KR100771489B1 - 악취가 발생하지 않는 입상부산석고비료 및 그 제조방법 - Google Patents

악취가 발생하지 않는 입상부산석고비료 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 악취가 발생하지 않는 입상비료, 입상부산석고비료 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 입상비료 및 입상부산석고비료의 제조시 발생하는 악취를 효과적으로 제거하기 위하여, 입상비료의 원료에 pH를 조절하기 위한 첨가제 및 조립제로서 암모니아 화합물을 첨가하여 제조되는 입상비료, 입상석고비료 및 그 제조방법을 제공한다.
특히 본 발명의 조립제인 암모니아 화합물은 입상비료의 제조과정에서 악취를 발생시키지 않아 입상비료의 제조를 훨씬 용이하게 할 뿐 아니라, 식물의 흡수가 용이한 무기태 질소가 함유되어 있어 높은 시비효과를 기대할 수 있다. 이에 더하여 입상부산석고비료를 제조시 초기 건조과정을 생략할 수 있어 생산성 측면에서 매우 유용한 효과를 가진다.
입상비료, 입상부산석고비료, 조립제, 점결제, 암모니아 화합물,

Description

악취가 발생하지 않는 입상부산석고비료 및 그 제조방법{GGRANULAR RESIDUAL GYMSUM FERTILIZER FOR PREVENTING GENERATION OF MALODOR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 악취가 발생하지 않는 입상비료, 입상부산석고비료 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 입상비료 및 입상부산석고비료의 제조시 발생하는 악취를 효과적으로 제거하기 위하여, 입상비료의 원료에 pH를 조절하기 위한 첨가제 및 조립제로서 암모니아 화합물을 첨가하여 제조되는 입상비료, 입상석고비료 및 그 제조방법에 관한 것이다.
현재 입상비료의 생산시 사용되는 조립제(바인더)로는 당밀, 발효부산물(CMS),단백질, 아미노발효부산액 및 흑액 등이 사용되고 있다. 이러한 조립제는 입상비료를 제조하는 데는 유용하였으나, 비료의 생산과정에서 상기 조립제가 비료원료와 반응하여 암모니아 가스가 발생하거나 건조과정에서 유기물 타는 냄새 및 조립제 자체에서 심한 악취를 동반하였다.
이에 일부 비료회사에서는 세정탑 등의 악취제거설비를 설치·운영하고 있지 만, 완전한 탈취가 어려울 뿐 아니라, 2005년 개정 시행된 악취방지법에 의해 일부 업체에서는 조업이 중단되는 문제가 발생하기도 하였다.
한편 일반적으로 석고(Gypsum, CaSO₄·2H₂O)는 천연적으로 퇴적암 형태로 퇴적되어 있기도 하지만, 대부분 인신비료를 제조할 때 부산물로 산출된다. 비료제조 부산물로 나오는 석고는 pH가 2 ~ 3 정도로 강산성을 나타낸다. 인산석고부산비료 생성 과정은 다음과 같다.
CaF(PO4)3 + 5H2S04 + 2H20 → 3H3PO4 + HF + 5CaSO4·2H20
상기 반응에서 H3PO4를 분리하여 비료원료로 사용하며 CaSO4·2H20는 석고로서 활용된다.
이와 같은 과정에 의하여 약 3.3톤의 인광석 분말에 2.8톤의 황산을 가하여 1톤의 인산질 비료를 제조하는 과정에서 약 5톤의 석고가 생산된다. 우리나라에서는 매년 230만 톤의 석고가 비료제조 과정에서 생산되어 석고보드, 시멘트 원료 등건축자재로 쓰이고 나머지는 적재되어 현재 약 2천만톤에 이르고 있다.
그리고, 석고의 조성은 CaSO₄ㆍ2H₂O로 석회와 황산기가 주성분이다. 일반 농경지에 석회 또는 유황 성분을 공급할 목적으로 석고를 시용할 수 있으나 일반농경지에 석고를 시용하면 토양 pH를 더욱 낮추는 것이 문제가 된다. 따라서 pH가 높은 석탄회와 석고를 혼합하여 토양개량제로서의 가능성 연구는 수행되었으며 이에 관한 특허(특1999-0046573)도 공개되었다.
또한, 새로 간척된 토양과 같이 pH가 높은 특수한 토양에 석고를 시용하면 Ca 성분이 토양을 입단화 함으로써 투수 속도를 빠르게 함과 동시에, 간척지 토양 표토에 너무 많아 문제가 되고 있는 Na+와 Mg2+를 Ca2+로 치환하여 신속한 제염을 기대할 수 있으며, 높은 pH를 알맞게 낮추며, 교질점토의 안정화와 염기의 균형공급을 통하여 토양 개량 효과가 인정되어 현재 영농에 일부 활용되고 있다.
