KR100864218B1 - 팽창질석을 이용한 토양개량제의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 팬창질석을 이용한 토양개량제의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 팽창질석에 녹니석, 유황, 칼슘 등이 혼합되어 연작의 피해를 일으키는 토양의 물리화학적 균형인 pH를 중성화시켜 농작물의 생육을 활성화시킬 수 있도록 한 발명에 관한 것이다.

전술한 본 발명의 특징은, 질석(蛭石, vermiculite)을 가마에 투입하여 800∼900℃의 열을 가하여 소성(燒成)시켜 열 팽창시킨 후 직경 4∼7mm크기의 입자로 파쇄하여 팽창질석 입자를 가공하는 단계; 천연광물인 녹니석(綠泥石, chlorite)을 채취하여 굵은 입자들로 파쇄하면서 불순물을 선별하여 제거한 후 자연 건조시켜 광물의 표피층에 함유된 수분을 건조하는 단계; 자연 건조된 녹니석을 건조로에 투입한 후 500∼700℃의 열을 가하여 광물에 함유된 수분을 완전히 건조시키는 단계; 건조된 녹니석을 곱게 분쇄하여 150메시의 입도(粒度)를 갖는 체로 걸러서 미세 분말로 가공하는 단계; 조개껍질이나 굴껍질을 채취하여 깨끗하게 세척하고, 건조시킨 후 가마에 투입하여 1,200∼1,300℃의 열을 가하여 소성(燒成)시킨 후 곱게 분쇄하여 150메시의 입도(粒度)를 갖는 체로 걸러서 미세 분말 상태의 탄산칼슘(CaCO₃)을 가공하는 단계; 팽창질석 입자 94∼96중량％, 녹니석 분말 3∼5중량％, 유황 분말 1.5∼2.5중량％, 탄산칼슘 분말 0.1∼0.3중량％를 교반기에 투입하여 고르게 혼합하는 단계; 고르게 혼합된 혼합물을 포장하는 단계로 이루어진 것 을 특징으로 하는 팽창질석을 이용한 토양개량제의 제조방법에 의하여 달성될 수 있는 것이다.

Description

팽창질석을 이용한 토양개량제의 제조방법{a manufacturing technique method of vermiculite}

도 1은 본 발명에 의한 토양개량제의 제조과정을 순차적으로 나열한 제조공정도.

본 발명은 팬창질석을 이용한 토양개량제의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 팽창질석에 녹니석, 유황, 칼슘 등이 혼합되어 연작의 피해를 일으키는 토양의 물리화학적 균형인 pH를 중성화시켜 농작물의 생육을 활성화시킬 수 있도록 한 발명에 관한 것이다.

일반적으로 토양의 산성화는 기후나 공해에 의해 토양의 pH가 낮아지는 현상을 말하는 것으로서, 주로 증발량이 강우량보다 클 때 산염의 분해로 유리된 염기가 유실되어 산성토양이 되는 기후에 의한 토양 반응이 있고, 규산염 광물과 가수 분해 산물의 분해, 부식이나 비료에 의한 산성화, 산성비와 공해물질 유입으로 인한 산성화 등이 있다.

이와 같이 토양이 산성화되면 식물이 제대로 자라지 못하게 되며 낙엽이나 동물 사체의 분해가 제대로 이루어지지 않아 토양 동물의 영양공급이나 먹이 제공에 직접적으로 영향을 주는 것이므로 산에 있는 흙, 퇴비와 같은 유기질 비료, 알칼리성 석회 등을 사용하여 토양을 중화시키는 기술이 많이 사용된다.

또한, 토양에 부식물질이 많으면 토양의 산도는 중성이고 적으면 산성이 강하게 되어 비료효과도 떨어지고 미생물의 서식이 어려워진다. 따라서, 현재 우리 농업에서 가장 노력해야 할 점은 토양에 유기물을 분해시키는 부식물질의 함량을 높이는 일이다.

현재 우리 나라의 경우 토양에 5％정도의 부식물질의 함유량이 있어야 함에도 불구하고 실제로는 부식물질의 함유량이 2％ 내외라고 보고되어 정상에서 3％가 부족한 실정이다.

