RU2710404C1 - Сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения, способ производства сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения, способ производства удобрения и способ применения удобрения - Google Patents
Сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения, способ производства сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения, способ производства удобрения и способ применения удобрения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2710404C1 RU2710404C1 RU2019104423A RU2019104423A RU2710404C1 RU 2710404 C1 RU2710404 C1 RU 2710404C1 RU 2019104423 A RU2019104423 A RU 2019104423A RU 2019104423 A RU2019104423 A RU 2019104423A RU 2710404 C1 RU2710404 C1 RU 2710404C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- equal
- fertilizer
- less
- slag
- raw material
- Prior art date
Links
- 239000002893 slag Substances 0.000 title claims abstract description 456
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 title claims abstract description 419
- 239000002994 raw material Substances 0.000 title claims abstract description 207
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 111
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 80
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 title abstract description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 165
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 144
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 121
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 108
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 100
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 81
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 claims description 294
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 163
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 86
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 83
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 claims description 81
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 78
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 67
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims description 55
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 50
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 47
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 40
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 22
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 16
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 13
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 13
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 12
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 claims description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 8
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 claims description 6
- 238000005187 foaming Methods 0.000 claims description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 5
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 5
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 claims description 5
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 5
- 229910000616 Ferromanganese Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims description 4
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims description 4
- DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N iron manganese Chemical compound [Mn].[Fe] DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 claims description 4
- 239000002361 compost Substances 0.000 claims description 3
- 238000009331 sowing Methods 0.000 claims description 3
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001732 Lignosulfonate Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 2
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims description 2
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 claims description 2
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 2
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 44
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 10
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 abstract description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 4
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 abstract 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 abstract 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 74
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 66
- VASIZKWUTCETSD-UHFFFAOYSA-N manganese(II) oxide Inorganic materials [Mn]=O VASIZKWUTCETSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 52
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 51
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 47
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 39
- 235000002908 manganese Nutrition 0.000 description 36
- 230000008569 process Effects 0.000 description 33
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 32
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 28
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 25
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 25
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 22
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 19
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 17
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 16
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 15
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 15
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 14
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 14
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 13
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 13
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000003916 acid precipitation Methods 0.000 description 10
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 9
- 239000002686 phosphate fertilizer Substances 0.000 description 9
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 235000021329 brown rice Nutrition 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 8
- 238000011160 research Methods 0.000 description 8
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 7
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 6
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 6
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 6
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000004453 electron probe microanalysis Methods 0.000 description 5
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 5
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 5
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 4
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 4
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 4
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 4
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 4
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 4
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 4
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 4
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 4
- 230000002786 root growth Effects 0.000 description 4
- YWYZEGXAUVWDED-UHFFFAOYSA-N triammonium citrate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O YWYZEGXAUVWDED-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 238000001636 atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 3
- GEQSSMOJLBKKJI-UHFFFAOYSA-N boron;2-hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylic acid Chemical compound [B].OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O GEQSSMOJLBKKJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010883 coal ash Substances 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 3
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000004856 soil analysis Methods 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 241000234282 Allium Species 0.000 description 2
- 235000002732 Allium cepa var. cepa Nutrition 0.000 description 2
- 240000002234 Allium sativum Species 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000234435 Lilium Species 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- LANOUGOMXJHQLV-UHFFFAOYSA-N [S].C(CC(O)(C(=O)O)CC(=O)O)(=O)O Chemical compound [S].C(CC(O)(C(=O)O)CC(=O)O)(=O)O LANOUGOMXJHQLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000012773 agricultural material Substances 0.000 description 2
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 2
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 2
- -1 borax Chemical compound 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 2
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 description 2
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 2
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 2
- 235000004611 garlic Nutrition 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M lithium iodide Chemical compound [Li+].[I-] HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 229940099596 manganese sulfate Drugs 0.000 description 2
- 239000011702 manganese sulphate Substances 0.000 description 2
- 235000007079 manganese sulphate Nutrition 0.000 description 2
- SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L manganese(II) sulfate Chemical compound [Mn+2].[O-]S([O-])(=O)=O SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 2
- 150000003016 phosphoric acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 description 2
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 description 2
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- PFUVRDFDKPNGAV-UHFFFAOYSA-N sodium peroxide Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][O-] PFUVRDFDKPNGAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GHCZTIFQWKKGSB-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylic acid;phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O.OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O GHCZTIFQWKKGSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DUCCKQSNXPFEGT-UHFFFAOYSA-N 4-hydroxy-5-[(2-hydroxyphenyl)methylideneamino]naphthalene-2,7-disulfonic acid Chemical compound Oc1ccccc1C=Nc1cc(cc2cc(cc(O)c12)S(O)(=O)=O)S(O)(=O)=O DUCCKQSNXPFEGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001133760 Acoelorraphe Species 0.000 description 1
- 229910017119 AlPO Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000234270 Amaryllidaceae Species 0.000 description 1
- 241000499945 Amaryllis Species 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 241000206761 Bacillariophyta Species 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 1
- 229910004762 CaSiO Inorganic materials 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 240000001432 Calendula officinalis Species 0.000 description 1
- 241000217446 Calystegia sepium Species 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000241257 Cucumis melo Species 0.000 description 1
- 235000015510 Cucumis melo subsp melo Nutrition 0.000 description 1
- 235000002848 Cyperus flabelliformis Nutrition 0.000 description 1
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 241000490229 Eucephalus Species 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N L-Cysteine Chemical compound SC[C@H](N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N L-methionine Chemical compound CSCC[C@H](N)C(O)=O FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- 241000218922 Magnoliophyta Species 0.000 description 1
- 240000000905 Nymphoides indica Species 0.000 description 1
- 235000017590 Nymphoides indica Nutrition 0.000 description 1
- 241000123069 Ocyurus chrysurus Species 0.000 description 1
- 241000233855 Orchidaceae Species 0.000 description 1
- 241000218180 Papaveraceae Species 0.000 description 1
- 244000104677 Peltiphyllum peltatum Species 0.000 description 1
- 235000014968 Peltiphyllum peltatum Nutrition 0.000 description 1
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 240000003889 Piper guineense Species 0.000 description 1
- 241000209504 Poaceae Species 0.000 description 1
- 239000004111 Potassium silicate Substances 0.000 description 1
- 235000003434 Sesamum indicum Nutrition 0.000 description 1
- 244000040738 Sesamum orientale Species 0.000 description 1
- 240000002307 Solanum ptychanthum Species 0.000 description 1
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 1
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 1
- 244000274883 Urtica dioica Species 0.000 description 1
- 240000006365 Vitis vinifera Species 0.000 description 1
- 238000004847 absorption spectroscopy Methods 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K aluminium phosphate Chemical compound O1[Al]2OP1(=O)O2 ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 235000018417 cysteine Nutrition 0.000 description 1
- XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N cysteine Natural products SCC(N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- PSHMSSXLYVAENJ-UHFFFAOYSA-N dilithium;[oxido(oxoboranyloxy)boranyl]oxy-oxoboranyloxyborinate Chemical compound [Li+].[Li+].O=BOB([O-])OB([O-])OB=O PSHMSSXLYVAENJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 230000037149 energy metabolism Effects 0.000 description 1
- 229940071106 ethylenediaminetetraacetate Drugs 0.000 description 1
- 238000000705 flame atomic absorption spectrometry Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000002354 inductively-coupled plasma atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K iron(3+) phosphate Chemical compound [Fe+3].[O-]P([O-])([O-])=O WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 235000021374 legumes Nutrition 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229930182817 methionine Natural products 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000003895 organic fertilizer Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 1
- 229940085991 phosphate ion Drugs 0.000 description 1
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N potassium silicate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Si]([O-])=O NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052913 potassium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 description 1
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 description 1
- 239000002881 soil fertilizer Substances 0.000 description 1
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
-
- 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
- C04B5/00—Treatment of metallurgical slag ; Artificial stone from molten metallurgical slag
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05D—INORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C; FERTILISERS PRODUCING CARBON DIOXIDE
- C05D3/00—Calcareous fertilisers
- C05D3/04—Calcareous fertilisers from blast-furnace slag or other slags containing lime or calcium silicates
-
- 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
- C05D9/02—Other inorganic fertilisers containing trace elements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
- C05F3/00—Fertilisers from human or animal excrements, e.g. manure
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
- C05F5/00—Fertilisers from distillery wastes, molasses, vinasses, sugar plant or similar wastes or residues, e.g. from waste originating from industrial processing of raw material of agricultural origin or derived products thereof
-
- 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
- C05G5/00—Fertilisers characterised by their form
- C05G5/10—Solid or semi-solid fertilisers, e.g. powders
- C05G5/12—Granules or flakes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
- C21C1/02—Dephosphorising or desulfurising
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Pest Control & Pesticides (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Botany (AREA)
- Fertilizers (AREA)
Abstract
Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения содержит, в мас.%, PO: больше или равно 2% и меньше или равно 8%, MnO: больше или равно 3% и меньше или равно 10%, бор: больше или равно 0,005% и меньше 0,05%, всего железа: больше или равно 15% и меньше или равно 30%, CaO: больше или равно 29% и меньше 38%, SiO: больше или равно 16% и меньше 22%, сера: больше или равно 0,1% и меньше или равно 0,6%, MgO: больше или равно 4% и меньше или равно 8%, и AlO: больше или равно 0,5% и меньше или равно 3%, причем доля растворимого POв POбольше или равна 50%, доля растворимого в лимонной кислоте MnO в MnO больше или равна 80%, основность шлака, выраженная как (содержание CaO/содержание SiO), больше 1,5 и меньше или равна 2,2, и насыпная плотность больше или равна 2,3 и меньше или равна 3,2. Способ производства сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения. Способ производства удобрения. Применение удобрения, полученного способом. Применение удобрения, которое содержит сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения. Изобретения позволяют расширить ассортимент удобрений для применения их в кислых почвах. 5 н. и 14 з.п. ф-лы, 8 табл., 2 пр.
