KR101963618B1 - 준설토를 이용한 비료의 제조 방법 - Google Patents

준설토를 이용한 비료의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101963618B1
KR101963618B1 KR1020190028516A KR20190028516A KR101963618B1 KR 101963618 B1 KR101963618 B1 KR 101963618B1 KR 1020190028516 A KR1020190028516 A KR 1020190028516A KR 20190028516 A KR20190028516 A KR 20190028516A KR 101963618 B1 KR101963618 B1 KR 101963618B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
parts
fertilizer
dredged soil
compound
Prior art date
Application number
KR1020190028516A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190029559A (ko
Inventor
박현주
Original Assignee
서울대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서울대학교산학협력단 filed Critical 서울대학교산학협력단
Priority to KR1020190028516A priority Critical patent/KR101963618B1/ko
Publication of KR20190029559A publication Critical patent/KR20190029559A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101963618B1 publication Critical patent/KR101963618B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F7/00—Fertilisers from waste water, sewage sludge, sea slime, ooze or similar masses
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/62204—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products using waste materials or refuse
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/62695—Granulation or pelletising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64—Burning or sintering processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/02—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding chemical blowing agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05D—INORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C; FERTILISERS PRODUCING CARBON DIOXIDE
    • C05D1/00—Fertilisers containing potassium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05D—INORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C; FERTILISERS PRODUCING CARBON DIOXIDE
    • C05D5/00—Fertilisers containing magnesium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05D—INORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C; FERTILISERS PRODUCING CARBON DIOXIDE
    • C05D9/00—Other inorganic fertilisers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F11/00—Other organic fertilisers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G1/00—Mixtures of fertilisers belonging individually to different subclasses of C05
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G3/00—Mixtures of one or more fertilisers with additives not having a specially fertilising activity
    • C05G3/0058—
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G5/00—Fertilisers characterised by their form
    • C05G5/10—Solid or semi-solid fertilisers, e.g. powders
    • C05G5/12—Granules or flakes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/20—Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses

Abstract

준설토를 이용한 비료의 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 준설토를 이용한 비료의 제조 방법은 (a) 준설토 100중량부에 대하여, 칼륨 화합물 10~30중량부, 마그네슘 화합물 5~20중량부, 칼슘 화합물 5~10중량부, 발포제 0.1~2중량부, 및 왕겨, 톱밥, 지푸라기 중 1종 이상을 포함하는 첨가제 0.1~2중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; (b) 상기 혼합물을 입상화하여 성형하는 단계; 및 (c) 상기 성형한 결과물을 건조하여 소성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

준설토를 이용한 비료의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING OF FERTILIZER USING DREDGED}
본 발명은 비료에 관한 것으로, 보다 상세하게는 준설토를 이용한 비료 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
준설토는 자갈, 모래 등의 토양자원이 포함되어 있음은 물론, 주변에 산업단지가 조성되어 있는 경우, 각종 유해물질이 다량 함유되어 있다. 최근, 항만 건설, 항만 재개발의 시행으로 매년 천만 톤(ton) 이상의 준설토가 발생하고 있으며, 이들 중 대부분의 준설토가 투기장에 단순 투기 및 매립되고 있다.
단순 투기 및 매립에 의한 준설토는 중금속 용출 등으로 인한 오염이 유발될 수 있어 적극적인 재활용 방안이 요구되고 있다.
이에 따라, 해양 환경보호 측면에서 해양 준설토의 재활용에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다.