그러나 상기 입상부산석고비료의 제조시, 상술한 악취에 의한 문제점 외에도 원료인 인산부산석고의 함수율이 높아 반드시 건조과정을 수반하여 시간 및 비용이 많이 소요된다는 문제가 있었다.
보다 구체적으로 조립제로서 발효부산물 등을 첨가하는 경우 악취가 발생하는 것 외에도 함수율이 높은 인산부산석고를 입상부산석고비료로 제조하는 경우 1차건조를 통해 함수율을 낮춘 후 조립제(발효부산물)를 분사하여 다시 2차건조를 통해 입상부산석고비료를 제조하였다. 그러나 2차에 걸친 건조는 건조비용의 증대와 더불어 전처리 설비의 투자비용으로 인해 생산성에 큰 문제가 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 입상비료의 제조시 발생하는 악취를 효과적으로 제거하기 위하여, 입상비료의 원료 에 pH를 조절하기 위한 첨가제 및 조립제로서 암모니아 화합물을 첨가하는 것을 포함하는 입상비료를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 인산부산석고에, 조립제와 반응하는 황산화합물 및 조립제로서 암모니아 화합물을 반응시켜 악취를 발생시키지 않으면서 동시에 초기 건조과정을 생략할 수 있는 입산부산석고비료 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 한 특징에 따른 입상비료는, 입상비료의 원료, 산도조절제인 첨가제 및 조립제로서 상기 첨가제와 반응하는 암모니아 화합물을 포함하며 악취를 발생시키지 않는다.
상기 입상비료의 원료는 바람직하게는 수재슬래그, 슬래그 파우더, 석회고토, 수미석 및 마그네사이트로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느하나 이상인 것인 것을 사용할 수 있다.
상기 첨가제는 황산화합물이며, 예를 들어 황산아연, 황산철, 황산망간, 황산알루미늄, 황산나트륨 및 그 수화물로 구성되는 군으로부터 구성되는 어느하나 이상인 것을 사용할 수 있다. 또한 상기 황산화합물은 바람직하게는 상기 입상비료의 원료 100 중량부에 대하여 5 ~ 15 중량부를 사용하며, 상기 반응은 pH 6 ~ 8 에 서 수행되는 것이 좋다.
상기 암모니아 화합물은 바람직하게는 인산암모늄, 질산암모늄, 황산암모늄, 요소 및 그 수화물로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 사용할 수 있으며, 상기 암모니아 화합물의 상은 액상인 것이 좋으며, 이 경우 상기 암모니아 화합물은 바람직하게는 용매 100 중량부에 대하여 15 ~ 40 중량부를 첨가할 수 있다. 한편 상기 용매는 물을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 분무형태로 반응에 첨가된다.
한편, 상기 암모니아 화합물은 입상비료의 원료 100 중량부에 대하여 바람직하게는 10 ~ 20 중량부를 첨가한다.
상기 반응에 의하여 제조되는 입상비료는 바람직하게는 규산질 비료, 석회고토비료, 고토붕소비료 및 아미노산발효부산비료 등이 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 입상부산석고비료는, 인산부산석고에, 조립제와 반응하기 위한 황산화합물 및 조립제로서 상기 황산화합물과 반응하는 암모니아 화합물을 포함하며 악취를 발생시키지 않는다.
상기 인산부산석고 100중량부에 대하여 바람직하게는 조립제와 반응하는 황산화합물 5 ~ 15 중량부 및 조립제로서 암모니아 화합물 10 ~ 20 중량부를 반응시 켜 악취를 발생시키지 않는 것도 가능하다.
상기 황산화합물은 바람직하게는 황산아연, 황산철, 황산망간, 황산알루미늄, 황산나트륨 및 그 수화물로 구성되는 군으로부터 구성되는 어느하나 이상인 것을 사용할 수 있다.
상기 반응은 바람직하게는 pH 6 ~ 8 에서 수행된다.
상기 암모니아 화합물은 바람직하게는 인산암모늄, 질산암모늄, 황산암모늄, 요소 및 그 수화물로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 암모니아 화합물은 액상으로서 분무형태로 상기 반응에 첨가된다.
상기 암모니아 화합물은 바람직하게는 용매 100 중량부에 대하여 15 ~ 40 중량부로 구성된다.