Description
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА СВЯЗАННЫЕ ЗАЯВКИ
Настоящая заявка основана на и испрашивает приоритет по японской патентной заявке № 2017-126094, поданной 28 июня 2017 г., все содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0001] Настоящее изобретение относится к сталеплавильному шлаку в качестве сырья для удобрения, способу производства сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения, способу производства удобрения и способу применения этого удобрения.
[0002] В качестве элементов, существенных для роста растений, известны азот (N), фосфор (P), калий (K), кальций (Ca), кислород (O), водород (H), углерод (C), магний (Mg), сера (S), железо (Fe), марганец (Mn), бор (B), цинк (Zn), никель (Ni), молибден (Mo), медь (Cu) и хлор (Cl).
[0003] Среди упомянутых выше элементов азот (N), фосфор (P) и калий (K) называются тремя удобряющими элементами и известны как элементы, необходимые растениям в большом количестве. Кроме того, кальций (Ca), магний (Mg) и сера (S) называются вторичными элементами, которые наиболее необходимы растениями после трех упомянутых выше элементов. Кроме того, железо (Fe), марганец (Mn), бор (B), цинк (Zn), молибден (Mo), медь (Cu) и хлор (Cl) необходимы растениям в небольшом количестве и поэтому называются следовыми элементами.
[0004] Кроме того, недавно стало понятно, что среди упомянутых выше элементов бор (B) является элементом, необходимым для формирования клеточной оболочки в клетках корней растений. Кроме того, главные пищевые культуры для мирового населения, такие как рис, пшеница и кукуруза, нуждаются в большом количестве кремния (Si), а также в упомянутых выше элементах.
[0005] В качестве способа снабжения растений элементами Ca, P, Si, Mg, Fe, Mn, B, и С используется внекорневая подкормка. При внекорневой подкормке для обеспечения соответствующих элементов используются, например, следующие вещества.
Ca: хлористый кальций
P: первичный кислый фосфат калия
Mg: сульфат магния
Fe: сульфат двухвалентного железа
Mn: сульфат марганца
B: борная кислота
Si: силикат калия
S: сульфат кальция (гипс), сульфат магния, сульфат двухвалентного железа и сульфат марганца
[0006] Однако внекорневая подкормка является трудозатратным способом, а следовательно, требуется способ, способный обеспечить поглощение упомянутых выше элементов через корни растений без использования внекорневой подкормки.
[0007] С другой стороны, сталеплавильный шлак, получаемый при предварительной обработке расплавленного чугуна и его обезуглероживании, содержит различные минералы в качестве входящих в его состав компонентов, и следовательно используется в качестве удобрений и материалов для улучшения почв, как это раскрыто в патентных документах 1-9.
[0008] Например, патентный документ 1 описывает сырье для силикофосфатного удобрения, которое собирается при обработке дефосфорацией во время предварительной обработки расплавленного доменного чугуна в процессе производства чугуна, а также способ производства сырья для силикофосфатного удобрения.
[0009] Патентный документ 2 описывает способ, которым производят шлаковое фосфатное удобрение, используя в качестве сырья сталеплавильный шлак, получаемый в процессе предварительной обработки расплавленного чугуна.
[0010] Патентный документ 3 сообщает, что шлаковые частицы из сталеплавильного шлака, получаемого в процессе производства чугуна, дают эффект увеличения урожая риса-падди, а также эффект подавления образования парниковых газов.
[0011] Патентный документ 4 и патентный документ 5 описывают способ предварительной обработки расплавленного чугуна, в котором последовательно выполняют обработку обескремниванием и обработку дефосфорацией с использованием одной плавильной печи конвертерного типа, а патентный документ 6 описывает способ, которым производят кремнистое удобрение в процессе предварительной обработки расплавленного чугуна в процессе производства чугуна.
[0012] Патентный документ 7 описывает кремнистое удобрение, в котором растворение кремневой кислоты обеспечивается путем смешивания каменноугольной золы, содержащей только нерастворимую кремневую кислоту, со шлаком нержавеющей стали в расплавленном состоянии.
[0013] Патентный документ 8 описывает способ производства содержащего фосфорную кислоту шлака для удобрения, а патентный документ 9 описывает способ производства сырья для фосфатного удобрения, получаемого из процесса производства чугуна.
Цитируемые документы
Патентные документы
[0014] Патентный документ 1: JP 5105322B,
Патентный документ 2: JP 6040064B,
Патентный документ 3: JP 5881286B
Патентный документ 4: JP 5983900B
Патентный документ 5: JP 2016-29206A
Патентный документ 6: JP 4246782B
Патентный документ 7: JP 4040542B
Патентный документ 8: JP 6119361B
Патентный документ 9: JP 6011556B
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Проблемы, решаемые изобретением
[0015] Применение многих видов веществ, содержащих такие элементы, как P, Fe, Mn, Zn, Si, Ca, Mg, B и С, в таком отношении, в котором от каждого элемента может ожидаться эффект удобрения, требует затрат и усилий. Кроме того, в том случае, когда вещество, содержащее каждый элемент, вносится в почву, поскольку плотность веществ различна, вещество с малой плотностью может вымываться из почвы в регионах с большим количеством дождевых осадков или с частыми разливами рек. В результате существует опасение, что в течение периода одной вегетации растения будут вынуждены расти при условиях, в которых баланс между элементами будет потерян. Поскольку углекислый газ воздуха растворяется в дождевой воде, дождевая вода имеет слабую кислотность со значением pH приблизительно 5,6. Кроме того, в настоящее время тот факт, что влияние выхлопных газов, содержащих оксиды серы и оксиды азота, приводит к образованию кислотных дождей с диапазоном значений pH около четырех, стал реальной проблемой в Юго-Восточной Азии и других регионах. В почвах тех регионов, где велико количество дождевых осадков, а также тех регионов, где часто происходит разлив рек из-за дождевой воды, такие элементы, как Fe, Mn и B, могут вымываться из почвы и становиться недостающими под влиянием воздействия такой кислотной дождевой воды в течение длительного периода времени.