본 발명에 관련된 배경기술로는 대한민국 등록특허공보 제 10-0267753호(2000.07.07. 등록)가 있으며, 상기 문헌에는 해저퇴적물을이용한 유기질비료제조방법이 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 준설토를 이용한 비료를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 비료의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 준설토를 이용한 비료는 준설토 100중량부에 대하여, 칼륨 화합물 10~30중량부, 마그네슘 화합물 5~20중량부, 칼슘 화합물 5~10중량부, 발포제 0.1~2중량부, 및 왕겨, 톱밥, 지푸라기 중 1종 이상을 포함하는 첨가제 0.1~2중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 발포제는 아조다이카본아마이드(azodicarbonamide, ADCA), 디니트로소 펜타메틸렌테트라민(dinitroso pentamethylenetetramine, DPT), p,p'-옥시비스벤젠설포닐 히드라지드(p,p′-Oxybis(benzenesulfonyl hydrazide, OBSH), 질석, 펄라이트 및 부석 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 준설토를 이용한 비료의 제조 방법은 (a) 준설토 100중량부에 대하여, 칼륨 화합물 10~30중량부, 마그네슘 화합물 5~20중량부, 칼슘 화합물 5~10중량부, 발포제 0.1~2중량부, 및 왕겨, 톱밥, 지푸라기 중 1종 이상을 포함하는 첨가제 0.1~2중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; (b) 상기 혼합물을 입상화하여 성형하는 단계; 및 (c) 상기 성형한 결과물을 건조하여 소성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 발포제는 아조다이카본아마이드(azodicarbonamide, ADCA), 디니트로소 펜타메틸렌테트라민(dinitroso pentamethylenetetramine, DPT), p,p'-옥시비스벤젠설포닐 히드라지드(p,p′-Oxybis(benzenesulfonyl hydrazide, OBSH), 질석, 펄라이트 및 부석 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 (b) 단계의 혼합물을 평균 입경 1mm 이하로 입상화하여 성형할 수 있다.
상기 (c) 단계의 소성은 20~100℃/min의 평균 승온속도로 800~1200℃에서 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 비료는 준설토와 칼륨 화합물, 칼슘 화합물 등의 비료화 촉진제를 혼합하여 소성함으로써, 유기성분을 연소시켜 무기화 및 안정화시킴과 동시에 준설토의 재활용이 가능하다.
또한, 본 발명의 비료는 왕겨, 톱밥 등의 첨가제와 발포제를 포함함으로써, 토양의 산성화를 방지하는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 준설토를 이용한 비료의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 준설토를 이용한 비료 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서 사용되는 용어 "준설토"는 원래 위치로부터 제거된 진흙, 흙 또는 암석 등을 의미하며, 준설작업으로 인해 발생하는 암석, 자갈, 모래, 점토 등을 통칭하여 준설토라 부른다. 준설토는 발생 위치에 따라서 항만, 저수지, 하천 준설토 등으로 구분할 수 있다.
본 발명의 비료는 준설토를 이용하여 소성시킴에 따라 완효성 비료를 제조함으로써, 토양에 영양분을 서서히 방출하는 효과를 제공한다.
본 발명의 준설토를 이용한 비료는 준설토, 칼륨 화합물, 마그네슘 화합물, 칼슘 화합물, 발포제 및 첨가제를 포함한다.
본 발명의 비료는 준설토에 포함된 유기물을 연소시킴과 동시에 잔류하는 무기물을 칼륨 장석으로 상전이시킴으로써, 잔류물 자체를 규산칼륨비료로 직접 재활용할 수 있다.
준설토
본 발명에서 사용되는 "준설토"는 원래 위치로부터 제거된 진흙, 흙 또는 암석 등을 의미하며, 준설작업으로 인해 발생하는 암석, 자갈, 모래, 점토 등을 통칭하여 준설토라 부른다.
준설토에는 유기물과 무기물이 포함되어 있으며, 준설토의 주된 역할은 비료의 성분 중 규산을 공급하는 것이다.
본 발명의 준설토는 무기물 SiO2 100중량부에 대하여, Al2O3 10중량부 이상, MgO 10중량부 이하, CaO 10중량부 이하를 포함하는 성분으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 비료는 상기 준설토와 후술할 칼륨 화합물, 마그네슘 화합물 등과 혼합한 후 800~1200℃에서 소성되는 과정에서, 준설토에 포함된 유기물을 연소시킴으로써 무기화 및 안정화시킬 수 있다.
상기 준설토는 완전 건조된 상태로 후술할 칼륨 화합물 등과 혼합되는 것이 바람직하다. 완전 건조된 상태는 수분이 100% 제거된 상태를 의미하며, 준설토에 수분이 포함될 경우에 성형 단계에서 입상화하기 어려울 수 있다.
또한, 준설토 내에 유해성 오염물질이 다량 포함된 경우, 물리, 화학적인 처리방법을 이용하여 준설토 내의 오염물질을 최소화한 후 본 발명의 비료 제조에 사용될 수 있다.
