JPS6059198B2 - 溶成りん肥顆粒品の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は落成リン肥顆粒品の製造方法に関する。

一般に落成リン肥は、水に殆んど溶解せず土壌および植
物の根に作用により、その表面から徐々に溶解する所謂
ク溶性肥料で大量に生産され使用されている。

その内ク溶性リン酸（以下、Ｃ・Ｐ。ｑと記す）２０％
の落成リン肥およびＣ・Ｐ。０５２０％の他にホウ素と
マンガンを保証する２０％ＢＭ落成リン肥が大半を占め
残りはＣ−Ｐ２Ｏ５２ｌ％、２５％およびその他が知ら
れている。

そのような落成リン肥は表面積を一定以上に大きくする
ため原料の加熱溶解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
く使用困難てある。そこで、従来より原料の加熱溶解物
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の顆粒品にすることが提案されている。

しかしながらかかる顆粒状溶成リン肥は、例えだバイン
ダーとしてリン酸を使用したような場合には原料である
造粒前の元の溶成リン肥よりクエン酸溶解速度が遅くな
るという欠点を有する。即ち同条件でクエン酸溶液に溶
解して比較すると、溶出液（一定時間に一定量のクエン
酸液中に溶出するＰ２Ｏ５の全ク溶性Ｐ２Ｏ，に対する
割合で後に詳述する。）が低い値を示す。これは、顆粒
状溶成リン肥が、造粒していない一般の溶成リン肥より
遅効性になつた事を示し、使用条件によつては肥効が低
下する恐れがある。本発明者等は上記に鑑み、クエン酸
溶出率が顆粒品でない一般の溶成リン肥と同等であり、
見掛け比重が小さく、防塵性で撒布性の良好なかつ所定
粒度に造粒し２たク溶性Ｐ２Ｏ５含有量の高い溶成リン
肥顆粒品の工業的な製造方法につき種々検討した結果、
特定の高品位の化学組成を有しかつ一程の粒度分布を示
す溶成リン肥に、所定濃度、所定量のリン酸を添加し造
粒すると目的が達成し得ることを知見し本発明を完成し
た。

即ち本発明は、溶成リン肥の化学成分が、ＣａＯ＋Ｐ２
Ｏ５，ＭｇＯ，ＳｉＯ２の３成分に分け、合計値が１０
鍾量％になる様に補正して三角図表に表示し−た場合に
、次の６点で囲まれた範囲内のもので、（１）ＣａＯ＋
Ｐ２Ｏ５５９．唾量％，ＭｇＯｌ３．７重量％，ＳｌＯ
２２７．鍾量％（２）ＣａＯ＋Ｐ２Ｏ５６７．鍾量％，
ＭｇＯｌｌ．２重量％，ＳｉＯ２２ｌ．Ｏ重量％（３）
ＣａＯ＋Ｐ２Ｏ５６７．踵量％，ＭｇＯｌ３．Ｏ重量％
，ＳｉＯ２ｌ９．鍾量％（４）ＣａＯ＋Ｐ２Ｏ５６５．
鍾量％，ＭｇＯｌ５．Ｏ重量％，ＳｉＯ２ｌ９．踵量％
（５）ＣａＯ＋Ｐ２Ｏ５６４．５重量％，ＭｇＯｌ５．
Ｏ重量％，５Ｓｉ０２２０．５重量％（６）ＣａＯ＋Ｐ
２Ｏ５５９．喧量％，ＭｇＯｌ７．Ｏ重量％，ＳｉＯ２
２４．踵量％かつその粒度分布が１０００〜２０００ｐ
ｗＬ０〜５重量％，５００〜１０００μＭＯ．ｌ〜１５
重量％，２６０〜５００μ・ＴｎｌＯ〜６５重量％，１
４９〜２６０μ几１０〜６５重量％，１４９μｍ以下２
〜２５重量％の範囲に入る溶成リン肥に対して濃度３０
〜６５重量％（Ｈ３ＰＯ，換算）のリン酸を０．１〜８
重量％（Ｐ２Ｏ，換算）添加し造粒することを特徴とす
る溶成リン肥顆粒品の製造方法である。

造粒前の一般の溶成リン肥の粒度は、使用原料の種類、
操炉条件、破砕条件等によつてその分布を変えることが
できるが通常は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
る。