더욱이 그 동안 일부농가들이 질소 함량이 높은 생 유기물을 사용하여 왔기 때문에 무기양분이 불용하여 토양이 굳어지고 물리성이 떨어지는 부패형 토양으로 대부분 바뀌어 가고 있다.

또한, 일부농가에서는 유기물의 중요성을 인식하고 토양에 유기물만 주면 자연적으로 좋은 미생물이 증식하는 것으로 믿고 있으나 현재 농가에서 사용하고 있는 유기질 퇴비들은 부패성 퇴비로 산성을 띄고 있으므로 토양의 산성화를 근본적으로 방지할 수 없었을 뿐 아니라 토양에 잡균 번식이 왕성해져 오히려 토양이 황 폐화되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 그 목적은 산성화된 토양을 중성화시키는 한편, 토양의 입단화(粒團化)를 조장하여 통기성 및 보수성을 좋게 하며 염기치환용량을 증가시켜 보비력(保肥力)을 향상시킬 수 있는 팽창질석을 이용한 토양개량제의 제조방법을 제공함에 있는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 질석(蛭石, vermiculite)을 가마에 투입하여 800∼900℃의 열을 가하여 소성(燒成)시켜 열 팽창시킨 후 직경 4∼7mm크기의 입자로 파쇄하여 팽창질석 입자를 가공하는 단계; 천연광물인 녹니석(綠泥石, chlorite)을 채취하여 굵은 입자들로 파쇄하면서 불순물을 선별하여 제거한 후 자연 건조시켜 광물의 표피층에 함유된 수분을 건조하는 단계; 자연 건조된 녹니석을 건조로에 투입한 후 500∼700℃의 열을 가하여 광물에 함유된 수분을 완전히 건조시키는 단계; 건조된 녹니석을 곱게 분쇄하여 150메시의 입도(粒度)를 갖는 체로 걸러서 미세 분말로 가공하는 단계; 조개껍질이나 굴껍질을 채취하여 깨끗하게 세척하고, 건조시킨 후 가마에 투입하여 1,200∼1,300℃의 열을 가하여 소성(燒成)시킨 후 곱게 분쇄하여 150메시의 입도(粒度)를 갖는 체로 걸러서 미세 분말 상태의 탄산칼슘(CaCO₃)을 가공하는 단계; 팽창질석 입자 94∼95.4중량％, 녹니석 분말 3∼3.9중량％, 유황 분말 1.5∼1.9중량％, 탄산칼슘 분말 0.1∼0.2중량％를 교반기에 투입하여 고르게 혼합하는 단계; 고르게 혼합된 혼합물을 포장하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 팽창질석을 이용한 토양개량제의 제조방법에 의하여 달성될 수 있는 것이다.

이하, 상기한 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예를 첨부된 도 1의 제조공정도에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

실시예

질석(蛭石, vermiculite)을 가마에 투입하여 약 850℃의 열을 가하여 소성(燒成)시켜 열 팽창시킨 후 직경 4∼7mm크기의 입자로 파쇄하여 팽창질석 입자를 가공하였다.

상기 질석은 양이온 교환능력이 크며 가열하면 팽창하는 성질이 있다.

이어서, 천연광물인 녹니석(綠泥石, chlorite)을 채취하여 굵은 입자들로 파쇄하면서 불순물을 선별하여 제거하고, 자연 건조시켰더니 광물의 표피층에 함유된 수분이 충분히 건조되었다.

이어서, 자연 건조된 녹니석을 건조로에 투입한 후 약 600℃의 열을 가하여 광물에 함유된 수분을 완전히 건조시켰더니 녹니석에 함유된 수분들이 완전히 건조되었다.

상기 건조로는 열가마 형태의 건조로 형태로 구성되어 녹니석을 투입하여 건조시켜도 무방하나 가마 내부를 통해 이동되는 컨베이어에 광물을 투입하여 약10∼ 20분간 이동시키면서 약600℃ 이상의 열을 가하여 건조하는 방법이 대량생산이 가능하여 바람직하다.

물론, 경우에 따라서는 경사지도록 장착되어 가열되는 회전로에 녹니석을 투입하여 열 건조시킬 수 있는 것이므로 본 발명에서는 녹니석의 건조방법에 국한되는 것은 아니다.

