KR100395608B1 - Method for zeolite having potassium - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제오라이트의 특성에 의해 토양의 지력을 증진시킬 수 있을 뿐만 아니라 식물의 3대 필요원소 중 하나인 칼륨을 구성물질로 갖는 칼륨비료용 제오라이트의 제조방법에 관한 것으로, 천연 제오라이트를 암모늄염으로 처리하여 나트륨 이온을 암모늄이온으로 치환시키는 단계와, 암모늄이온이 담지된 제오라이트를 가열하여 수소이온이 담지된 제오라이트를 형성하는 단계와, 수소이온과 칼륨이온을 치환하는 단계와, 칼륨이온이 담지된 제오라이트를 가열하여 순도를 높이는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다. 따라서 경작지 토양에서 토양수에 용해되는 칼륨 이온이 부족할 때 식물의 3대 필요원소 중 용해되게 하는 이점이 있다.The present invention relates to a method of preparing a zeolite for potassium fertilizer having potassium as a constituent as well as enhancing soil intellect by the characteristics of zeolite, and treating natural zeolite with ammonium salt. Substituting sodium ions with ammonium ions, heating zeolites with ammonium ions to form zeolites with hydrogen ions, substituting hydrogen ions with potassium ions, zeolites with potassium ions It characterized by consisting of a step of heating to increase the purity. Therefore, there is an advantage of dissolving among the three necessary elements of the plant when there is a shortage of potassium ions dissolved in soil water in arable land.
Description
본 발명은 칼륨비료용 제오라이트의 제조방법으로서, 더욱 상세하게는 천연 제오라이트 특성으로 의해 지력을 증진시킬 수 있을 뿐만 아니라, 천연 제오라이트에 포함된 나트륨을 칼륨으로 치환시킴으로써 식물의 3대 필수원소 중 하나인 칼륨을 구성물질로 갖게 되는 칼륨비료용 제오라이트의 제조방법에 관한 것이다.The present invention is a method for producing a zeolite for potassium fertilizer, more specifically, it is possible to enhance the intelligence by the nature of the natural zeolite, as well as one of the three essential elements of the plant by replacing the sodium contained in the natural zeolite with potassium It relates to a method for producing a zeolite for potassium fertilizer having potassium as a component.
종래 칼륨공급원으로서 식물을 태운 재나 칼륨을 함유한 천연광물을 이용하여 왔고, 화학적으로 제조한 것은 염화칼륨 내지 황산칼륨 등의 상태로 공급되어 왔다. 그러나, 이와 같이 화학적으로 제조하는 것은 장기 시비시 토양의 산성화가 문제되어 왔다. 그 밖에 칼륨을 천연 벤토나이트, 제오라이트, 규조로에 담지한 것이 있다.Conventionally, as a potassium source, plant-burned ashes and natural minerals containing potassium have been used, and chemically manufactured products have been supplied in the form of potassium chloride to potassium sulfate. However, such chemical preparation has been a problem of acidification of soil during long term fertilization. In addition, potassium is supported in natural bentonite, zeolite and diatom furnace.
이상에서 설명한 물질 중 천연 제오라이트는 농업용 토양 개선제로 사용되고 있다. 상기와 같은 제오라이트는 양이온 치환용량이 큰 다공질 점토광물로 이루어져 있어서, 보비력 증대, 유해성분 흡착 및 특수성분의 공급효과가 있으므로, 이를 통해 양분용탈방지효과 등을 높여 생산력 증대를 꾀하고 있다.Among the materials described above, natural zeolite is used as an agricultural soil improver. Zeolite as described above is composed of porous clay minerals with a large cation substitution capacity, thereby increasing the binding power, adsorption of harmful components and supply of special ingredients, thereby increasing the nutrient desorption effect, thereby increasing productivity.
이와 같은 천연 제오라이트의 종류는 약 40종 이상 발견되었으나 우리나라에서 주로 발견되는 제오라이트 종류로는 모데나이트(Mordenite, Na8[(AlO2)8(SiO2)40].24H2O))와, 크리노프티로라이트(Clinoptilolite, Na6[(AlO2)6(SiO2)30].24H2O) 등이 알려져 있다.About 40 kinds of natural zeolites have been found, but the zeolites mainly found in Korea are mordenite (Na 8 [(AlO 2 ) 8 (SiO 2 ) 40 ] .24H 2 O)) and Clinoptilolite, Na 6 [(AlO 2 ) 6 (SiO 2 ) 30 ] .24H 2 O, and the like are known.