より具体的に一例を挙げれば溶融炉から落下する融液に
対し、水平方向に水流（使用水量融液１ｔ当り１５〜２
５ｄ１使用水圧１〜３ｋｇ／Ｃｌｔ）を噴射し、その混
合流を前方に設置した鉄板製の衝突板に衝突させて細粒
化して製造され、その粒度分布は、通常次の様な範囲に
ある。１０００〜２０００μ７７！．０．１〜１鍾量％
平均５重量％５００〜１０００μ７ＴＬ２２〜４鍾量
％ 平均４５重量％２６０〜５００μＭ，２４〜５種量
％ 平均 （重量％１４９〜２６０μＴｎ６．５〜１鍾
量％ 平均１１重量％１４９μｍ以下 １〜１鍾量％
平均５重量％又その化学成分は大体次のようであり上記
の各成分の内主要４成分（Ｐ２Ｏ．＋ＣａＯ＋ＭｇＯ＋
ＳＩＯ２）の合計は通常９０〜９６重量％の範囲にある
。

第１図は溶成リン肥の化学成分をＣａＯ＋Ｐ２Ｏ．，Ｍ
ｇＯおよびＳｌＯ２の３成分で代表させた三角図表であ
るが、上記の各成分について、ＣａＯ＋Ｐ２Ｏ，，Ｍｇ
Ｏ，ＳｉＯ２の３成分に分け、合計値が１００重量％と
なる様に補正し、三角図表に重量％で表示すると、第１
図のＩの範囲で示される。

（表示方法については、安藤淳平著１溶成リン肥、焼成
リン肥の工業化学的研究ョ熔成燐肥協会１９５詳６月３
０日発行 第９１頁参照）即ち三角図表上は の６点で囲まれた範囲内に入る。

一方本発明で用いる溶成リン肥の化学成分は大体その他
Ｂ２Ｏ５，Ａｌ。

Ｏ３，Ｆｅ２Ｏ３，Ｆ，ｓＯ３等であり、三角図表に示
すと、第１図の■の範囲で示される。即ち、三角図表上
は、前記した本発明の要旨に相当する箇所に記載した６
点で囲まれた範囲内に入るものである。

かかる範囲をはずれた溶成リン肥を用いた場合には、最
終製品たる溶成リン肥顆粒品のクエン酸溶出率が、顆粒
品でない一般の溶成リン肥より劣り、見掛け上肥効が低
下したこととなる。又、化学組成は原料の融点、ガラス
化の難易等からも自ずと上記に制限されるものである。

更に本発明に使用する溶成リン肥の粒度は、水砕等の急
冷時の条件によつてその分布を変える事が出来るが、一
般の溶成リン肥と比較して、石灰およびリン酸の含量が
高く、急冷時ガラス化しにくく、ク溶率（ク溶性Ｐ２Ｏ
５の全Ｐ２へに対する割合）が低くなる傾向があるので
、ク溶率を高く維持するため、一般の溶成リン肥より急
冷を要し、その結果粒度範囲も制限される。水砕等急冷
の方法は公知の方法を使用することができる。

例えば化学成分が上記したようになるようにリン鉱石及
び珪酸マグネシウム鉱物その他を混合し、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る。具
体的には例えば溶融炉から落下する融液の同一点に合流
するように２以上の水流を噴射例えば左右の四方から水
流を噴射（使用水量は融液１ｔ当り１７〜３０イ、使用
水圧３〜５ｋ９／Ｃｌｔ）し、急冷破砕して製造する。
そしてその粒度分布は次の範囲に入るものを使用するこ
とが重要である。即ち一般の溶成リン肥のク溶率は通常
９９％以上、少なくとも部％以上であるが、本発明の成
分範囲の溶成リン肥融液を一般の溶成リン肥並みの粒度
に水砕したものは、ク溶率が低く、通常部％未満で肥料
成分の含量が高いにもかかわらず有効成分の含量が低く
、経済的に実用性がないので上記の如く細粉化する必要
がある。

尚本発明で原料として用いる溶成リン肥は主要４成分が
上記の範囲に入り、かつ上記粒度分布をもつかぎり、ホ
ウ酸、マンガンその他の微量要素を含んだものも当然使
用できる。