[0016] С точки зрения устойчивых поставок пищевых продуктов очень важно, чтобы кремнелюбивые растения, такие как рис, пшеница и кукуруза, могли устойчиво выращиваться в почвах тех регионов, где велико количество дождевых осадков, а также тех регионов, где часто происходит разлив рек.
[0017] Среди вторичных элементов Ca и Mg являются элементами, необходимыми для роста корней и фотосинтеза растений. Кроме того, Ca и Mg обладают щелочностью, как и известь и оксид магния, и являются также главными составляющими элементами щелочных компонентов, измеряемых при анализе удобрений и т.п., а также элементами, оказывающими эффект увеличения pH почвы при улучшении почвы до значения pH, подходящего для культивирования растений, в случае таких почв, которые имеют тенденцию к кислотности под влиянием воздействия кислотной дождевой воды в течение длительного периода времени.
[0018] Кроме того, среди вторичных элементов S является элементом, существенным для биосинтеза серосодержащих аминокислот, а также является элементом, особенно необходимым для культивирования растений семейства амараллисовых или семейства лилейных, таких как чеснок, лук и батун. Однако S является элементом, который после его добавления в почву может окисляться до серной кислоты и подкислять почву, или может быть восстановлена сульфатвосстанавливающими бактериями до сероводорода и стать причиной возникновения корневой гнили.
[0019] Si является элементом, необходимым для устойчивого выращивания кремнелюбивых растений, таких как рис, пшеница и кукуруза, и является очень важным с точки зрения устойчивых поставок пищевых продуктов.
[0020] Таким образом, в текущей ситуации желательно разработать удобрение и способ применения удобрения, которые могли бы обеспечивать много видов элементов из P, Fe, Mn, Si, Ca, Mg, С и B в качестве удобрения для растений легко и по низкой цене даже в почвах тех регионов, где велико количество дождевых осадков, а также тех регионов, где часто происходит разлив рек, без его вымывания из почвы.
[0021] Таким образом, настоящее изобретение было создано с учетом вышеупомянутой проблемы, и задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения, способ производства сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения, способ производства удобрения, а также способ применения удобрения, которые могли бы обеспечивать много видов элементов в качестве удобрения для растений легко и по низкой цене даже в почвах тех регионов, где велико количество дождевых осадков, а также тех регионов, где часто происходит разлив рек, без его вымывания из почвы.
Средства решения проблем
[0022] Авторы настоящего изобретения провели обширные исследования с учетом вышеупомянутой проблемы, и поэтому для того, чтобы обеспечить много видов элементов P, Fe, Mn, Si, Ca, Mg, B и С, разработали сталеплавильный шлак, специально предназначенный в качестве сырья для удобрения, и способ его производства, а также способ производства удобрения и способ применения удобрения, способный поставлять эти элементы; и таким образом завершили настоящее изобретение.
[0023] Основными моментами настоящего изобретения являются следующие.
[1] Сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения, содержащий, в мас.%, P2O5: больше или равно 2% и меньше или равно 8%, MnO: больше или равно 3% и меньше или равно 10%, бор: больше или равно 0,005% и меньше чем 0,05%, всего железа: больше или равно 15% и меньше или равно 30%, CaO: больше или равно 29% и меньше чем 38%, SiO2: больше или равно 16% и меньше чем 22%, сера: больше или равно 0,1% и меньше или равно 0,6%, MgO: больше или равно 4% и меньше или равно 8%, и Al2O3: больше или равно 0,5% и меньше или равно 3%, в котором доля растворимого P2O5 в P2O5 больше или равна 50%, доля растворимого в лимонной кислоте MnO в MnO больше или равна 80%, основность шлака, выраженная как (содержание CaO/содержание SiO2), больше чем 1,5 и меньше или равна 2,2, и насыпная плотность больше или равна 2,3 и меньше или равна 3,2.
[2] Сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения по пункту [1], содержащий твердый раствор 2CaO⋅SiO2-3CaO⋅P2O5 и твердый раствор на основе FeO-MnO-CaO-SiO2.
[3] Сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения по пункту [1] или [2], в котором доля растворимого в лимонной кислоте бора в боре больше или равна 95%.
[4] Сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения по любому из пунктов [1] - [3], в котором размер частиц составляет меньше чем 5 мм в целом, и массовая доля частиц с размерами меньше чем 600 мкм больше или равна 60% от общей массы.
[5] Способ производства сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения, который производит сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения по любому из пунктов [1] - [4], включающий в себя: разливку расплавленного доменного чугуна в ковш конвертерного типа таким образом, что коэффициент зазора, выражаемый как (высота свободного борта ковша, соответствующая длине от горловины до поверхности жидкого расплавленного чугуна/внутренняя высота ковша, соответствующая расстоянию от горловины до внутреннего дна ковша), больше или равен 0,5 и меньше или равен 0,9; добавление по меньшей мере одного из марганцевой руды, марганецсодержащего шлака обезуглероживания и ферромарганца к расплавленному доменному чугуну в ковше конвертерного типа; добавление к расплавленному доменному чугуну негашеной извести и/или карбоната кальция с размером частиц, меньшим или равным 30 мм, а затем вдувание кислорода в расплавленный доменный чугун из фурмы, введенной в расплавленный доменный чугун; вспенивание шлака при температуре, большей или равной 1300°C и меньшей или равной 1400°C, чтобы выполнить обработку дефосфорацией; и получение шлака таким образом, что основность шлака, выраженная как (содержание CaO/содержание SiO2), больше 1,5 и меньше или равна 2,2, а содержание MnO в шлаке больше или равно 3 мас.% и меньше или равно 10 мас.%.
[6] Способ производства сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения по пункту [5], в котором расплавленный шлак после обработки дефосфорацией выливают в тарельчатый термостойкий контейнер и быстро охлаждают для затвердевания.
[7] Способ производства сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения по пункту [6], в котором расплавленный шлак после обработки дефосфорацией быстро охлаждают путем осуществления разбрызгивания воды.
[8] Способ производства сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения по любому из пунктов [5] - [7], в котором ковш конвертерного типа наклоняют для выливания расплавленного шлака после обработки дефосфорацией в шлаковый ковш, а затем расплавленный шлак в шлаковом ковше выливают в наклоняемый первый термостойкий контейнер, выполняют разбрызгивание воды в первом термостойком контейнере для быстрого охлаждения и затвердевания расплавленного шлака, а затем затвердевший шлак фрагментируют, и наклоняют первый термостойкий контейнер для соскользывания затвердевшего шлака вниз во второй термостойкий контейнер, и тем самым затвердевший шлак фрагментируют.
[9] Способ производства сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения по любому из пунктов [5] - [8], в котором формируют твердый раствор 2CaO⋅SiO2-3CaO⋅P2O5 и твердый раствор на основе FeO-MnO-CaO-SiO2 путем быстрого охлаждения.
[10] Способ производства сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения по любому из пунктов [5] - [9], в котором шлак мелют так, чтобы размер частиц был меньше чем 5 мм в целом, а массовая доля частиц с размерами меньше чем 600 мкм была больше или равна 60% от общей массы.
[11] Способ производства удобрения, включающий в себя: измельчение в порошок сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения, произведенного способом производства сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения по любому из пунктов [5] - [10].
[12] Способ производства удобрения по пункту [11], в котором добавляют заданное связующее к сталеплавильному шлаку в качестве сырья для удобрения после его измельчения в порошок, а затем выполняют гранулирование.