그런데, 상기 모데나이트나 크리노프티로라이트와 같은 제오라이트는 모두 나트륨(Na)을 다량 담지하고 있기 때문에 토양에 장기적으로 시비하게 되면 나트륨(Na)과량을 원인으로 한 식물에 부작용이 우려되고, 이와 같은 천연 제오라이트에 칼륨(K)이온을 순도 높게 담지하려면 상기에서 설명한 천연 제오라이트에 담지된 나트륨(Na)이온이 방해 요소가 되며, 천연 제오라이트 상태에서 칼륨(K)이온을 담지하면 담지된 나트륨(Na)이온이 일부 남아 있게 되는데, 이렇게 남아 있는 나트륨(Na)이온은 칼륨(K)이온과 공통이온효과 현상으로 이와 같이 만든 제오라이트를 토양에 일정량 이상 시비시 토양을 지나치게 알칼리화시키는 경향이 있다.However, since all of the zeolites such as mordenite and cryoptirolite carry a large amount of sodium (Na), if the soil is fertilized in the long term, the side effects of the plant caused by the excess of sodium (Na) are concerned. To carry potassium (K) ions with high purity in the same natural zeolite, sodium (Na) ions supported in the above-described natural zeolite are hindered, and when potassium (K) ions are supported in the natural zeolite state, the supported sodium (Na) Some ions remain, and the remaining sodium (Na) ions have a common ionic effect with potassium (K) ions, which tends to overalize the soil when a certain amount of zeolite is applied to the soil.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은 제오라이트인 모데나이트와 크리노프티로라이트에서 나트륨을 제거하고 칼륨을 담지시켜 경작지토양에서 칼륨을 칼륨이온으로 토양수에 순도 높게 용해될 수 있도록 하며 모데나이트나 크리노프티로라이트에 의한 나트륨의 축적을 억제할 수 있도록 한 칼륨비료용 제오라이트의 제조방법을 제공함에 있다.The present invention was developed to solve the above problems, an object of the present invention is to remove the sodium from the zeolite mordenite and cryoptirolite and to carry potassium to support potassium in the soil soil as potassium ion in soil water The present invention provides a method for producing a zeolite for potassium fertilizer, which can be dissolved in high purity and suppresses the accumulation of sodium by mordenite or cryopyrolite.
도 1은 본 발명의 칼륨비료용 제오라이트 제조방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.1 is a flowchart sequentially showing a method for preparing a zeolite for potassium fertilizer of the present invention.
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 천연 제오라이트를 암모늄염으로 처리하여 나트륨이온을 암모늄이온으로 치환시키는 단계와, 암모늄이온이 담지 된 제오라이트를 가열하여 수소이온이 담지된 제오라이트를 형성하는 단계와, 수소이온이 담지된 제오라이트를 수산화칼륨이 용해된 수용액으로 처리하여 수소이온과 칼륨이온을 치환하는 단계와, 칼륨이온이 담지된 제오라이트를 가열하여 순도를 높이는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention for realizing the above object comprises the steps of: treating a natural zeolite with an ammonium salt to replace sodium ions with ammonium ions, heating the zeolite with ammonium ions to form a zeolite carrying hydrogen ions; Substituting a hydrogen ion-supported zeolite with an aqueous solution of potassium hydroxide is substituted for the hydrogen ions and potassium ions, characterized in that consisting of the step of heating the potassium ion-supported zeolite to increase the purity.
이와 같이 이루어진 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention made as described above are as follows.
천연 제오라이트에 담지된 나트륨이온을 제거하기 위해 나트륨보다 이온화 경향이 큰 암모늄이온이 함유된 암모늄염으로 처리하여 나트륨이온을 암모늄이온으로 치환시킨 다음, 상기 결과물을 가열하여 수소이온이 담지된 제오라이트를 형성한 후에 이를 수산화칼륨이 용해된 수용액으로 처리하여 수소이온과 칼륨이온을 치환하고 나서, 상기 결과물을 건조시키고, 휘발될 수 있는 물질은 휘발시킴으로써 순도가 높은 칼륨비료용 제오라이트를 형성한다.In order to remove sodium ions supported on natural zeolites, ammonium salts containing ammonium ions having a greater tendency of ionization than sodium were substituted to replace sodium ions with ammonium ions, and the resultant was heated to form zeolites carrying hydrogen ions. Subsequently, it is treated with an aqueous solution in which potassium hydroxide is dissolved to replace hydrogen ions and potassium ions, and then the resultant is dried and volatilizable substances are volatilized to form zeolite for potassium fertilizer with high purity.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이다. 도 1은 본 발명에 의한 칼륨 비료용 제오라이트 제조방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, this embodiment is not intended to limit the scope of the present invention, but is presented by way of example only. 1 is a flowchart sequentially showing a method for preparing a zeolite for potassium fertilizer according to the present invention.