한편 상기 인산부산석고에 수재슬래그 및 그 파우더를 단독 또는 혼합하여 더 첨가하는 것도 가능하며, 바람직하게는 상기 수재슬래그 및 그 파우더는 인산부산석고 100중량부에 대하여 20 ~ 30 중량부를 더 첨가할 수도 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 입상부산석고비료를 제조하는 방법은,
입상부산석고비료를 제조하는 방법에 있어서, (1) 인산부산석고에 황산화합물을 첨 가하여 혼합하는 단계, (2) 상기 혼합된 인산부산석고를 분쇄하는 단계, 및 (3) 상기 분쇄된 인산부산석고에 상기 기재의 암모니아 화합물을 분무형태로 분사하여 입상화하는 단계를 포함한다.
상기 암모니아 화합물은 용매 100중량부에 대하여 10 ~ 40 중량부로 희석한다.
상기 (1)단계의 예비단계로서 상기 인산부산석고를 분쇄하는 단계를 더 포함
하는 것도 가능하다.
상기 (1)단계와 (2)단계 사이에 바람직하게는 입도가 큰 인산부산석고를 선별하여 (1)단계로 재투입시키는 단계를 더 포함하는 것도 가능하다.
상기 (2)단계의 반응은 바람직하게는 pH 6 ~ 8의 조건에서 수행될 수 있다.
상기 (1) ~ (3) 단계 중 어느 한단계에 바람직하게는 수재슬래그 및 그 파우더를 단독 또는 혼합하여 더 첨가하는 것도 가능하다.
상기 (4)단계 이후 바람직하게는 건조하는 단계를 더 포함하는 것도 가능하다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 입상비료는, 입상비료의 원료, pH를 조절하기 위한 첨가제 및 조립제로서 암모니아 화합물을 반응시키는 것을 포함하며 악취를 발생시키지 않는다.
먼저 본 발명에 사용되는 입상비료의 원료에 대해 설명한다.
본 발명에서 사용되는 입상비료의 원료는 유기·무기성 입상비료를 제조할 수 있는 것이면 가능하나, 바람직하게는 수재슬래그, 슬래그 파우더, 석회고토, 수미석 및 마그네사이트 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 이 경우 주원료로서 수재슬래그와 슬래스 파우더를 사용하면 규산질 비료가 제조되고, 석회고토를 사용하면 석회고토비료, 수미석과 마그네사이트 및 보렉스 등을 사용하면 고토붕소비료가 생산된다. 또한 아미노산발효부산액을 원료로 사용하면 아미노산발효부산비료가 생산된다. 한편 상기 입상비료의 원료들은 대체적으로 알칼리성이므로 이를 중화시키기 위하여 첨가제를 투입할 수 있다.
다음으로 본 발명에 첨가되는 첨가제에 대하여 설명한다.
본 발명에서 첨가되는 첨가제는 입상비료의 제조시 반응단계의 pH를 조절하기 위한 것으로, 바람직하게는 산성을 띄는 황산화합물을 사용하며, 보다 바람직하게는 상기 황산화합물은 황산아연, 황산철, 황산망간, 황산알루미늄, 황산나트륨 및 그 수화물로 구성되는 군으로부터 구성되는 어느하나 이상인 것을 사용할 수 있다.
한편 상기 황산 화합물은 pH를 조절하는 기능 외에도 하기 반응식 1과 같이 조립제로서 첨가되는 암모니아 화합물과 결합한다. 이를 통해 비료원료가 입상화되며, 나아가 생성물에 포함되는 금속원자로 인해 입상화된 비료의 강도가 강화된다. 입상비료의 강도가 강화되면, 입상비료의 제조 후 건조단계에서 입상비료가 갈라지거나 깨지는 부작용을 방지할 수 있어 다루기가 매우 용이해진다.
MSO4 + 2NH4(aq) ⇒ (NH4)2M·SO4
단, 상기에서 M은 Fe 등 본 발명에 적용되는 황산 화합물의 일반식을 의미한다.
한편 입상비료의 원료 및 제조과정에서 분출되는 암모니아 가스는 일반적으로 반응조건에서 pH의 영향을 많이 받는다. 따라서 상기 악취제거반응이 효과적으로 수행되기 위해서는 pH 6 ~ 8의 조건에서 반응이 수행되는 것이 바람직하며 이를 위해서는 투입되는 황산염의 분량을 입상비료 원료의 종류에 따라 적절하게 투입하는 것이 중요하다.