[13] Способ производства удобрения по пункту [11] или [12], в котором дополнительно смешивают органическое вещество с полученным удобрением.
[14] Способ производства удобрения по пункту [13], в котором органическое вещество представляет собой по меньшей мере одно из навоза, растительных остатков и компоста, получаемого из продуктов рыболовства.
[15] Способ применения удобрения, включающий в себя: внесение удобрения, которое содержит сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения по любому из пунктов [1] - [4], сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения, произведенный способом производства сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения по любому из пунктов [5] - [10], или удобрение, произведенное способом производства удобрения по любому из пунктов [11] - [14], в почву, в которой pH(H2O) больше или равно 5,6 и меньше или равно 7,5, а количество доступной фосфорной кислоты меньше или равно 5 мг/100 г сухой почвы, содержание марганца меньше или равно 50 мг/100 г сухой почвы и/или содержание бора меньше или равно 0,05 мг/100 г сухой почвы.
[16] Способ применения удобрения по пункту [15], в котором вносимое количество удобрения больше или равно 0,05 т/га и меньше или равно 2 т/га сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения.
[17] Способ применения удобрения по пункту [15] или [16], в котором удобрение разбрасывают на поверхности пахотного слоя или смешивают с пахотным слоем перед посевом или высаживанием растений.
[18] Способ применения удобрения по пункту [15] или [16], в котором удобрение разбрасывают на поверхности пахотного слоя рядом с телом выращиваемого растения или примешивают в пахотный слой.
Эффекты изобретения
[0024] Как описано выше, в соответствии с настоящим изобретением можно поставлять много видов элементов в качестве удобрения для растений легко и по низкой цене даже в почвах тех регионов, где велико количество дождевых осадков, а также тех регионов, где часто происходит разлив рек, без его вымывания из почвы.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0025] Далее будут подробно описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения.
(О содержании исследований, выполненных авторами настоящего изобретения)
[0026] Прежде, чем описать варианты осуществления настоящего изобретения, будут подробно описаны результаты исследований, выполненных авторами настоящего изобретения, относительно требований к описанным выше удобрениям и способам их применения.
<Исследования технологии, раскрытой в патентном документе 1>
[0027] Что касается описанных выше требований, сырье для силикофосфатного удобрения, раскрытое в вышеупомянутом патентном документе 1, имеет относительно низкую основность, причем основность, выраженная как (содержание CaO/содержание SiO2), больше или равна 1,0 и меньше или равна 1,4, и поэтому маловероятно, что это удобрение будет иметь эффект на кислых почвах. Кроме того, сырье для силикофосфатного удобрения, раскрытое в вышеупомянутом патентном документе 1, имеет содержание растворимого CaO, меньшее или равное 30 мас.%, и имеет слабую основность, и поэтому навряд ли будет эффективным для кислых почв.
[0028] Кроме того, в вышеупомянутом патентном документе 1 указано, что содержание Al2O3 меньше или равно 10 мас.%; Примеры показывают, что содержание Al2O3 больше или равно 4,84 мас.% и меньше или равно 6,33 мас.%, что является высокими значениями, превышающими 4 мас.%. Al – это вещество, которое с большой вероятностью связывается с фосфат-ионами и является препятствием для усвоения фосфора растениями; следовательно, желательно более низкое содержание Al2O3.
[0029] Кроме того, в вышеупомянутом патентном документе 1 нет ни описания содержания бора, ни описания влияния бора на эффект удобрения.
<Исследования технологии, раскрытой в патентном документе 2>
[0030] В вышеупомянутом патентном документе 2 раскрыт способ, которым производят шлаковое фосфатное удобрение с использованием в качестве сырья сталеплавильного шлака, получаемого в результате процесса предварительной обработки расплавленного чугуна; однако нет никакого описания способа производства сталеплавильного шлака, служащего сырьем для шлакового фосфатного удобрения. Кроме того, из Примеров вышеупомянутого патентного документа 2 видно, что содержание растворимой в лимонной кислоте фосфорной кислоты в сталеплавильном шлаке, служащем в качестве сырья, больше или равно 2,56 мас.% и меньше или равно 2,62 мас.%, и можно заметить, что условие, служащее в качестве стандарта шлакового фосфатного удобрения, что «содержание растворимой в лимонной кислоте фосфорной кислоты должно быть больше или равно 3 мас.%», не удовлетворяется. Кроме того, в вышеупомянутом патентном документе 2 нет ни описания содержания бора или марганца, ни описания влияния бора или марганца на эффект удобрения.
<Исследования технологии, раскрытой в патентном документе 3>
[0031] В вышеупомянутом Патентном документе 3 указано, что содержащееся количество фосфорной кислоты больше или равно 1,5 мас.% и меньше или равно 5 мас.%; однако нет описания того, какую долю этого количества составляет растворимая фосфорная кислота (фосфорная кислота, которая растворяется раствором цитрата аммония Петермана), которая может эффективно воздействовать на растения.
[0032] В патентном документе 3 указано, что содержащееся количество CaO больше или равно 20 мас.% и меньше или равно 50 мас.%. В качестве причины такого количества указано, что сталеплавильный шлак с содержанием CaO меньше чем 20 мас.% или больше чем 50 мас.% практически не образуется в процессе производства чугуна.
[0033] Кроме того, в патентном документе 3 указано, что частицы сталеплавильного шлака содержат 10 мас.% или больше и 30 мас.% или меньше SiO2. В патентном документе 3 в качестве причины этого указано, что в том случае, когда количество SiO2 составляет менее 10 мас.%, количество доступной растворенной кремневой кислоты мало, а значит, не может быть обеспечен эффект поддержки роста диатомовых водорослей, которые выполняют функцию выработки кислорода фотосинтезом на поверхности почвы рисового поля, покрытого водой. Кроме того, в патентном документе 3 показано, что сталеплавильный шлак, содержащий больше чем 30 мас.% SiO2, практически не образуется в процессе производства чугуна, и поэтому его трудно получить.
[0034] В вышеупомянутом патентном документе 3 отсутствует описание основности шлака (= CaO/SiO2); следовательно, содержащееся количество CaO, большее или равное 20 мас.% и меньшее или равное 50 мас.%, и содержащееся количество SiO2, большее или равное 10 мас.% и меньшее или равное 30 мас.%, могут соответствовать упомянутым выше, а основность шлака может варьироваться в очень широких пределах, от 0,67 (CaO: 20 мас.%, SiO2: 30 мас.%) до 5 (CaO: 50 мас.%, SiO2: 10 мас.%). Основность шлака сильно влияет на растворение из удобрения эффективных компонентов, таких как фосфор, железо и марганец, и поэтому необходимо обеспечить основность, подходящую для растворения этих эффективных элементов удобрения.
[0035] Кроме того, в патентном документе 3 указано, что частицы сталеплавильного шлака содержат 3,5 мас.% или больше и 10 мас.% или меньше MnO. В патентном документе 3 в качестве причины этого указано, что в том случае, когда содержащееся количество MnO составляет меньше чем 3,5 мас.%, может не происходить растворения достаточного количества поливалентного марганца для повышения окислительно-восстановительного потенциала почвы рисового поля. При этом вносимое количество, описанное в патентном документе 3, составляет от 0,5 т/га до 5 т/га, и предполагается, что растворение достаточного количества поливалентного марганца для повышения окислительно-восстановительного потенциала почвы рисового поля будет происходить при вносимом количестве, находящемся в этом диапазоне. В том случае, когда вносимое количество меньше упомянутого выше диапазона, необходимо, по-видимому, исследовать условия более эффективного растворения марганца.
[0036] Поскольку в патентном документе 3, как было упомянуто выше, описание основности шлака отсутствует, основность, подходящая для эффективного растворения фосфора и марганца в диапазоне основности 0,67-5, который следует из содержания CaO и содержания SiO2, указанных в патентном документе 3, не исследована вообще.