칼륨 화합물
칼륨 화합물은 준설토에 포함된 Si 또는 Al 성분 등과 결합하여, 칼륨 장석화가 용이하도록 반응제 역할을 한다. 사용 가능한 칼륨 화합물로는 수산화칼륨(KOH), 탄산칼륨(K2CO3), 염화칼륨(KCl) 등이 있다.
본 발명의 비료는 상기 준설토 100중량부에 대하여, 칼륨 화합물 10~30중량부를 포함할 수 있다. 칼륨 화합물의 함량이 10중량부 미만인 경우, 칼륨 장석화 반응이 불충분할 수 있고, 30중량부를 초과하는 경우에는 과량의 칼륨 화합물에 의해 미반응된 칼륨 화합물이 존재할 수 있다.
마그네슘 화합물
마그네슘 화합물은 비료공정규격에 적합하도록 비료의 성분을 보강하는 역할을 하며, 비료의 가용성 및 구용성을 증가시킨다. 비료공정규격은 주성분의 최소량 또는 함유할 수 있는 유해성분의 최대량의 규격을 나타낸 것이다.
예를 들어, 본 발명의 최종산물인 규산칼륨비료의 공정규격은 가용성(S-SiO2)=25%, 구용성(C-K2O)=20%, 구용성(C-MgO)=3%, 수용성(W-K2O)<3%의 조건을 나타낼 수 있다.
사용 가능한 마그네슘 화합물로는 활석(Mg3Si4O10(OH)2), 사문석(Mg3Si2O5(OH)4), 산화마그네슘(MgO), 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 탄산마그네슘(MgCO3), 염화마그네슘(MgCl2) 등이 있다.
본 발명의 비료는 상기 준설토 100중량부에 대하여, 마그네슘 화합물 5~20중량부를 포함할 수 있다. 마그네슘 화합물의 함량이 5중량부 미만인 경우, 비료에 포함되는 무기물의 함량이 적어 비료공정규격에 부적합할 수 있고, 20중량부를 초과하는 경우, 식물의 칼륨 흡수를 방해하는 문제점이 발생한다.
칼슘 화합물
칼슘 화합물은 최종 산품인 비료의 가용성과 구용성을 증가시키고, 수용성을 감소시키는 효과를 제공한다. 상기 가용성 비료는 토양에서 쉽게 용해되고 하우스, 논토양 등에 적용하기 유리하다. 상기 구용성 비료는 구연산에 쉽게 용해되고 식물이 영양을 흡수하면서 치환된 수소에 의해 토양의 산도가 구연산 산도와 유사해지면서 용해되고 서서히 비료의 효과가 나타나게 된다.
사용 가능한 칼슘 화합물로는 CaSO4, CaCl2, Ca(OH)2, CaCO3, Ca(NO3)2, CaO, Ca(H2PO4)2 등이 있다.
본 발명의 비료는 상기 준설토 100중량부에 대하여, 칼슘 화합물 5~10중량부를 포함할 수 있다. 칼슘 화합물의 함량이 5중량부 미만인 경우, 비료의 가용성과 구용성을 증가시키기 어렵거나 수용성을 감소시키기 어려울 수 있다. 반대로, 10중량부를 초과하는 경우, 비료의 가용성 및 구용성 증가 효과 없이 재료의 비용만 증가하는 문제점이 발생한다.
발포제
발포제는 작물에 용이하게 흡수될 수 있도록 하며, 0.1~2중량부의 적은 함량으로도 단시간 내에 효율적으로 시비효과를 제공한다. 물과 발포제가 반응하면, 비료가 고르게 발포되면서 비료 성분들의 우수한 분산성 및 용해성을 나타낸다.
상기 발포제는 아조다이카본아마이드(azodicarbonamide, ADCA), 디니트로소 펜타메틸렌테트라민(dinitroso pentamethylenetetramine, DPT), p,p'-옥시비스벤젠설포닐 히드라지드(p,p′-Oxybis(benzenesulfonyl hydrazide, OBSH), 질석, 펄라이트 및 부석 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 질석, 펄라이트 및 부석은 1100℃ 이상의 소성 온도에서 팽창하는데, 소성에 의해 표면은 녹고 내부는 많은 기공이 형성되면서 표면이 딱딱한 껍질로 형성된다. 최종 산품인 비료는 팽창된 상태의 질석, 펄라이트, 부석 등을 포함하며, 물과 반응하여 발포되면서 비료 성분이 빠르고 균일하게 퍼져나감에 따라, 비료의 분산성 및 용해성을 증가시킬 수 있다.