이어서, 건조된 녹니석을 곱게 분쇄하여 150메시의 입도(粒度)를 갖는 체로 걸러서 녹니석을 미세 분말로 가공하였다.

이어서, 조개껍질이나 굴껍질을 채취하여 깨끗하게 세척하고, 건조시킨 후 열 가마에 투입하여 1,200∼1,300℃의 열을 가하여 소성(燒成)시킨 후 곱게 분쇄하여 150메시의 입도(粒度)를 갖는 체로 걸러서 미세 분말 상태의 탄산칼슘(CaCO₃)을 가공하였다.

상기 탄산칼슘(CaCO₃)은 자연계에 존재하는 염 중에서 가장 많고 그 형태도 여러 가지이나 본 발명에서는 조개껍질이나 굴껍질을 열 처리하여 분쇄시킨 호분(胡粉)을 사용하였다.

상기 조개껍질에서 추출한 탄산칼슘은 인체에 무해하면서도 값이 싸고, 비중도 크지 않아 구입 및 사용이 편리할 뿐 아니라 수분을 흡착하므로 토양의 수분함유량 조절이 용이하면서도 산성을 중화시켜 산도를 적절하게 조절하는 역할을 수행한다.

이어서, 팽창질석 입자 500Kg, 녹니석 분말 20Kg, 유황 분말 10Kg, 탄산칼슘 분말 1Kg을 교반기에 투입하여 고르게 혼합하여 토양개량제 531Kg을 완성할 수 있었다.

이어서, 고르게 혼합된 토양개량제를 20Kg들이 포대에 각각 포장하여 토양개량제의 제조를 완료하였다.

이하, 본 발명에 사용된 물질들의 특징은 다음과 같다.

질석(蛭石)은 운모와 같은 결정구조를 가지는 단사정계에 속하는 광물로 버미큘라이트라고도 한다. 색깔은 회백색 또는 갈색이며 진주광택이 나는 것으로서 산에 쉽게 분해되고, 양이온 교환능력이 매우 큰 것으로서 본 발명에 사용된 팬창질석은 질석을 가열하여 팽창시킨 것이다.

상기 팽창질석은 양이온 치환능력이 뛰어나 부식물질과 미생물의 활성물질인 용균물질을 흡착시켜 토양 환경을 개선하는 역할을 할 수 있을 뿐 아니라 다공질(多孔質)인 팽창질석을 토양에 섞어주면 흙의 무게를 가볍게 하고 보수성, 보비성 및 통기성을 크게 증가시키면서도 팽창질석의 작은 공극이 비료와 같은 양이온 영양분과 부식물질을 흡착하였다가 작물이 필요할 때마다 적절히 공급하여 토양미생물의 성장에 적절한 조건을 만들어 주는 역할을 하는 것으로서 연작의 피해를 일으키는 토양의 물리화학적 균형인 pH를 중성화시켜 농작물의 생육을 활성화시킬 수 있는 것이다.

상기 녹니석은 단사정계(單斜晶系)에 속하는 광물로서 크로라이트(chlorite)라 하며, 주성분은 알루미늄, 철, 마그네슘의 함수(含水)규산염(Mg, Fe, Al)₁₂(Si, Al)₈O₂₀(OH)₁₆이다.

상기 녹니석은 여러 종류의 퇴적암이나 저온의 변성암, 열수(熱水)로 인해 변질된 화성암 등에서 널리 발견되는데 주로 운모·각섬석·휘석 등 철고토 광물이 변질된 것으로서 자연상태에서 음이온 및 회전전자파(π- RAY)를 방사하여 미립 물질을 흡착하거나 크기가 다른 미립 물질을 분리시키는 특성에 의하여 토양의 화학적인 치환작용 및 물질변환을 유도하여 토양에서 하등 생물인 부패성균사, 병원성세균, 바이러스 등의 생육을 억제하여 부패형 토양을 발효형 토양으로 유도한다.

상기 탄산칼슘(CaCO₃)은 탄산의 칼슘염으로 자연계에 존재하는 염 중에서 가장 많고 그 형태도 여러 가지이나 본 발명에서 사용된 조개껍질이나 굴껍질을 멸균처리 하여 분쇄시킨 호분(胡粉)은 인체에 무해하면서도 값이 싸고, 비중도 크지 않아 구입 및 사용이 편리할 뿐 아니라 수분을 흡착하므로 토양의 수분함유량 조절이 용이하면서도 산성을 중화시켜 산도를 적절하게 조절할 수 있는 것이다.