[0037] Кроме того, в патентном документе 3 отсутствует описание по бору, а также отсутствует описание того, из какой структуры шлака растворяются фосфор, кальций, кремний, марганец и т.д. В дополнение, вносимое количество устанавливается в диапазоне 0,5 т/га - 5 т/га, и необходимо относительно большое вносимое количество; следовательно, необходимо учитывать некоторые затраты на удобрение и некоторые затраты на рабочую силу, что снижает экономическую эффективность.
<Исследования технологий, раскрытых в патентном документе 4 и патентном документе 5>
[0038] В способе предварительной обработки расплавленного чугуна, раскрытом в патентном документе 4 и патентном документе 5, последовательно выполняют обработку обескремниванием и обработку дефосфорацией с использованием одной плавильной печи конвертерного типа; тем самым шлак, содержащий кремневую кислоту, эффективную для удобрения, и шлак, содержащий фосфорную кислоту, собираются отдельно. Однако для удобрения предпочтительно, чтобы содержались как кремневая кислота, так и фосфорная кислота. Кроме того, отдельно выполняемые обработки обескремниванием и дефосфорацией требуют усилий и затрат с точки зрения получения шлака, служащего сырьем для удобрения. Кроме того, в патентном документе 4 и патентном документе 5 состав производимого шлака дефосфорации вообще не раскрыт, и описание удобрения также отсутствует. Поэтому невозможно оценить, является ли раскрытый в патентном документе 4 и патентном документе 5 шлак подходящим для удобрения или нет.
[0039] Авторы настоящего изобретения полагают, что для того, чтобы управлять составом производимого шлака подходящим образом, высота свободного борта ковша конвертерного типа (то есть расстояние от горловины до поверхности расплавленного чугуна) является важным условием, как подробно описано ниже. Однако в патентном документе 4 высота свободного борта ковша при последовательном выполнении обработки обескремниванием и обработки дефосфорацией с использованием одной плавильной печи конвертерного типа вообще не раскрыта. Кроме того, в патентном документе 5 описание доли свободного борта ковша дано только для обработки обескремниванием, а описание доли свободного борта ковша для обработки дефосфорацией отсутствует.
<Исследования технологии, раскрытой в патентном документе 6>
[0040] В патентном документе 6 раскрыт способ, которым производят кремнистое удобрение в процессе предварительной обработки расплавленного чугуна процесса производства чугуна, и указано, что растворимая в лимонной кислоте фосфорная кислота добавляется к конвертерному шлаку, производимому путем предварительной обработки расплавленного чугуна, чтобы достичь содержания растворимой в лимонной кислоте фосфорной кислоты 5 мас.% или больше. Кроме того, в патентном документе 6 указано, что содержание фосфорной кислоты в исходном шлаке больше или равно 1 мас.% и меньше или равно 4 мас.%. В патентном документе 6 нет описания ни содержания бора, ни описания влияния бора на эффект удобрения. Кроме того, в патентном документе 6 нет описания высоты свободного борта ковша во время производства шлака, и нет описания ни способа сбора шлака при его выгрузке, ни способа его охлаждения.
<Исследования технологии, раскрытой в патентном документе 7>
[0041] Патентный документ 7 раскрывает кремнистое удобрение, в котором растворение кремневой кислоты обеспечивается путем смешивания каменноугольной золы, содержащей только нерастворимую кремневую кислоту, со шлаком нержавеющей стали в расплавленном состоянии. Однако это кремнистое удобрение представляет собой шлак нержавеющей стали, и поэтому содержит большое количество хрома. Следовательно, если применяется большое количество удобрения, использующего этот шлак в качестве сырья, или если такое удобрение применяется в течение длительного периода времени, есть опасность того, что содержание хрома в почве увеличится. Кроме того, необходимость примешивать каменноугольную золу приводит к увеличению затрат из-за увеличения количества операций.
<Исследования технологии, раскрытой в патентном документе 8>
[0042] В патентном документе 8 раскрыт способ производства содержащего фосфорную кислоту шлака для удобрения, и содержание фосфорной кислоты в этом шлаке для удобрения составляет 18,32 мас.% или больше. Однако это содержание фосфорной кислоты значительно отклоняется от содержания фосфорной кислоты в сталеплавильном шлаке, который может быть произведен предварительной обработкой расплавленного чугуна или обработкой обезуглероживанием в обычном процессе производства чугуна, и вышеупомянутый содержащий фосфорную кислоту шлак для удобрения не может быть произведен предварительной обработкой расплавленного чугуна или обработкой обезуглероживанием в обычном процессе производства чугуна. Следовательно, для производства такого шлака необходим специальный процесс, что приводит к увеличению затрат.
<Исследования технологии, раскрытой в патентном документе 9>
[0043] В патентном документе 9 также раскрыт способ производства сырья для фосфатного удобрения, получаемого в процессе производства чугуна, и содержание фосфорной кислоты в этом шлаке, служащем сырьем для фосфатного удобрения, составляет 15 мас.% или больше. Однако, это содержание фосфорной кислоты значительно отклоняется от содержания фосфорной кислоты в сталеплавильном шлаке, который может быть произведен предварительной обработкой расплавленного чугуна или обработкой обезуглероживанием в обычном процессе производства чугуна, и вышеупомянутый шлак, служащий сырьем для фосфатного удобрения, не может быть произведен предварительной обработкой расплавленного чугуна или обработкой обезуглероживанием в обычном процессе производства чугуна. Следовательно, для производства такого шлака необходим специальный процесс, что приводит к увеличению затрат.
[0044] Как подробно описано выше, существуют различные требующие решения проблемы в том случае, когда сталеплавильный шлак процесса производства чугуна производится в качестве сырья для удобрения, или когда сталеплавильный шлак процесса производства чугуна используется в качестве сырья для удобрения, способного поставлять различные минералы.
[0045] Авторы настоящего изобретения провели обширные исследования вышеупомянутых проблем, и в результате для того, чтобы поставлять много видов элементов P, Fe, Mn, Si, Ca, Mg, B и С, разработали сталеплавильный шлак, специально предназначенный в качестве сырья для удобрения, и способ его производства, а также способ производства удобрения и способ применения удобрения, способного поставлять эти элементы, и успешно получили сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения, которое может поставлять много видов элементов в качестве удобрения для растений более легко и с более низкими затратами. Далее будут подробно описаны варианты осуществления настоящего изобретения.
(Варианты осуществления)
<Относительно обычного сталеплавильного шлака>
[0046] Прежде чем подробно описать сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, для сравнения будет кратко описан обычный сталеплавильный шлак.
[0047] Примеры сталеплавильного шлака, обычно используемого для удобрения, включают в себя шлак дефосфорации, который является разновидностью сталеплавильного шлака, производимого в качестве побочного продукта в процессе предварительной обработки расплавленного чугуна. Шлак дефосфорации представляет собой фосфорсодержащий шлак, который производится в качестве побочного продукта путем добавления извести, оксида железа или т.п. в качестве дефосфоратора к расплавленному чугуну и вдувания в материал газа, такого как кислород, для удаления фосфора, содержащегося в расплавленном чугуне, и является разновидностью сталеплавильного шлака.
[0048] Состав типичного сталеплавильного шлака (конвертерного шлака) публикуется Японской шлаковой ассоциацией (http://www.slg.jp/character.html), и типичный состав является следующим:
CaO: 45,8, SiO2: 11,0, всего железа: 17,4, MgO: 6,5,
Al2O3: 1,9, S: 0,06, P2O5: 1,7, MnO: 5,3 (все в мас.%).
[0049] Сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, подробно описанным ниже, является разновидностью шлака дефосфорации, и отличается тем, что содержащиеся в нем количества P2O5 и SiO2 высоки, а содержащееся в нем количество CaO низко по сравнению с составом упомянутого выше типичного сталеплавильного шлака, что более подробно описывается ниже. Кроме того, сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления отличается тем, что содержащееся в нем количество растворимого в лимонной кислоте бора является высоким по сравнению с составом упомянутого выше типичного сталеплавильного шлака.