발명의 비료는 상기 준설토 100중량부에 대하여, 발포제 0.1~2중량부를 포함할 수 있다. 발포제의 함량이 0.1중량부 미만인 경우, 발포성이 불충분하고, 2중량부를 포함하는 경우, 발포제의 함량이 너무 많아 비료의 기능이 저하될 수 있다.
첨가제
첨가제는 비료 내 유기물과 무기물의 함량비를 조절하며, 원활한 산소 공급과 배수성을 향상시키는 역할을 한다.
첨가제는 왕겨, 톱밥, 지푸라기 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 톱밥은 절단, 연마, 사포질 등에 의해 목재를 가공하는 과정에서 발생하는 톱밥을 의미한다.
본 발명의 비료는 상기 준설토 100중량부에 대하여, 첨가제 0.1~2중량부를 포함할 수 있다. 첨가제의 함량이 0.1중량부 미만인 경우, 비료의 원활한 산소 공급과 배수성 향상을 기대하기 어려울 수 있고, 2중량부를 초과하는 경우, 비료의 기능 향상 효과없이 재료 비용만 증가하는 문제점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 준설토를 이용한 비료의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 준설토를 이용한 비료의 제조 방법은 혼합물을 제조하는 단계(S110), 입상화하여 성형하는 단계(S120) 및 소성하는 단계(S130)를 포함한다.
혼합물을 제조하는 단계(S110)
먼저, 준설토, 칼륨 화합물, 마그네슘 화합물, 칼슘 화합물, 발포제 및 첨가제를 혼합하여 혼합물을 제조한다. 혼합물은 믹서기를 이용하여 균질하게 혼합시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 준설토 100중량부에 대하여, 칼륨 화합물 10~30중량부, 마그네슘 화합물 5~20중량부, 칼슘 화합물 5~10중량부, 발포제 0.1~2중량부 및 첨가제 0.1~2중량부를 혼합할 수 있다.
상기 발포제는 아조다이카본아마이드(azodicarbonamide, ADCA), 디니트로소 펜타메틸렌테트라민(dinitroso pentamethylenetetramine, DPT), p,p'-옥시비스벤젠설포닐 히드라지드(p,p′-Oxybis(benzenesulfonyl hydrazide, OBSH), 질석, 펄라이트 및 부석 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 왕겨, 톱밥, 지푸라기 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
입상화하여 성형하는 단계(S120)
다음으로, 상기 혼합물을 입상화하여 성형한다. 회전형 건조기 등을 이용하여 상기 혼합물을 평균 입경 1mm 이하로 입상화하여 성형할 수 있으며, 이는 대략 100~200℃의 온도에서 수행될 수 있다. 이 온도를 벗어나는 경우, 입상화하기 어려울 수 있으며, 균일한 크기의 평균 입경을 갖는 입자로 성형하기 위해서는 100~200℃의 온도에서 수행되는 것이 바람직하다.
본 발명의 비료를 구성하는 입자의 평균 입경이 1mm를 초과하는 경우, 입자가 크기 때문에 비료의 기능이 저하될 수 있어 토양의 생산력을 유지시키기 어렵고 작물이 생장할 수 있는 조건을 만족하기 어려울 수 있다.
소성하는 단계(S130)
다음으로, 상기 성형한 결과물을 건조하여 소성한다. 소성은 20~100℃/min의 평균 승온속도로 800~1200℃에서 수행되는 것이 바람직하다.