本発明は上記の如き溶成リン肥のリン酸て造粒するので
あるが、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、この範囲では溶成リン肥
に対して反応が急速で、粒子は互いに凝集し、所望の大
きさに造粒される。

又造粒品のクエン酸溶出率が高く、見掛け比重も小さい
溶成リン肥顆粒品が得られる。ここでリン酸の濃度が６
５重量％を越える場合は造粒後の乾燥を要し工業的でな
い。３唾量％未満の場合は所望の粒径の顆粒品が得にく
く、又貯蔵中に袋内側に結露しやすく好ましくない。

上記のリン酸水溶液の添加量は、溶成リン肥に対してＰ
２Ｏ５換算で０．１〜８重量・％が適当で、この範囲で
は粒径２０００μｍ以下の顆粒状溶成リン肥が得られ、
造粒後の乾燥工程を要しない。尚造粒機内の系の温度（
反応温度）が高くなるにつれて、反応が急激となり、所
望の粒径を収率良く得るためには、リン酸添加量を多く
必・要とする。添加量０．１重量％未満では、造粒した
効果が少く、顆粒状の製品が得られない。

８重量％を越えて添加すると溶成リン肥との反応が進行
し、造粒品は乾燥工程を必要とする。

造粒後の乾燥工程をノ要しない理由としては、添加した
リン酸水溶液中の水がリン酸２乃至３石灰（苦土）の結
晶水に一部取込まれるのと、反応熱等による蒸発によつ
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。リン酸水溶液の添加に態様としては溶成リン肥に
対してリン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。

造粒機内の系の温度は特に制限はない。何となれば溶成
リン肥とリン酸との反応が発熱反応であるため装置が大
型化するに従い、又特に水砕品を乾燥した直後の様な比
較的高温の溶成リン肥を造粒する場合に高くなり、又操
業中一定温度以下に保つ設備を設置した場合は、低温で
造粒出来る。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５００〜２０００μｍの範囲が一般的に
適当であり、２０００μｍより大きい顆粒品は粉砕し、
５００μｍ未満は元の原料に戻す。何となれば溶成リン
肥顆粒品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２０００μｍ以下と規定されて
いるからであり、下限の５００μｍｌこついては発塵せ
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。次にクエン酸
溶出率について述べると、この測定方法については各種
提案されているが、本発明では下記の方法を使用した。

即ち第２図は本発明によるクエン酸溶出率測定装置を表
わすものであり、１は１重量％クエン酸液、２薬注ポン
プ、３溶出管（１００ｍｔ分液濾斗）、４液層、５分析
試料と珪砂の混合層、６グラスウール、７滴下速度調節
コック、８受器をそれぞれ示す。そこで溶出管（１００
ｍ１分液濾斗）３の下部にグラスウール６を支持層とし
て入れ、その上に、Ｐ２Ｏ５として５００ｍ９相．当の
分析試料および粒径１〜２７ｍの珪砂約７０ｙを均一に
混合して入れ、２５℃の１重量％クエン酸液１を用いて
溶出を始める。クエン酸液は２５００ｍ１を用い、１０
紛間で浸透し終るように薬注ポンプ２および滴下速度調
節コック７で滴下速度を調整すζる。受器８の水溶液中
のリン酸含量を、液量２５０ｍ１ごとに測定し、又これ
とは別に試料中のク溶性リン酸含量を測定して次式によ
り溶出率ｙを求めた。溶出率ｙ ＝クエンー ＪＬｘｍｌ（７）ＰＯ 試料中のク溶性Ｐ２Ｏ５含量 溶出率を比較するため、縦軸に（１−ｙ）の自然対数を
、横軸にＸをとりグラフに示すと第３図の様に直線とな
る。

第３図は造粒前の溶成リン肥および顆粒品の溶出率を示
したグラフであるが、直線Ａ１及びＡ２で囲まれたＡは
一般の溶成リン肥の範囲、直線八及びＢ２で囲まれたＢ
はそれを原料とした顆粒品の範囲、直線Ｃ１及びＣ２で
囲まれたＣは本発明により溶成リン肥顆粒品の範囲をそ
れぞれ示している。図に示す様に、溶出率が９０％に達
するまでに要するクエン酸液量は、一般の溶成リン肥で
は１８００ノ〜２５００ｍ１であるのに対し、一般の溶
成リン肥を原料とした顆粒品は、液量２５００ｒｒＬ１
でも関〜８７％て溶出率が低く、又本発明による顆粒品
は一般の溶成リン肥とほぼ同じ範囲内にあり、顆粒化に
よつて溶出率が低下していない事を示している。