<О сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения>
[0050] Далее будет подробно описан сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления. Сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления представляет собой сталеплавильный шлак, который содержит предписанные количества компонентов и получается путем выполнения обработки дефосфорацией расплавленного доменного чугуна, и содержит предписанные количества различных элементов, таких как Ca, P, Si, Mg, Fe, Mn, B, S и Al.
[0051] Более конкретно, сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержит, в мас.%, P2O5: больше или равно 2% и меньше или равно 8%, MnO: больше или равно 3% и меньше или равно 10%, бор: больше или равно 0,005% и меньше чем 0,05%, всего железа: больше или равно 15% и меньше или равно 30%, CaO: больше или равно 29% и меньше чем 38%, SiO2: больше или равно 16% и меньше чем 22%, сера: больше или равно 0,1% и меньше или равно 0,6%, MgO: больше или равно 4% и меньше или равно 8%, и Al2O3: больше или равно 0,5% и меньше или равно 3%. Кроме того, сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления может содержать различные примеси, а также упомянутые выше компоненты. Далее будет подробно описан каждый компонент, содержащийся в сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления.
[CaO: больше или равно 29 мас.% и меньше чем 38 мас.%]
[0052] Сначала описывается Ca. Ca является жизненно важным для растений удобряющим элементом. В удобрении или сталеплавильном шлаке, при указании содержащегося в нем количества Ca, его содержание указывается в расчете на оксид CaO; таким образом, в дальнейшем содержащееся количество Ca будет указываться как CaO.
[0053] CaO является обладающим щелочностью соединением и имеет эффект удобрения почвы, которая склонна к повышению ее кислотности под влиянием воздействия кислотной дождевой воды в течение длительного периода времени. Содержание CaO в сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления больше или равно 29 мас.% и меньше чем 38 мас.%, что намного меньше, чем количество CaO, содержащееся в сталеплавильном шлаке типичного состава, таком как упомянутый выше, которое составляет 45,8 мас.%. Причина этого заключается в том, что есть некоторое преимущество в уменьшении затрат на CaO при уменьшении количества CaO, добавляемого к расплавленному чугуну при производстве сталеплавильного шлака. Однако в сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления в том случае, когда содержание CaO составляет менее 29 мас.%, щелочность является слабой; следовательно, даже когда применяется удобрение, содержащее сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления, улучшение почвы, которая склонна к повышению ее кислотности под влиянием воздействия кислотной дождевой воды в течение длительного периода времени, не может быть получено в достаточной степени.
[0054] Кроме того, в сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления P присутствует главным образом в виде твердого раствора 2CaO・SiO2-3CaO・P2O5; для того, чтобы P существовал в этой форме, существенно присутствие достаточного количества CaO. В том случае, когда содержание CaO в сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления составляет менее 29 мас.%, есть вероятность того, что P, который присутствует в удобрении в вышеупомянутой форме и может постепенно растворяться в почве, не сможет быть удержан в удобрении, содержащем сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления.
[0055] С другой стороны, в том случае, когда содержание CaO в сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления составляет 38 мас.% или больше, не может быть получен эффект снижения затрат за счет уменьшения количества CaO, добавляемого к расплавленному чугуну для производства вышеупомянутого сталеплавильного шлака. Кроме того, с точки зрения использования в качестве сырья для удобрения, в том случае, когда содержание CaO больше или равно 38 мас.%, применение сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения по настоящему изобретению может вызвать чрезмерное повышение щелочности почвы, претерпевшей его внесение, а значит, это является нежелательным.
[0056] С этих точек зрения количество CaO, содержащееся в сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления, устанавливается большим или равным 29 мас.% и меньшим чем 38 мас.%. Содержащееся количество CaO предпочтительно больше или равно 30 мас.% и меньше или равно 37 мас.%, а более предпочтительно больше или равно 31 мас.% и меньше или равно 36 мас.%.
[0057] Содержащееся количество CaO может быть измерено, например, методом рентгеновского флуоресцентного анализа. В частности, готовят множество измерительных образцов, в которых известно содержание CaO, с варьирующимся содержанием, и интенсивность рентгеновской флуоресценции от Ca в этих приготовленных измерительных образцах измеряют прибором рентгеновского флуоресцентного анализа. На основе полученных результатов измерения интенсивности рентгеновской флуоресценции от Ca и содержания CaO заранее строят калибровочную кривую, указывающую соотношение между содержанием CaO и интенсивностью рентгеновской флуоресценции. Затем для целевого образца с неизвестным содержанием CaO измеряют интенсивность рентгеновской флуоресценции от Ca прибором рентгеновского флуоресцентного анализа, и по полученной интенсивности рентгеновской флуоресценции с использованием этой калибровочной кривой определяют содержание CaO.
[0058] При этот берут образец, как описано ниже, затем готовят целевой образец с помощью следующих стадий, и интенсивность рентгеновской флуоресценции измеряют при следующих условиях измерения. Анализируемый образец помещается в вибромельницу (T-100, производства компании Kawasaki Heavy Industries, Ltd.) и измельчается в порошок (настройки устройства: время измельчения 30 секунд, скорость 1000 об/мин). Порошкообразный образец подвергается классификации с использованием сита с размером отверстий 212 мкм. Затем 6 г тетрабората лития (флюс), 0,3 г образца, который прошел через сито с вышеупомянутым размером отверстий (212 мкм), и приблизительно две корнцанговых ложечки йодистого лития (разделяющая смазка) вводятся в платиновую чашку, и выполняется плавление при условиях 1150°C × 10 мин × 3-4 раза с помощью шарикового пробоотборника для того, чтобы приготовить стеклянные шарики. Аналогичным образом также обрабатывается контрольный материал в стеклянные шарики. Калибровочная кривая создается с помощью прибора рентгеновского флуоресцентного анализа (ZSX PrimusII производства компании Rigaku Corporation), и образец, который прошел через сито с вышеупомянутым размером отверстий (212 мкм), определяется количественно и подвергается подтверждающему анализу с использованием контрольного материала. Этот аналитический метод соответствует Японскому промышленному стандарту «JIS M 8205».
[SiO2: больше или равно 16 мас.% и меньше чем 22 мас.%] Далее описывается Si.
[0059] Si не является жизненно важным элементом для растений, но является очень важным элементом для кремнелюбивых растений семейства трав, таких как рис, пшеница и кукуруза. Кремневая кислота (SiO2) составляет приблизительно 5% сухой массы тела растения риса. В удобрении или сталеплавильном шлаке, при указании содержащегося в нем количества Si, его содержание указывается в расчете на оксид SiO2; таким образом, в дальнейшем содержание Si будет указываться как SiO2.
[0060] Сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержит большое количество SiO2 по сравнению с составом типичного сталеплавильного шлака, как упомянуто выше. Сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержит большое количество доступной кремневой кислоты, эффективной для растений, и поэтому эффективной для снабжения Si злаковых растений и т.п.
[0061] В том случае, когда сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления производится с помощью конвертерного процесса, подобного тому, который более подробно описан ниже, хотя количество CaO, добавляемого к расплавленному чугуну, уменьшается для снижения затрат на CaO, Si присутствует в сталеплавильном шлаке в виде соединения с Ca, такого как Ca2SiO4, CaSiO3 или CaFeSiO4, твердого раствора 2CaO・SiO2, или т.п. В сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления, основываясь на том факте, что количество CaO, добавляемого к расплавленному чугуну, уменьшается для снижения затрат и, следовательно, содержащееся в сталеплавильном шлаке количество Ca уменьшается, содержание Si также должно быть уменьшено в соответствии с уменьшением содержания Ca для того, чтобы удовлетворить условие основности, как будет описано позже.