평균 승온속도가 20℃/min 미만인 경우, 소성하는 시간이 길어질 수 있으며, 100℃/min를 초과할 경우, 온도 조절이 용이하지 않을 수 있다. 소성 온도가 800℃ 미만인 경우, 비료의 제조가 불충분할 수 있으며, 1200℃를 초과하는 경우, 온도가 높아짐에 따라 비료를 구성하는 입자들의 물성이 저하될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 비료는 소성하는 과정에서 준설토에 포함된 유기물을 연소시킴과 동시에 잔류하는 무기물을 칼륨 화합물, 마그네슘 화합물 등과 반응시켜 칼륨 장석으로 상전이시킬 수 있어 규산칼륨비료화할 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 K2(Al, Fe)2Si2O8, K2MgSi3O8 등과 같은 칼륨계열 광물군을 포함하는 규산칼륨비료를 제조할 수 있다.
이와 같이 준설토를 이용한 비료 및 그 제조 방법에 대하여 그 구체적인 실시예를 살펴보면 다음과 같다.
1. 준설토를 이용한 비료의 제조
실시예 1
준설토(SiO2 100중량부에 대하여, Al2O3 20중량부, MgO 3중량부, CaO 4중량부 포함) 100중량부에 대하여, 탄산칼륨(K2CO3) 10중량부, 탄산마그네슘(MgCO3) 20중량부, 황산칼슘(CaSO4) 5중량부, 아조다이카본아마이드(azodicarbonamide, ADCA) 0.1중량부 및 왕겨 0.1중량부를 포함하는 혼합물을 제조하였다.
이어서, 100℃에서 상기 혼합물을 평균 입경이 1mm가 되도록 입상화 및 성형하였다. 이어서, 성형한 결과물을 소성로(20℃/min의 평균 승온속도 및 800℃) 에 투입하여 1시간 동안 소성시킨 후 비료를 제조하였다.
실시예 2
준설토(SiO2 100중량부에 대하여, Al2O3 20중량부, MgO 3중량부, CaO 4중량부 포함) 100중량부에 대하여, 탄산칼륨(K2CO3) 30중량부, 탄산마그네슘(MgCO3) 5중량부, 황산칼슘(CaSO4) 10중량부, 아조다이카본아마이드(azodicarbonamide, ADCA) 2중량부 및 왕겨 2중량부를 포함하는 혼합물을 제조하였다.
이어서, 100℃에서 상기 혼합물을 평균 입경이 1mm가 되도록 입상화 및 성형하였다. 이어서, 성형한 결과물을 소성로(100℃/min의 평균 승온속도 및 1200℃) 에 투입하여 1시간 동안 소성시킨 후 비료를 제조하였다.
비교예 1
준설토(SiO2 100중량부에 대하여, Al2O3 20중량부, MgO 3중량부, CaO 4중량부 포함) 100중량부에 대하여, 탄산칼륨(K2CO3) 30중량부, 탄산마그네슘(MgCO3) 5중량부, 황산칼슘(CaSO4) 10중량부을 포함하는 혼합물을 제조하였다.
이어서, 100℃에서 상기 혼합물을 평균 입경이 1mm가 되도록 입상화 및 성형하였다. 이어서, 성형한 결과물을 소성로(100℃/min의 평균 승온속도 및 1200℃) 에 투입하여 1시간 동안 소성시킨 후 비료를 제조하였다.
비교예 2
준설토(SiO2 100중량부에 대하여, Al2O3 20중량부, MgO 3중량부, CaO 4중량부 포함) 100중량부에 대하여, 탄산칼륨(K2CO3) 30중량부, 탄산마그네슘(MgCO3) 5중량부, 황산칼슘(CaSO4) 10중량부을 포함하는 혼합물을 제조하였다.
이어서, 100℃에서 상기 혼합물을 평균 입경이 1mm가 되도록 입상화 및 성형하였다. 이어서, 성형한 결과물을 소성로(10℃/min의 평균 승온속도 및 750℃) 에 투입하여 1시간 동안 소성시킨 후 비료를 제조하였다.