이를 위해 본 발명에서 상기 첨가제의 투입비율은 바람직하게는 입상비료의 원료 100 중량부에 대하여 황산화합물 5 ~ 15 중량부를 투입하여 상기 반응조건을 pH 6 ~ 8로 유지한다.
다음으로 본 발명에 첨가되는 조립제에 대해 설명한다.
조립제(바인더)는 제조되는 비료를 입상화시키는 역할을 수행하는 것으로, 일반적으로 발효부산액을 사용하여 입상비료를 제조하였다. 그러나 상기 발효부산액은 염기조건에서 비료원료와 반응하여 암모니아 가스를 발생시킬 뿐 아니라, 발효부산액 자체가 심한 악취를 내포하고 있어 그 사용이 매우 제한적이다.
한편, 본 발명에서는 암모니아 화합물을 조립제로 사용하여 악취발생을 방지한다. 상기 암모니아 화합물은 발효부산물과는 달리 조립제 자체로서 악취가 거의 발생하지 않을 뿐 아니라 비료원료와의 반응시에도 악취를 유발하지 않는다. 본 발명의 암모니아 화합물은 자체적으로 물에 용해했을 경우에 암모니아 가스를 유발하지 않는다. 또한 원료의 산도를 중성 이하의 조건으로 만들었을 경우 원료와의 반응에서도 악취 발생이 없이 조립제(바인더)로서 효과적으로 사용할 수 있다. 다만 암모니아수 자체를 첨가하는 경우에는 암모니아 가스가 발생하여 본 발명의 목적을 달성하기 어렵다.
상기 조립제로 첨가되는 암모니아 화합물은, 바람직하게는 상기 첨가제에 의해 산도가 중성으로 조절된 후 첨가될 수 있다. 이 경우 상기 반응식 1과 같이 황산화합물과 반응하여 비료원료를 입상화시키며 이 때 제조된 입상비료는 종래의 입상비료에 비하여 악취가 발생하지 않을 뿐 아니라 비료자체의 강도가 현저히 향상된다.
상기 암모니아 화합물은 악취를 유발하지 않으면서, 바인더로서 작용할 수 있는 것이면 종류의 제한이 없지만 바람직하게는 인산암모늄, 질산암모늄, 황산암모늄, 요소 및 그 수화물로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 것을 사용할 수 있다.
한편 상기 암모니아 화합물은 비료원료와의 반응의 용이성을 고려할 때 액상인 것이 바람직하며, 첨가방법은 비료원료에 첨가할 수 있는 것이면 무방하게 사용가능하나 바람직하게는 분무형태로 비료원료에 첨가한다. 이 경우 바람직하게는 상기 암모니아 화합물은 입상비료의 원료 100 중량부에 대하여 10 ~ 20 중량부를 첨가할 수 있다. 만일 암모니아 화합물의 첨가량이 10 중량부 미만이면 비료원료의 입상의 정도가 미미하고, 20 중량부를 초과하면 조립기내에 고착 또는 성형제품의 크기가 커지는 문제가 발생할 수 있다.
상기 암모니아 화합물이 액상인 경우, 바람직하게는 용매 100 중량부에 대하 여 암모니아 화합물이 15 ~ 40 중량부이다. 만일 15 중량부 미만이면 농도가 너무 낮아 효과가 미미하며, 40 중량부를 초과하면 물에 용해되지 않은 입자로 인하여 조립제의 분사 시 노즐이 막히는 문제가 있다.
한편 상기 용매는 암모니아 화합물을 희석시킬 수 있는 것이면 종류의 제한이 없지만 바람직하게는 극성용매를 사용하며 더욱 바람직하게는 물을 사용하여 상기 암모니아 화합물을 희석한다.
상기 반응에 의하여 제조되는 입상비료는 유기·무기성 입상비료로서 암모니아 화합물을 조립제로 사용할 수 있는 것이면 종류의 제한이 없지만 바람직하게는 규산질 비료, 석회고토비료, 고토붕소비료 및 아미노산발효부산비료를 입상화시키는데 사용할 수 있다.
상술한 구성을 통해 제조된 입상비료는, pH 조절을 통한 중성영역의 입상비료를 생산하여 토양 내에서 발생할 수 있는 토양의 산성화 및 알칼리화를 예방하고 동시에 식물의 흡수가 용이하다.
또한 본 발명의 조립제인 암모니아 화합물은 입상비료의 제조과정에서 악취를 발생시키지 않아 입상비료의 제조를 훨씬 용이하게 할 뿐 아니라, 식물의 흡수가 용이한 무기태 질소가 함유되어 있어 높은 시비효과를 기대할 수 있다.