[0062] Содержание SiO2 может быть установлено меньшим чем 22 мас.% при производстве сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления при условиях, когда количество CaO, добавляемого к расплавленному чугуну, уменьшается, как было упомянуто выше; тем самым эффекты удобрения, включая эффект удобрения от Si, могут быть получены совместно с хорошим балансом с другими элементами, Ca, P, Mn, Fe, Mg, B, S и т.д. Следовательно, в сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержание SiO2 устанавливается меньшим чем 22 мас.% для того, чтобы активно добиваться таких эффектов удобрения. С другой стороны, в том случае, когда содержание SiO2 в сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления составляет меньше чем 16 мас.%, эффект удобрения Si будет проявляться с меньшей вероятностью. Поэтому в сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержание SiO2 устанавливается большим или равным 16 мас.%. Содержание SiO2 предпочтительно больше или равно 17 мас.% и меньше или равно 21 мас.%, а более предпочтительно больше или равно 18 мас.% и меньше или равно 20 мас.%.
[0063] Содержание SiO2 может быть измерено, например, методом рентгеновского флуоресцентного анализа. В частности, готовят множество измерительных образцов, в которых известно содержание SiO2, с варьирующимся содержанием, и интенсивность рентгеновской флуоресценции от Si в этих приготовленных измерительных образцах измеряют прибором рентгеновского флуоресцентного анализа. На основе полученных результатов измерения интенсивности рентгеновской флуоресценции от Si и содержания SiO2 заранее строят калибровочную кривую, указывающую соотношение между содержанием SiO2 и интенсивностью рентгеновской флуоресценции. Затем для целевого образца с неизвестным содержанием SiO2 измеряют интенсивность рентгеновской флуоресценции от Si прибором рентгеновского флуоресцентного анализа, и по полученной интенсивности рентгеновской флуоресценции с использованием этой калибровочной кривой определяют содержание SiO2.
[0064] При этом способ подготовки целевого образца и условия измерения интенсивности рентгеновской флуоресценции являются теми же самыми, что и для CaO.
[Основность (содержание CaO/содержание SiO2): больше 1,5 и меньше или равно 2,2]
[0065] В сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления удовлетворяются упомянутые выше условия как относительно содержания CaO, так и относительно содержания SiO2, а кроме того, основность, выраженная как (содержание CaO/содержание SiO2), составляет больше 1,5 и меньше или равна 2,2.
[0066] В сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержание CaO больше или равно 29 мас.% и меньше чем 38 мас.%; таким образом, содержание SiO2 задается следующим образом в зависимости от основности.
В том случае, когда основность составляет 2,3: больше или равно 12 мас.% и меньше или равно 16 мас.%
В том случае, когда основность составляет 2,2: больше или равно 13 мас.% и меньше или равно 17 мас.%
В том случае, когда основность составляет 2,1: больше или равно 14 мас.% и меньше или равно 18 мас.%
В том случае, когда основность составляет 1,8: больше или равно 16 мас.% и меньше или равно 21 мас.%
В том случае, когда основность составляет 1,5: больше или равно 19 мас.% и меньше или равно 25 мас.%
В том случае, когда основность составляет 1,4: больше или равно 21 мас.% и меньше или равно 27 мас.%
[0067] В том случае, когда основность меньше чем или равна 1,5 или больше чем 2,2, содержание SiO2 в сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления не находится в пределах диапазона больше или равно 16 мас.% и меньше чем 22 мас.%. Поэтому основность сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления устанавливается большей чем 1,5 и меньшей или равной 2,2.
[0068] Признаком, наиболее всего характеризующим свойства шлака, является основность. CaO – это компонент, служащий основным фактором основности шлака. В реальном процессе производства чугуна обычные основности сталеплавильного шлака, получаемого при предварительной обработке дефосфорацией расплавленного чугуна, составляют приблизительно 1,5-1,8 и получаются легко. Авторы настоящего изобретения с помощью опытных исследований обнаружили, что основность шлака, при которой растворение из эффективных компонентов удобрения, таких как кремневая кислота, фосфорная кислота, марганец и бор, может быть достигнуто с лучшим балансом, существует около 1,5-1,8. Следовательно, основность сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления предпочтительно составляет больше чем 1,5 и меньше или равна 1,8.
[0069] В сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления в том случае, когда основность меньше или равна 1,5, количество CaO мало относительно количества SiO2 с точки зрения использования в качестве сырья для удобрения, и поэтому описанный позже твердый раствор 2CaO・SiO2-3CaO・P2O5 будет образовываться с меньшей вероятностью; а значит, это не является предпочтительным. С другой стороны, в сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления в том случае, когда основность составляет больше чем 2,2, есть вероятность того, что с точки зрения использования в качестве сырья для удобрения большее количество CaO, чем необходимо для улучшения почвы, будет внесено в почву, которая склонна к увеличению кислотности под влиянием воздействия кислотной дождевой воды в течение длительного периода времени, и это является причиной увеличения стоимости извести, добавляемой в качестве источника CaO; а значит, это не является предпочтительным. Поэтому основность сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления устанавливается большей чем 1,5 и меньшей или равной 2,2. Путем регулирования основности большей чем 1,5 и меньшей или равной 2,2 становится возможно уменьшить затраты на известь, которая с точки зрения использования в качестве сырья для удобрения добавляется с тем, чтобы повысить эффект улучшения почвы, которая склонна к увеличению кислотности под влиянием воздействия кислотной дождевой воды в течение длительного периода времени, и увеличить содержание CaO. Основность предпочтительно больше или равна 1,6 и меньше или равна 2,1, а более предпочтительно больше или равна 1,6 и меньше или равна 2,0.
[0070] Кроме того, за счет регулирования основности большей чем 1,5 и меньшей или равной 2,2, в произведенном сталеплавильном шлаке легко образуются как твердый раствор 2CaO⋅SiO2-3CaO⋅P2O5, так и твердый раствор на основе FeO-MnO-CaO-SiO2. Кроме того, как более подробно будет описано ниже, в процессе производства сталеплавильного шлака может выполняться быстрое охлаждение при затвердевании шлака, и тем самым вышеупомянутые два вида твердых растворов образуются еще более легко. Как будет описано подробно ниже, эти твердые растворы способствуют растворению не только кремневой кислоты, но и фосфорной кислоты, марганца и бора; а значит, для сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения содержание обоих этих твердых растворов является предпочтительным.
[P2O5: больше или равно 2 мас.% и меньше или равно 8 мас.%; доля растворимого P2O5: больше или равно 50%]
[0071] Далее описывается P. P является жизненно важным элементом для растений, наряду с N и K. P – это элемент, необходимый для участвующих в энергетическом метаболизме веществ, таких как ДНК и РНК, которые входят в состав генов, и АТФ, веществ, входящих в состав клеточной мембраны, и т.д. Кроме того, P является элементом, который действует на точки роста корней и оказывает влияние на рост корней. Если фосфора не хватает, рост корней подавляется.
[0072] В удобрении или сталеплавильном шлаке, при указании содержащегося в нем количества Р, его содержание указывается в расчете на оксид P2O5; таким образом, в дальнейшем содержание Р будет указываться как P2O5.
[0073] В почве в кислотных условиях, где Al и Fe склонны ионизироваться и растворяться, есть вероятность того, что P будет переведен в нерастворимую форму фосфата алюминия (AlPO4) или фосфата железа (FePO4), и корни растений не смогут усваивать фосфат-ионы (PO4 3-), содержащие Р. Поскольку сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержит CaO и MgO и является щелочным, сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения может улучшать кислую почву для предотвращения ионизации Al и Fe и вымывания их из почвы, и в то же самое время может постепенно растворять P в виде фосфат-ионов (PO4 3-).