2. 물성 평가 방법 및 그 결과
[표 1]
Figure 112019025555590-pat00001
S=0.5M HCl 용출량(가용성), C=2% 구연산 용출량(구용성), W=수용성
표 1을 참조하면, 비료에 발포제와 왕겨를 포함한 실시예 1, 2의 경우, 제조된 규산칼륨비료의 성능이 우수한 결과를 보여준다. 반면, 비료에 발포제와 왕겨를 포함하지 않은 비교예 1, 2의 경우, 규산칼륨비료의 공정규격을 벗어난 결과를 보여준다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
S110 : 혼합물을 제조하는 단계
S120 : 입상화하여 성형하는 단계
S130 : 소성하는 단계

Claims (1)

  1. (a) 완전 건조된 상태의 준설토 100중량부에 대하여, 칼륨 화합물 10~30중량부, 마그네슘 화합물 5~20중량부, 칼슘 화합물 5~10중량부, 아조다이카본아마이드를 포함하는 발포제 0.1~2중량부, 및 왕겨, 톱밥, 지푸라기 중 1종 이상을 포함하는 첨가제 0.1~2중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계;
    (b) 상기 혼합물을 평균 입경 1mm 이하로 입상화하여 성형하는 단계; 및
    (c) 상기 성형한 결과물을 건조하여 소성하는 단계;를 포함하고
    상기 (c) 단계의 소성은 20~100℃/min의 평균 승온속도로 800~1200℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 준설토를 이용한 비료의 제조 방법.
KR1020190028516A 2019-03-13 2019-03-13 준설토를 이용한 비료의 제조 방법 KR101963618B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190028516A KR101963618B1 (ko) 2019-03-13 2019-03-13 준설토를 이용한 비료의 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190028516A KR101963618B1 (ko) 2019-03-13 2019-03-13 준설토를 이용한 비료의 제조 방법

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170053635A Division KR20180119917A (ko) 2017-04-26 2017-04-26 준설토를 이용한 비료 및 그 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190029559A KR20190029559A (ko) 2019-03-20
KR101963618B1 true KR101963618B1 (ko) 2019-03-29

Family

ID=65899072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190028516A KR101963618B1 (ko) 2019-03-13 2019-03-13 준설토를 이용한 비료의 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101963618B1 (ko)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01277424A (ja) * 1988-04-30 1989-11-07 Nippon Steel Corp 人工培土
JP4100738B2 (ja) * 1997-08-25 2008-06-11 節一 笠井 土壌改良材の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190029559A (ko) 2019-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3579366A (en) Granulated additive,method of making the same,and cementitious grout and concrete compositions containing the same
CN1203570A (zh) 一种可定形组合物及其应用
JP2002348573A (ja) 重金属類の不溶質化性を備えた緑化・土壌安定化材料、それを用いた厚層基材種子吹付け工法、土壌安定化方法、および汚染土壌の処理方法
KR101963618B1 (ko) 준설토를 이용한 비료의 제조 방법
KR101475883B1 (ko) 토양 고화 조성물
JP4100738B2 (ja) 土壌改良材の製造方法
RU2298041C2 (ru) Засыпка для покровного шлака, способ ее производства и применения
KR20180119917A (ko) 준설토를 이용한 비료 및 그 제조 방법
JPH03215373A (ja) 無機多孔質体の製造方法
KR100735029B1 (ko) 녹화용 인공토양 조성물 및 그의 제조방법
JP2000139268A (ja) 藻場増殖促進型漁礁
JP2003313553A (ja) 土質安定材及び土製成形体
KR101346070B1 (ko) 유ㆍ무기성 슬러지를 이용한 재활용 성토재 및 성토재 제조방법
KR102231850B1 (ko) 고유동성 및 고강도를 갖는 폐광산 공동 채움재 조성물 및 이를 이용한 공동 충전 시공방법
JP4391392B2 (ja) 硝酸性窒素処理用造粒品の製造方法
JP3628661B2 (ja) 無機系廃棄物を原料とする多孔質粒状体の製造方法
KR100881149B1 (ko) 고함수 준설니토 고화용 안정재 및 이를 이용한 개질토제조방법
JP4070024B2 (ja) 無粉塵固化材及びその製造方法
JP2002167288A (ja) 人工軽量骨材の製造方法
JP4413087B2 (ja) スラグ砕石の製造方法
JP4578920B2 (ja) 地盤改良方法
KR102352687B1 (ko) 염소 바이패스 더스트와 분체성 저수분 무기 슬러지류를 이용한 친환경 인공골재 조성물, 인공골재 제조방법 및 인공골재 재활용방법
JPS6245187B2 (ko)
JP6904620B1 (ja) 地盤改良材の製造方法
JPS5851730B2 (ja) 多孔の集塊状岩型魚礁および製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant