KR100385645B1 - 규산 고토 석회질 비료의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제철소에서 발생되는 부산물을 이용한 토질 개량재, 보다 상세하게는 제철소의 제선 공정중에 출선된 용선의 예비처리후 발생되는 슬래그를 이용한 규산 고토 석회질 토질 개량용 비료의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 규산 고토 석회질 토질 개량용 비료는 SiO215-30중량부, CaO 30-50중량부, MgO 4-8중량부, MnO 3-6중량부, S 0.7-1.0중량부 및 P2O50.15-0.19중량부를 포함하며, 기존의 규산질 비료에 비해 제조 원가가 저렴하면서 식물의 성장, 발육, 결실을 촉진시키고 산성 토질을 개량시킬 수 있는 효과를 제공한다.

Description

규산 고토 석회질 비료의 제조방법{Menufacturing method of a fertilizer containing silicon oxide, magnesium oxide and calsuim oxide}
본 발명은 제철소에서 발생되는 부산물을 이용한 토질 개량용 비료에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제선 공정에서 출선된 용선중에 포함되어 있는 P, S 또는 Si를 예비처리한후 발생되는 슬래그를 이용한 규산 고토 석회질 토질 개량용 비료의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 농작물 재배시, 규산질(SiO2) 비료와 같은 산성 비료를 사용하거나 산성 토양에서 오랜 기간 작물을 재배하게 되면 토양중에 다량의 알루미나 성분이 존재하게 되는데, 이 알루미나 성분은 활성화되어 작물에 해를 주게 된다.
통상 논 작물, 밭 작물, 맥류, 두류 등과 같은 농작물들은 산성 토질에 대해 강한 저항력을 가지고 있으나, 기타의 농작물들은 대체로 산성 토질에 약하여 계속 재배시 작물의 발육, 성장 및 결실이 현저히 떨어지기 때문에, 토질을 장기간 그대로 방치하거나 혹은 염기성 비료를 투입하는 방법 등에 의한 계획적이고 지속적인 산성 토양 개질화 작업이 이루어져야 한다.
현재 산성화된 토양의 토질을 개선시키기 위해 농업용으로 사용되는 염기성 비료로는 가용성 인비의 주원료가 되는 생석회(CaO) 및 소석회(Ca(OH)2)계 석회질 비료 등이 있다. 이러한 석회질 비료는 산성 토질을 개선시킴은 물론, 논 등의 잠재지역의 토질을 향상시키는 기능을 한다. 특히 이는 식물체를 구성하는 Ca 성분을 함유하고 있어, Mg 성분과 마찬가지로 식물내에 동화작용으로 생기는 물질의 운반, 저장, 식물 세포의 원형질 상태 보존, 및 식물 세포간의 결합 등을 촉진시키는 효과를 제공한다.
이러한 종래의 대표적인 염기성 비료로는 인광석과 사문암 또는 간란암을 100:80 내지 100:90 정도로 배합한 녹비가 있는데, 이러한 녹비는 일반 산성에 약한 세균류 등의 번식 과정에서 유기물을 분해시켜 식물에 흡수되는 질소를 방출하는 작용을 돕는다. 그러나 화학 비료를 많이 사용하게 됨에 따라 토양중의 Mg 성분이 부족함에도 불구하고 녹비를 사용하는 경우, MgO 성분 함량이 낮아 토양중에 꼭 필요한 MgO의 환원이 미흡하게 된다.
또한 이외에도 종래 비료로서, 회분과 규산질을 이용하여 농작물 파종전까지 발아를 촉진시킬 목적으로 구릉지(수도용 논) 등에 사용되어온 하기 표 1의 조성을 갖는 규산 고토 석회질 비료가 있다.
성분 SiO2 CaO FeO MgO Al2O3 P2O5 기타
조성(중량부) 23.31 28.26 17.58 6.28 19.83 3.28 1.46
그러나, 상기 표 1의 종래 비료는 비료중에 식물의 성장 및 결실에 중요한성분인 MgO, MnO와 같은 성분이 거의 없거나, 있어도 소량으로 존재할 뿐만 아니라, 비료 자체의 제조를 위해 여러 광물질 원료들을 채광, 파쇄, 분쇄, 혼련하는 별도의 과정이 요구되는 등 제조 비용이 많이 필요하다는 단점이 있다.
이에, 본 발명은 상기 종래의 염기성 비료와는 달리 제철소에서 부산물로 발생되는 용선 탈황, 탈인, 탈규 예비처리후 슬래그를 이용함으로써, 제조원가도 저렴하면서 식물의 성장, 발육, 결실을 촉진시키고 산성 토질을 개량시킬 수 있는 규산 고토 석회질 비료의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 규산 고토 석회질 비료는 SiO215-30중량부, CaO 30-50중량부, MgO 4-8중량부, MnO 3-6중량부, S 0.7-1.0중량부 및 P2O50.15-0.19중량부를 포함한다.
본 발명의 비료는 원료로서 광물질을 이용하여서도 제조가능하나, 제철소에서 발생되는 부산물, 특히 제선 과정에서 출선된 용선을 탈황, 탈인, 탈규 예비처리한후 발생되는 슬래그를 이용하여 제조하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 비료중에 함유되어 있는 SiO2성분은 식물의 외벽에 부착되어 병충해를 예방하는 역할을 하는데, 일반 토질의 개량을 위해서는 15-30중량부 범위가 바람직하다.