상기 도면에서 도시된 바와 같이, 우선 천연 제오라이트인 모데나이트 또는 크리노프티로라이트에 담지된 나트륨이온을 제거하기 위해 나트륨이온보다 담지할 경향이 큰 암모늄이온으로 치환하기 위해 암모늄염으로 처리한다.As shown in the figure, first, the ammonium salt is treated with ammonium ions to replace the ammonium ions which are more likely to be supported than the sodium ions in order to remove the sodium ions supported by the natural zeolite, mordenite or cryopyrolite.
상기 공정에 있어서는, 양이온 치환용량(CEC)이 100meq/100g인 크리노프티로라이트를 4메쉬125메쉬 정도로 분쇄한 후 크리노프티로라이트에 담지 된 나트륨을 효과적으로 제거하기 위하여 NH4염으로 처리하여 나트륨을 크리노프티로라이트로부터 제거함이 바람직하다.In the above step, 4 meshes of Clinofyrolite having a cation substitution capacity (CEC) of 100 meq / 100 g. After grinding to about 125 mesh, it is preferable to remove sodium from Clinofthyrolite by treating with NH 4 salt in order to effectively remove sodium supported in Clinofthyrolite.
그런 다음 NH4이온을 담지시킨 제오라이트를 대기 중에서 550℃750℃ 온도 범위로 가열(S2O)하여, 수소이온이 담지된 제오라이트를 형성하고 이렇게 만든 제오라이트 200g을 밀폐된 용기에 보관하고, KOH 7.8g을 물에 녹여 200cc가 되게 한 다음 이렇게 만든 수용액에 보관한 수소이온 담지된 제오라이트 200g을 침적시켜 수소이온과 칼륨이온을 치환시킨다(S30).Then, the zeolite carrying NH 4 ions was 550 ° C. in air. Heated to a temperature range of 750 ° C. (S 2 O) to form a zeolite loaded with hydrogen ions, and stored 200 g of the zeolite thus prepared in a sealed container, 7.8 g of KOH was dissolved in water to 200 cc, and then stored in the aqueous solution thus prepared. Hydrogen ion-supported zeolite 200g is deposited to substitute hydrogen ions and potassium ions (S30).
이때 크리노프니로라이트를 KOH수용액에서 침적된 상태로 상온(15℃35℃)에서 1시간 정도 교반(S40)하여 칼륨이온과 수소이온을 충분히 치환시킨 후 120℃∼650℃ 온도 범위에서 가열하여 수분을 제거하여 순도높게 칼륨이온이 담지된 제오라이트를 형성하여 본 발명에 의한 칼륨비료용 제오라이트를 완성하게 된다(S50).At this time, room temperature (15 ℃) in which Crinoproniolite was deposited in KOH aqueous solution. 35 ℃) at about 1 hour (S40) to sufficiently replace the potassium ions and hydrogen ions, and then heated in the temperature range of 120 ℃ ~ 650 ℃ to remove moisture to form a zeolite carrying a high purity potassium ion in the present invention Zeolite for potassium fertilizer is completed (S50).
상기한 바와 같이 본 발명은 경작지 토양에서 용해되는 칼륨(K)이온이 부족할 때 본 발명의 방법으로 만든 제오라이트를 토양에 시비하면 종래 칼륨비료의 문제점이 발생하지 않고 식물의 3대 필수물질인 칼륨(K)이 순도높게 토양수에 용해되고 더욱이 토양의 pH완충효과가 있어 토양의 산성화를 막아 줄 수 있다는 이점이 있다.As described above, the present invention, when lacking potassium (K) ions dissolved in arable land, fertilizing zeolite made by the method of the present invention in the soil does not cause problems of conventional potassium fertilizer and potassium (three essential substances of plants) K) is highly dissolved in soil water, and there is an advantage in that the pH buffer effect of the soil can be prevented to prevent acidification of the soil.
또한 제오라이트의 효과에 의해 토양의 지력을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 지속적으로 토양에 칼륨(K)이온을 공급할 수 있는 효과가 있다.In addition, the effect of zeolite can not only improve the soil strength of the soil, but also has the effect of continuously supplying potassium (K) ions to the soil.
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