상기 탄산칼슘은 식물의 영양소이며 강한 알칼리 물질로 토양의 공극 사이로 이동하면서 부패균과 병원선 세균 등에 살균효과를 발휘하며 질소의 과잉 섭취를 억제하는 작용과 효소 활성을 촉진하고 광합성을 도와주는 역할을 한다.

상기 유황(硫黃)은 자연황으로서 유리상태로 산출되지만 화합물로서도 광범위하게 다량 존재하는 것으로서 생물계에서도 중요한 원소이고 단백질 속에 많이 함유되어 있다.

상기 유황은 식물의 영양원소이며 냉해, 설해, 병충해에 대한 저항력을 높여 주고 식물의 여러 분야에서 중요한 기능을 수행하고 과일의 당도를 높여줄 수 있을 뿐 아니라 토양성분과 반응하여 형성된 불용성 화학물질인 염류장해물질들을 중화시키는 역할을 한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

이상에서 상술한 바와 같은 본 발명의 토양개량제는 양이온 치환능력이 뛰어난 팽창질석과 자연상태에서 음이온 및 회전전자파(π- RAY)를 방사하는 녹니석, 강한 알칼리성인 탄산칼슘, 식물의 영양원소인 유황 등의 혼합물로 구성되어 부식물질과 미생물의 활성물질인 용균물질을 흡착시켜 토양 환경을 개선하는 한편 흙의 무게를 가볍게 하고 토양의 보수성, 보비성 및 통기성을 크게 증가시키면서도 연작의 피해를 일으키는 토양의 물리화학적 균형인 pH를 중성화시켜 농작물의 생육을 활성화시킬 수 있는 등의 이점이 있는 것으로서 토양개량제의 대외 경쟁력을 최대한 높여줄 수 있는 것이다.

한편, 본 발명에 의한 토양개량제는 산성화 또는 알칼리화가 진행된 토양, 질소 성분의 과잉으로 생리적 장해가 나타나는 토양, 작물에 칼슘(Ca)이나 유황(S) 성분의 부족 현상이 나타나는 토양, 왕성한 생육이 필요한 잔디 또는 엽채류를 연작하는 토양, 고온 다습하면서 병충해가 심한 토양 등에 적극 활용할 수 있고, 이러한 토양에 본 발명의 토양개량제를 시비하면 효과적으로 토양을 개선시킬 수 있다.

Claims (1)

1. 질석(蛭石, vermiculite)을 가마에 투입하여 800∼900℃의 열을 가하여 소성(燒成)시켜 열 팽창시킨 후 직경 4∼7mm크기의 입자로 파쇄하여 팽창질석 입자를 가공하는 단계;

   천연광물인 녹니석(綠泥石, chlorite)을 채취하여 굵은 입자들로 파쇄하면서 불순물을 선별하여 제거한 후 자연 건조시켜 광물의 표피층에 함유된 수분을 건조하는 단계;

   자연 건조된 녹니석을 건조로에 투입한 후 500∼700℃의 열을 가하여 광물에 함유된 수분을 완전히 건조시키는 단계;

   건조된 녹니석을 곱게 분쇄하여 150메시의 입도(粒度)를 갖는 체로 걸러서 미세 분말로 가공하는 단계;

   조개껍질이나 굴껍질을 채취하여 깨끗하게 세척하고, 건조시킨 후 가마에 투입하여 1,200∼1,300℃의 열을 가하여 소성(燒成)시킨 후 곱게 분쇄하여 150메시의 입도(粒度)를 갖는 체로 걸러서 미세 분말 상태의 탄산칼슘(CaCO₃)을 가공하는 단계;

   팽창질석 입자 94∼95.4중량％, 녹니석 분말 3∼3.9중량％, 유황 분말 1.5∼1.9중량％, 탄산칼슘 분말 0.1∼0.2중량％를 교반기에 투입하여 고르게 혼합하는 단계;

   고르게 혼합된 혼합물을 포장하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 팽창질석을 이용한 토양개량제의 제조방법.

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