溶成りん肥顆粒品のＰＨと水溶性りん酸含
量の関係を示したものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 粒度分布が１０００〜２０００μｍ０〜５重量％、
   ５００〜１０００μｍ０．１〜３０重量％、２６０〜５
   ００μｍ３〜５０重量％、１４９〜２６０μｍ１０〜７
   ５重量％、１４９μｍ以下２〜２５重量％の範囲に入る
   溶成りん肥急冷品に対して濃度３０〜６５重量％（Ｈ＿
   ３ＰＯ＿４換算）のりん酸を３〜８重量％（Ｐ＿２Ｏ＿
   ５換算）とアルカリ土類金属の酸化物・水酸化物及びア
   ンモニアから選ばれた一種以上のアルカリを最終目的物
   のｐＨが７．５〜１０．０になるように添加し造粒する
   ことを特徴とする溶成りん肥顆粒品の製造方法。 ２ 溶成りん肥顆粒品の粒度が５００〜２０００μｍ、
   カサが０．９〜１．３ｌ／ｋｇ及び水溶性りん酸含量が
   １重量％（Ｐ＿２Ｏ＿５換算）以下である特許請求の範
   囲第１項記載の溶成りん肥顆粒品の製造方法。