本発明の顆粒品は、溶出率が一般の溶成リン肥と変らな
い上に、更にＰ２Ｏ．含量の高い事から、単位時間又は
単位液量当りに溶出するリン酸量が多く、一般の溶成リ
ン肥より高い肥効が期特出来る。

本発明の顆粒品が一般の溶成リン肥の顆粒品より高い溶
出率を示す理由は詳細には明らかでないが成分上のバラ
ンスがうまくとれているためと考えられる。

かくして、本発明によれば、クエン酸溶出率が顆粒品で
ない一般の溶成リン肥と同等又はそれ以上てあり、見掛
け比重が小さく、防塵性で撒布性の良好なかつ所定粒度
に造粒したク溶性Ｐ２Ｏ．含有量の高い溶成リン肥顆粒
品を工業的に容易に製造できる。

尚目的物の物性測定については、見掛け比重、水溶性リ
ン酸、ク溶性リン酸、全リン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、触滅
、肉眼判定によつた。

以下、実施例及び比較例を挙けて本発明を具体的に説明
する。但し、％は重量％を示すものとする。実施例１〜
３及び比較例１〜３ 公知の方法で製造される溶成リン肥の融液に対し、水圧
２〜５ｋｇ／Ｃｌｔの水流を融液の同一点に合流するよ
うに四方より噴射して水砕し、全リン酸（以下、Ｔ−Ｐ
２Ｏ，と称す）含有量２０〜２５％の溶成リン肥を製造
した。

得られた溶成リン肥の粒度および成分は第１表に示した
。この溶成リン肥を原料とし、回転ドラム造粒機にとり
、第３表に示す湿式リン酸液を霧状に添加しながら造粒
し、直ちに開き目２０００μｍおよび５００μｍの篩で
ふるい分け、２０００〜５００μｍの範囲を製品とした
。得られた製品の成分、造粒条件等については第２表に
、溶出率は第４図に示した。得られた製品はいずれもサ
ラサラした実質的に乾燥状態であつた。但し、第４図に
おいてａは実施例１，ｂは実施例２，ｃは実施例３，ｄ
は比較例１，ｅは比較例２，ｆは比較例３を示す。但し
、Ｗ−Ｐ２Ｏ，は水溶性リン酸を表わす。

上記成分の湿式リン酸を水で希釈してＨ３ＰＯ４３５〜
４５％として使用した。第１表および第２表に示した様
に、顆粒品の見掛け比重は、原料とした溶成リン肥の約
６０％となり、又粒径２０００〜５００μｍとなつて施
肥作業性が著しく改善されたことを示している。

溶出率は第４図の様に、Ｔ−Ｐ２Ｏ５２３％，２４％お
よび２５％の溶成リン肥を原料とした実施例１〜３の顆
粒品は、一般の溶成リン肥の溶出率と同等であり、一方
Ｔ−Ｐ２Ｏ５２Ｏ％，２１％および２２％の溶成リン肥
を原料とした比較例１〜３の顆粒品は、一般の溶成リン
肥より劣る。

この様に実施例１〜３はＣ−Ｐ２Ｏ５が高いうえに溶出
率も高く、従つて一般の溶成リン肥以上の肥効が期特出
来る。比較例４〜６ Ｔ−Ｐ２Ｏ，含有量２０％，２３％および２５％の融液
に対し、一般の溶成リン肥製造用に使用される水砕方法
て水砕して溶成リン肥を製造し、実施例１と同様に顆粒
状に造粒した。

溶成リン肥の成分等は第４表に、顆粒状溶成リン肥の成
分等は第５表に、溶出率は第５図に各々示した。

但し、第５図においてｇは比較例４、ｈは比較例５、ｉ
は比較例６を示す。第４表に示した一般の溶成リン肥並
みの粒度に水砕した溶成リン肥のク溶率（Ｃ−Ｐ２Ｏ５
／Ｔ・Ｐ２Ｏ，）は、Ｔ−Ｐ２Ｏ５が高品位になるに従
い低下する。

又これらを原料とした顆粒品の溶出率は第５図の比較例
４〜６に示す様に低く、一般の溶成リン肥を原料とした
場合と同等で、ク溶率も改善されず肥料として経済的で
ない。実施例４公知の方法で製造されるホウ酸およびマ
ンガン入りの溶成リン肥に対し、水圧４ｋ９／ＣＦｌｆ
の水流を融液の同一点に合流するように四方より噴射し
て水砕した。

得られた溶成リン肥の粒度および成分は第６表に示した
。この溶成リン肥に濃度Ｈ３ＰＯ４５Ｏ％の工業用リン
酸を霧状に、Ｐ２Ｏ．として２．１％添加して造粒した
。

顆粒品の見掛け比重は０．９５ｋ９／ｆとなり、原料の
約６２％に減少した。

又溶出率は第５図のｊに示す様に、一般の溶成リン肥並
みであつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における溶成リン肥の化学成分をＣａＯ
＋Ｐ２Ｏ．，ＭｇＯおよびＳｉＯ２の３成分で代表した
三角図表、第２図はクエン酸溶出率測定装置の説明図、
第３図は溶成リン肥および顆粒品の溶出率を示すグラフ
図、第４図および第５図は実施例および比較例の顆粒品
の溶出率を示すグラフ図である。 １・・・・・・１重量％クエン酸液、２・・・・・・薬
注ホンｌプ、３・・・・・・溶出管（１００ｍ１分液濾
斗）、４・・・・・・液層、５・・・・・・分析試料と
珪砂の混合層、６・・・・・・グラスウール、７・・・
・・・滴下速度調節コック、８・・・・・・受器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶成リン肥の化学成分が、ＣａＯ＋Ｐ＿２Ｏ＿５、
   ＭｇＯ、ＳｉＯ＿２の３成分に分け、合計値が１００重
   量％になる様に補正して三角図表に表示した場合に、次
   の６点で囲まれた範囲内のもので、（１）ＣａＯ＋Ｐ＿
   ２Ｏ＿５５９．０重量％、ＭｇＯ１３．７重量％、Ｓｉ
   Ｏ＿２２７．３重量％（２）ＣａＯ＋Ｐ＿２Ｏ＿５６７
   ．８重量％、ＭｇＯ１１．２重量％、ＳｉＯ＿２２１．
   ０重量％（３）ＣａＯ＋Ｐ＿２Ｏ＿５６７．８重量％、
   ＭｇＯ１３．０重量％、ＳｉＯ＿２１９．２重量％（４
   ）ＣａＯ＋Ｐ＿２Ｏ＿５６５．８重量％、ＭｇＯ１５．
   ０重量％、ＳｉＯ＿２１９．２重量％（５）ＣａＯ＋Ｐ
   ＿２Ｏ＿５６４．５重量％、ＭｇＯ１５．０重量％、Ｓ
   ｉＯ＿２２０．５重量％（６）ＣａＯ＋Ｐ＿２Ｏ＿５５
   ９．０重量％、ＭｇＯ１７．０重量％、ＳｉＯ＿２２４
   ．０重量％かつその粒度分布が１０００〜２０００μｍ
   ０〜５重量％、５００〜１０００μｍ０．１〜１５重量
   ％、２６０〜５００μｍ１０〜６５重量％、１４９〜２
   ６０μｍ１０〜６５重量％、１４９μｍ以下２〜２５重
   量％の範囲に入る溶成リン肥に対して濃度３０〜６５重
   量％（Ｈ＿３ＰＯ＿４換算）のリン酸を０．１〜８重量
   ％（Ｐ＿２Ｏ＿５換算）添加し造粒することを特徴とす
   る溶成リン肥顆粒品の製造方法。 ２ 溶成リン肥顆粒品の粒度が５００〜２０００μｍ、
   見掛け比重が０．８〜１．１ｋｇ／ｌ及びクエン酸液使
   用量２５００ｍｌに於けるクエン酸溶出率が８８％以上
   である特許請求の範囲第１項記載の溶成リン肥顆粒品の
   製造方法。