그 뿐 아니라, 조립제를 직접 입상비료의 원료에 분무하여 조립기의 회전력으로 응집을 촉진시켜 구형의 비료 원료를 형성시키며 이를 건조시켜 적당한 경도 및 흡수붕괴성이 우수하며 바람에 비산되지 않는 양질의 입상비료를 얻을 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 입상비료는. 인산부산석고에, 조립제와 반응하기 위한 황산화합물 및 조립제로서 암모니아 화합물을 반응시켜 악취를 발생시키지 않으면서도 건조단계를 생략할 수 있는 입상부산석고비료에 관한 것이다.
본 발명에서 사용되는 인산부산석고는 입상비료의 원료가 될 수 있는 것이면 종류의 제한없이 사용가능하며, 건조과정을 거치지 않아 함수율이 높은 일반적인 인산부산석고의 경우에도 후술하는 반응을 통해 별도의 건조과정 없이 사용할 수 있다.
다음으로 황산화합물을 설명한다.
상기 황산화합물은 입상부산석고비료의 제조시 첨가되는 조립제와 반응하여 인산부산석고를 입상화하며, 바람직하게는 황산화합물을 사용하며, 보다 바람직하게는 상기 황산화합물은 황산아연, 황산철, 황산망간, 황산알루미늄, 황산나트륨 및 그 수화물로 구성되는 군으로부터 구성되는 어느하나 이상인 것을 사용할 수 있다. 본 발명에서 상기 첨가제의 투입비율은 바람직하게는 입상비료의 원료 100 중량부에 대하여 황산화합물 5 ~ 15 중량부를 적절하게 투입하여 조립제와의 반응을 용이하게 수행한다.
다음으로 본 발명에 첨가되는 조립제에 대해 설명한다.
조립제(바인더)는 제조되는 비료를 입상화시키는 역할을 수행하는 것으로, 일반적으로 발효부산액 등을 사용하여 입상비료를 제조하였다. 그러나 상기 발효부산액 등은 발효부산액 자체가 심한 악취를 내포하고 있어 그 사용이 매우 제한적이다.
한편, 본 발명에서는 암모니아 화합물을 조립제로 사용하여 악취발생을 방지한다. 상기 암모니아 화합물은 발효부산물과는 달리 조립제 자체로서 악취가 거의 발생하지 않을 뿐 아니라 인산부산석고와의 반응시에도 악취를 유발하지 않는다. 본 발명의 암모니아 화합물은 자체적으로 물에 용해했을 경우에 암모니아 가스를 유발하지 않는다. 또한 원료의 산도를 중성 이하의 조건으로 만들었을 경우 원료와의 반응에서도 악취 발생이 없이 조립제(바인더)로서 효과적으로 사용할 수 있다. 다만 암모니아수 자체를 첨가하는 경우에는 암모니아 가스가 발생하여 본 발명의 목적을 달성하기 어렵다.
한편 상기 암모니아 화합물이 첨가되어 인산부산석고를 입상화시키는 원리는 상기 입상비료 부분에서 설명한 바와 같다.
상기 암모니아 화합물은 바인더로서 작용할 수 있는 것이면 종류의 제한이 없지만 바람직하게는 인산암모늄, 질산암모늄, 황산암모늄, 요소 및 그 수화물로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 것을 사용할 수 있다.
한편 상기 암모니아 화합물은 인산부산석고와의 반응의 용이성을 고려할 때 액상인 것이 바람직하며, 첨가방법은 인산부산석고에 첨가할 수 있는 것이면 무방하게 사용가능하나 바람직하게는 분무형태로 인산부산석고에 첨가한다. 이 경우 바람직하게는 상기 암모니아 화합물은 인산부산석고 100 중량부에 대하여 10 ~ 20 중량부를 첨가할 수 있다. 만일 암모니아 화합물의 첨가량이 10 중량부 미만이면 비료원료의 입상의 정도가 미미하고 20 중량부를 초과하면 조립기내에 입상비료가 고착되거나 성형제품의 크기가 커지는 문제가 발생할 수 있다.
상기 암모니아 화합물이 액상인 경우, 바람직하게는 용매 100 중량부에 대하여 암모니아 화합물이 15 ~ 40 중량부이다. 만일 15 중량부 미만이면 농도가 너무 낮아 효과가 미미하며, 40 중량부를 초과하면 용매에 용해되지 않은 암모니아 화합물 입자로 인하여 조립제의 분사 시 노즐이 막히는 문제가 있다.
한편 상기 용매는 암모니아 화합물을 희석시킬 수 있는 것이면 종류의 제한이 없지만 바람직하게는 극성용매를 사용하며 더욱 바람직하게는 물을 사용하여 상기 암모니아 화합물을 희석한다.
한편 본 발명에서 비료원료로서 함수율이 높은 인산부산석고의 초기 건조과정을 생략하고 수분함량이 높은 인산부산석고를 그대로 반응시켜 입상부산석고비료 를 제조할 수 있다.
이를 위해 인산부산석고에 바람직하게는 알칼리 화합물을 첨가하며, 더욱 바람직하게는 알칼리성을 띄는 수재슬래그 및 그 파우더를 단독 또는 혼합하여 더 첨가하는 것도 가능하다. 보다 구체적으로, 산성인 입상부산석고비료와 황산화합물의 혼합에 알칼리성을 띄는 수재 슬래그 및 슬래그 파우더를 단독 또는 혼합하여 첨가함으로서, 산·알칼리 반응에서 발생하는 발열반응을 통해 함수율이 높은 인산부산석고를 건조할 수 있다.
한편 상기 반응은 pH 6 ~ 8의 조건에서 진행되는 것이 중성 비료를 생산하는데 유리하므로, 바람직하게는 상기 알칼리 화합물의 첨가량을 적절하게 조절하여 산도를 중성으로 유지할 수 있다.
상기 알칼리 화합물 중 수재슬래그 및 그 파우더는 일반 알칼리 화합물과는 달리 규산질성분으로서 식물의 증수 및 토양개량에 유용하게 활용될 수 있다. 보다 구체적으로 바람직하게는, 상기 수재슬래그 및 그 파우더는 인산부산석고 100중량부에 대하여 20 ~ 30 중량부를 더 첨가한다. 만일 20 중량부 미만으로 첨가하면 산도를 중성영역으로 조절하기 어려울 뿐 아니라 규산질성분의 첨가효과가 미미하고 30중량부를 초과하면 과도한 규산질 성분이 토양에 공급되어 식물 생장을 저해할 수 있다.
상술한 구성을 통해 제조된 입상부산석고비료는 상술한 입상비료가 가지는 효과 외에도 수분의 함량이 많은 인산부산석고를 초기 건조공정을 거치지 않고도 그대로 반응시켜 입상부산석고비료를 제조할 수 있으므로 건조비용 및 생산시간을 단축할 수 있을 뿐 아니라, 석고의 특성으로 인한 건조과정 중의 분말화를 방지하여 효과적으로 입상부산석고비료를 생산할 수 있다.
또한 제조된 입상부산석고비료는 함수율이 5% 미만으로 제조되어 적당한 정도의 수분을 포함하므로 포장된 석고비료가 뭉치지 않게 되어, 입상부산석고비료의 취급 및 살포가 용이하다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 입상부산석고비료를 제조하는 방법은,입상부산석고비료를 제조하는 방법에 있어서, (1) 인산부산석고에 황산화합물을 첨
가하여 혼합하는 단계, (2) 상기 혼합된 인산부산석고를 분쇄하는 단계, 및 (3) 상
기 분쇄된 인산부산석고에 상기 기재의 암모니아 화합물을 분무형태로 분사하여 입상화하는 단계를 포함한다.
상기 (1)단계의 예비단계로서 바람직하게는 상기 인산부산석고를 분쇄하는 단계를 더 포함하는 것도 가능하며, 이 경우 함수율이 높은 인산부산석고가 조립기내에서 고착되는 것을 방지하는데 유리하다. 이 경우 인산부산석고를 분쇄하는 방법은 통상의 파쇄기를 사용할 수 있으며, 이 경우 분쇄된 입자의 입경은 제한이 없지만 바람직하게는 10 메쉬에 98%, 50메쉬에 50% 이상 통과하는 입경으로 분쇄할 수 있다.
(1)단계에서는 인산부산석고에 상기 기재의 황산화합물을 첨가한다.
(2)단계에서는 상기 혼합된 인산부산석고를 분쇄한다. 이 경우 인산부산석고를 분쇄하는 방법은 통상의 파쇄기를 사용할 수 있으며, 이 경우 분쇄된 입자의 입경은 제한이 없지만 바람직하게는 10 메쉬에 98%, 50메쉬에 50% 이상 통과하는 입경으로 분쇄할 수 있다.