또한, 상기 CaO 성분은 Ca에 의해 식물의 발육, 성장, 결실을 촉진시키고, 토질의 산성화를 방지하는 역할을 한다. 농작물의 균형과 적정한 범위의 염기성을 고려하여 비료중에 함유되는 CaO 함량은 30-50중량부의 범위로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 비료는 식물의 엽록소 구성에 필요한 주요 촉진 원소인 MgO가 약 4-8중량부로 함유되어 있어, 토질의 산성화를 억제하는 효과를 나타낸다. 상기 비료 중의 MgO 함량이 4중량부 이하가 되거나 8중량부 이상이 되면 과실의 경우 모양과 맛 등의 특성을 살릴 수 없어 바람직하지 않다.
또한, 본 발명의 비료중 Mn 성분은 상기 MgO와 함께 존재하여 식물의 엽록소 구성에 주요한 역할을 하는데, 산성 토질의 개선을 위해서는 약 3-6중량부가 바람직하다.
또한, 상기 S와 P2O5성분은 식물의 광합성 호흡작용과 당 대사 등의 중간 생성물로서 중요하며 핵산, 효소의 구성원소로서도 필요하나 과중하면 역효과를 나타내므로 비료중 1중량부 이하로 하는 것이 바람직하다.
식물의 경우, SiO2, CaO, MgO, MnO, S, P2O5성분은 유용하지만, 불가피한 원소중에 포함되는 Al2O3성분은 식물의 성장 및 발육에 유해하므로 가능한 적을수록 바람직하다.
본 발명의 규산 고토 석회질 비료는 원료로서 광물질을 채광, 파쇄, 수세, 분쇄, 혼련하는 과정에 의해 제조 가능하다. 그러나, 바람직하게는 제철소에서 발생되는 부산물, 구체적으로 제선과정에서 출선된 용선을 탈황(desulfer), 탈규(desillicon), 탈인(dephosphorization) 처리하는 예비처리 과정후에 생성된 용선 슬래그를 배재, 수집, 수쇄하여 냉각한 다음 분쇄하여 입도 선별하는 과정을 통하여 제조한다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 구체적으로 예시하고자 제시된 것으로, 본 발명의 범위가 이들 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1-5>
규산 고토 석회질 비료
용광로에서 출선된 용선을 탈황, 탈인, 탈규처리한 후에 생성된 용선 슬래그를 배제, 수집, 수쇄하여 냉각한 다음 이를 1mm 이하로 분쇄하고 선별 처리하여 실시예 1-5의 비료를 제조하였으며, 각각의 조성은 하기 표 2와 같다.
하기 표 2의 조성물 갖는 비료 즉, 종래 비료 1-4와 본 발명의 비료인 실시예 1-5의 규산 고토 석회질 비료를 통상의 방식으로 농작물 재배시 사용하였으며, 그 결과는 하기 표 2에 제시하였다.
조성(중량부)시료명 SiO2 CaO MgO MnO S P2O5 기타 판정
종래비료 1 25.58 37.05 3.38 1.32 1.13 8.38 23.16 성장,결실 미흡
종래비료 2 26.04 43.71 2.83 2.71 0.71 6.90 17.10
종래비료 3 26.62 41.44 2.53 1.15 1.21 7.11 19.94
종래비료 4 23.31 28.26 3.28 2.65 미량 3.28 39.22
실시예 1 21.70 42.50 7.47 4.26 0.72 0.16 23.19 발육,성장,결실양호
실시예 2 19.08 40.44 7.69 4.45 0.93 0.17 27.24
실시예 3 20.93 42.70 6.86 4.97 0.94 0.16 23.44
실시예 4 19.36 40.62 6.84 4.22 0.91 0.17 27.88
실시예 5 19.26 41.65 6.27 4.18 0.92 0.16 27.56
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 비료 즉, 실시예 1-5는 염기 포화도가 비교적 높아 산성 토질 개량에 적합함을 알 수 있으며, 또한 종래의 비료에 비하여 MgO나 MnO 성분이 많고 상대적으로 불순물 함량이 적게 함유되어 있어 농작물의 발육, 성장, 결실에 매우 유리함을 알 수 있다.
본 발명의 용선 예비처리후 발생되는 슬래그를 이용한 규산 고토 석회질 비료는 종래의 비료와는 달리 산성 토질 개량에 유용하고, 작물 재배에 필요한 MgO나 MnO 성분이 다량 함유되어 있을 뿐만 아니라, 제철소에서 발생되는 부산물인 용선 예비처리후 슬래그를 이용하여 제조가능하다는 점에서 경제적 및 환경보호 측면에서 획기적인 효과를 제공한다.

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. SiO215-30중량부, CaO 30-50중량부, MgO 4-8중량부, MnO 3-6중량부, S 0.7-1.0중량부 및 P2O50.15-0.19중량부를 포함하는 규산 고토 석회질 원료를 제철소에서 발생된 부산물중 제선과정에서 출선된 용선을 탈황, 탈규, 탈인 처리한후, 생성된 슬래그를 배재, 수집, 수쇄하여 냉각한 다음, 분쇄하여 입도 선별처리하는 과정을 통하여 제조된 것을 특징으로 하는 규산 고토 석회질 비료의 제조방법.
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