또한, 상기 (1)단계와 (2)단계 중 어느 한 단계에, 바람직하게는 산도를 중성으로 유지하고 규산질 성분을 보충하기 위해 수재슬래그 및 그 파우더를 단독 또는 혼합하여 더 첨가하는 것도 가능하다.
한편 상기 (1)단계와 (2)단계 사이에 입경이 큰 인산부산석고를 선별하여 (1)단계로 재투입시키는 단계를 더 포함하는 것도 가능하다. 이를 통해 고른 입경을 갖는 원료를 얻을 수 있다.
(3)단계에서는 상기 재분쇄된 인산부산석고에 상기 기재의 암모니아 화합물을 분무형태로 분사하여 입상화하여 입상부산석고비료를 제조한다.
상기 (3)단계 이후 바람직하게는 건조하는 단계를 더 포함하는 것도 가능하 며 이 경우 건조방법 및 시간에는 제한이 없지만 바람직하게는 함수율이 5 % 미만이 되도록 건조한다.
건조가 끝난 입상부산석고비료는 수요자가 요구하는 입경의 크기에 따라 선별기를 통해 선별될 수 있으며, 선별된 입상부산석고비료는 포장단계를 거쳐 최종적으로 생산된다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 본 실시예는 가장 바람직한 실시형태를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위함이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 1> 입상부산석고비료의 제조
함수율이 25% 정도인 인산부산석고 100중량부에 수재 슬래그 및 슬래그 파우더 25 중량부와 황산철 7중량부를 교반하여 산도를 pH 6.8로 조절하였다. 상기 산도가 조절된 인산부산석고 혼합물을 파쇄기로 분쇄한 후 선별기에서 10 메쉬에 98%, 50메쉬에 50% 이상 통과하는 정도의 입경으로 조절하였다.
한편 물 100중량부에 인산암모늄 30 중량부를 희석하여 제조된 액상 조립제를 15중량부를 상기 재분쇄된 인산부산석고에 분사하여 인산부산석고를 입상화시켜 입상부산석고비료를 제조하였다. 그 뒤 제조된 입상부산석고비료를 로터리킬른으로 30분 동안 건조하여 함수율이 4%인 입상부산석고비료를 제조하였다.
< 실시예 2> 입상규산질비료의 제조
수재 슬래그 및 슬래그 파우더 100 중량부에 황산철 10 중량부를 혼합한 후 이를 교반하여 산도를 pH 6.7으로 조절하였다. 그 뒤 물 100중량부에 인산암모늄 35 중량부를 희석하여 제조된 액상 조립제를 20중량부를 상기 혼합된 원료에 분사하여 입상규산질비료를 제조하였다. 그 뒤 제조된 입상규산질비료를 로터리 킬른으로 30분 동안 건조하여 함수율이 4%인 입상규산질비료를 제조하였다.
< 실시예 3> 입상고토붕소비료의 제조
고토붕소비료의 원료인 마그네사이트(또는 수미석) 및 보렉스의 혼합물 100중량부에 황산망간 15중량부를 혼합한 후 이를 교반하여 산도를 pH 6.4로 조절하였다. 그 뒤 물 100중량부에 질산암모늄 30 중량부를 희석하여 제조된 액상 조립제를 25중량부를 상기 혼합된 원료에 분사하여 입상고토붕소비료를 제조하였다. 그 뒤 제조된 입상고토붕소비료를 로터리 킬른으로 30분 동안 건조하여 함수율이 4%인 입상고토붕소비료를 제조하였다.
< 실시예 4> 입상석회고토비료의 제조
석회고토 100중량부에 황산아연 12중량부를 혼합한 후 이를 교반하여 산도를 pH 6.5로 조절하였다. 그 뒤 물 100중량부에 질산암모늄 30 중량부를 희석하여 제조된 액상 조립제를 25중량부를 상기 혼합된 원료에 분사하여 입상석회고토비료를 제조하였다. 그 뒤 제조된 입상석회고토비료를 로터리 킬른으로 30분 동안 건조하여 함수율이 4%인 입상석회고토비료를 제조하였다.
본 발명의 구성에 따라 실시하여 제조된 입상비료들은 제조과정에서 악취가 거의 발생하지 않았다. 특히 입상부산석고비료의 경우 원료인 인산부산석고의 초기 건조과정을 생략할 수 있어 별도의 전처리 설비를 하지 않아도 입상비료를 제조할 수 있었다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 입상비료는, pH 조절을 통한 중성비료로 제조되어 토양 내에서 발생할 수 있는 토양의 산성화 및 알칼리화를 예방하고 동시에 식물의 흡수가 용이하다.
또한 본 발명의 조립제인 암모니아 화합물은 입상비료의 제조과정에서 악취를 발생시키지 않아 입상비료의 제조를 훨씬 용이하게 할 뿐 아니라, 식물의 흡수가 용이한 무기태 질소가 함유되어 있어 높은 시비효과를 기대할 수 있다.
그 뿐 아니라, 조립제를 직접 입상비료의 원료에 분무하여 조립기의 회전력으로 응집을 촉진시켜 구형의 비료 원료를 형성시키며 이를 건조시켜 적당한 경도 및 흡수붕괴성이 우수하며 바람에 비산되지 않는 양질의 입상비료를 얻을 수 있다.
또한 본 발명에 따른 입상부산석고비료는 상술한 입상비료가 가지는 효과 외 에도 수분의 함량이 많은 인산부산석고를 전처리 건조공정을 거치지 않고도 그대로 반응시켜 입상부산석고비료를 제조할 수 있으므로, 건조비용 및 생산시간을 단축할 수 있을 뿐 아니라, 석고의 특성으로 인한 건조과정 중의 분말화를 방지하여 효과적으로 입상부산석고비료를 생산할 수 있다.
또한 제조된 입상부산석고비료는 함수율이 5% 미만으로 제조되어 적당한 정도의 수분을 포함하므로 포장된 석고비료가 뭉치지 않게 되어, 입상부산석고비료의 취급 및 살포가 용이해 질 수 있다.

Claims (18)

  1. 인산부산석고에, 조립제와 반응하기 위한 황산화합물 및 조립제로서 상기 황산화합물과 반응하는 암모니아 화합물을 포함하며 악취가 발생하지 않는 것을 특징으로 하는 입상부산석고비료.
  2. 제1항에 있어서,
    인산부산석고 100중량부에 대하여 황산화합물 5 ~ 15 중량부 및 암모니아 화합물 10 ~ 20 중량부를 반응시켜 악취가 발생하지 않는 것을 특징으로 하는 상기 입상부산석고비료.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 황산화합물은 황산아연, 황산철, 황산망간, 황산알루미늄, 황산나트륨 및 그 수화물로 구성되는 군으로부터 구성되는 어느하나 이상인 것을 특징으로 하는 상기 입상부산석고비료.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 반응은 pH 6 ~ 8 에서 수행되는 것을 특징으로 하는 상기 입상부산석고비료.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 암모니아 화합물은 인산암모늄, 질산암모늄, 황산암모늄, 요소 및 그 수화물로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 상기 입상부산석고비료.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 암모니아 화합물은 액상인 것을 특징으로 하는 상기 입상부산석고비료.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 암모니아 화합물은 용매 100 중량부에 대하여 15 ~ 40 중량부인 것을
    특징으로 하는 상기 입상부산석고비료.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 암모니아 화합물은 분무형태로 상기 반응에 첨가되는 것을 특징으로 하
    는 상기 입상부산석고비료.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 인산부산석고에 알칼리성 화합물을 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 상기 입상부산석고비료.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 알칼리성 화합물은 수재슬래그 및 그 파우더를 단독 또는 혼합인 것을 특징으로 하는 상기 입상부산석고비료.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 수재슬래그 및 그 파우더는 인산부산석고 100중량부에 대하여 20 ~ 30 중량부를 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 상기 입상부산석고비료.
  12. 입상부산석고비료를 제조하는 방법에 있어서,
    (1) 인산부산석고에 황산화합물을 첨가하여 혼합하는 단계;
    (2) 상기 혼합된 인산부산석고를 분쇄하는 단계; 및
    (3) 상기 분쇄된 인산부산석고에 제5항 기재의 암모니아 화합물을 분무형태로 분사하여 입상화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입상부산석고비료의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 암모니아 화합물은 용매 100중량부에 대하여 10 ~ 40 중량부로 희석한 것을 특징으로 하는 상기 입상부산석고비료의 제조방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 (1)단계의 예비단계로서 상기 인산부산석고를 분쇄하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 입상부산석고비료의 제조방법.
  15. 삭제
  16. 제12항에 있어서,
    상기 (2)단계의 반응조건은 pH 6 ~ 8인 것을 특징으로 하는 상기 입상부산석고비료의 제조방법.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 (1) 또는 (2) 단계 중 어느 한단계에 수재슬래그 및 그 파우더를 단독 또는 혼합하여 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 상기 입상부산석고비료의 제조방법.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 (4)단계 이후 건조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 입상부산석고비료의 제조방법.
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