[0074] В сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления P присутствует главным образом в виде вещества, имеющего состав Ca2SiO4-Ca3(PO4)2. В почве P постепенно растворяется в виде PO4 3- из удобрения, содержащего сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления, вместе с Ca и Si. Следовательно, P может постепенно поступать к растениям, не переходя в нерастворимую форму с Al или Fe, в течение длительного периода времени, порядка нескольких месяцев, что эквивалентно одному периоду вегетации растений, таких как рис.
[0075] В сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления в том случае, когда содержание P2O5 составляет меньше чем 2 мас.%, эффекты наподобие упомянутых выше не могут быть надежно получены. Следовательно, в сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержание P2O5 устанавливается большим или равным 2 мас.%.
[0076] С другой стороны, в сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления в том случае, когда содержание P2O5 составляет больше чем 8 мас.%, существует вероятность того, что P2O5 будет чрезмерно поступать в почву, в то время как баланс с азотом и калием, которые являются другими из трех главных удобряющих элементов, будет потерян; а значит, это не является предпочтительным. Следовательно, в сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержание P2O5 устанавливается меньшим или равным 8 мас.% .
[0077] В сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержание P2O5 предпочтительно больше или равно 3 мас.% и меньше или равно 8 мас.%, а более предпочтительно больше или равно 3 мас.% и меньше или равно 6 мас.%.
[0078] В Законе Японии о контроле за удобрениями для шлаковых фосфатных удобрений предписывается, чтобы содержание растворимого в лимонной кислоте P2O5 было большим или равным 3 мас.%. Сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления не обязательно удовлетворяет этому стандарту шлакового фосфатного удобрения, но обещает эффект фосфорного удобрения по упомянутой выше причине. Поскольку в сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержание P2O5 больше или равно 2 мас.%, содержание растворимого в лимонной кислоте P2O5 приблизительно больше или равно 1,0 мас.%.
[0079] С другой стороны, что касается P2O5, который растения могут фактически усваивать из корней, известно, что растворимый P2O5, который растворяется в нейтральном водном растворе цитрата аммония (растворе цитрата аммония Петермана), обеспечивает более подходящее значение, чем растворимый в лимонной кислоте P2O5, который растворяется в 2%-ом водном растворе лимонной кислоты. Сталеплавильному шлаку в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления удалось увеличить долю растворимого P2O5 в P2O5, содержащемся в шлаке, до 50% или больше за счет управления составом и структурой шлака. То есть, массовая доля растворимого P2O5 в P2O5, содержащемся в шлаке, может быть сделана большей или равной 50% путем производства сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения в соответствии со способом производства сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения, который подробно описывается ниже. Значение верхнего предела массовой доли растворимого P2O5 в P2O5, содержащемся в шлаке, конкретно не предписывается, и предпочтительно является как можно более высоким; но эта массовая доля не может быть сделана равной 100%, принимая во внимание результаты, полученные при реальном приготовлении и анализе большого числа образцов сталеплавильного шлака, и значение верхнего предела составляет приблизительно 85%. Массовая доля растворимого P2O5 в P2O5, содержащемся в шлаке, предпочтительно больше или равна 50%, а более предпочтительно больше или равна 60%.
[0080] Содержание P2O5 может быть измерено, например, методом рентгеновского флуоресцентного анализа. В частности, готовят множество измерительных образцов, в которых известно содержание Р, с варьирующимся содержанием, и интенсивность рентгеновской флуоресценции от Р в этих приготовленных измерительных образцах измеряют прибором рентгеновского флуоресцентного анализа. На основе полученных результатов измерения интенсивности рентгеновской флуоресценции от Р и вычисленного по содержанию P количества P2O5 заранее строят калибровочную кривую, указывающую соотношение между рассчитанным по фосфору количеством P2O5 и интенсивностью рентгеновской флуоресценции. Затем для целевого образца с неизвестным содержанием Р измеряют интенсивность рентгеновской флуоресценции от Р прибором рентгеновского флуоресцентного анализа, и по полученной интенсивности рентгеновской флуоресценции с использованием этой калибровочной кривой определяют содержание P2O5.
[0081] При этом способ подготовки целевого образца и условия измерения интенсивности рентгеновской флуоресценции являются теми же самыми, что и для CaO.
[0082] Содержание растворимого P2O5 может быть измерено с помощью метода спектроскопии поглощения ванадомолибдатом аммония с использованием раствора цитрата аммония Петермана. Массовая доля растворимого P2O5 в P2O5 может быть вычислена с использованием содержащегося количества P2O5 и измеренного содержащегося количества растворимого P2O5.
[MgO: больше или равно 4 мас.% и меньше или равно 8 мас.%]
[0083] Далее описывается Mg. Mg является элементом, необходимым для растений, и рассматривается как вторичный элемент.
[0084] В общем, содержание MgO в сталеплавильном шлаке значительно ниже, чем содержание CaO. Mg, содержащийся в сталеплавильном шлаке, происходит главным образом из Mg, добавляемого в процессе спекания или растворяющегося из огнеупорных кирпичей стенки конвертера. В удобрении или сталеплавильном шлаке, при указании содержащегося в нем количества Mg, его содержание указывается в расчете на оксид MgO; таким образом, в дальнейшем содержание Mg будет указываться как MgO.
[0085] MgO является щелочным и имеет эффект улучшения почвы, которая склонна к повышению ее кислотности под влиянием воздействия кислотной дождевой воды в течение длительного периода времени, так же как и CaO. В сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержание CaO является более низким, чем содержание CaO в обычном сталеплавильном шлаке; следовательно, в том случае, когда содержание MgO составляет менее 4 мас.%, количество поступающего Mg мало, и нельзя ожидать эффекта удобрения Mg. С другой стороны, в том случае, когда содержание MgO составляет больше чем 8 мас.%, трудно сделать содержание MgO большим чем 8 мас.%, если только дополнительно не добавляется источник Mg в реальном процессе производства чугуна. Поэтому в сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержание MgO устанавливается большим или равным 4 мас.% и меньшим или равным 8 мас.%. Содержание MgO предпочтительно больше или равно 4 мас.% и меньше или равно 7 мас.%, а более предпочтительно больше или равно 4 мас.% и меньше или равно 6 мас.%.
[0086] Содержание MgO может быть измерено, например, методом рентгеновского флуоресцентного анализа. В частности, готовят множество измерительных образцов, в которых известно содержание Mg, с варьирующимся содержанием, и интенсивность рентгеновской флуоресценции от Mg в этих приготовленных измерительных образцах измеряют прибором рентгеновского флуоресцентного анализа. На основе полученных результатов измерения интенсивности рентгеновской флуоресценции от Mg и вычисленного по содержанию Mg количества MgO заранее строят калибровочную кривую, указывающую соотношение между рассчитанным по магнию количеством MgO и интенсивностью рентгеновской флуоресценции. Затем для целевого образца с неизвестным содержанием Mg измеряют интенсивность рентгеновской флуоресценции от Mg прибором рентгеновского флуоресцентного анализа, и по полученной интенсивности рентгеновской флуоресценции с использованием этой калибровочной кривой определяют содержание MgO.
[0087] При этом способ подготовки целевого образца и условия измерения интенсивности рентгеновской флуоресценции являются теми же самыми, что и для CaO.
[Всего железа: больше или равно 15 мас.% и меньше или равно 30 мас.%]
[0088] Далее описывается Fe. Fe является следовым элементом, необходимым для растений, и железосодержащие вещества используются в качестве специальных удобрений. Однако в кислой почве Fe может вызвать избыток железа для растений, и поэтому является также элементом, который может быть вредным для растений.
[0089] Сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления является щелочным, поскольку он содержит CaO в количестве, большем или равном 29 мас.% и меньшем чем 38 мас.%, и содержит MgO в количестве, большем или равном 4 мас.% и меньшем или равном 8 мас.%. Однако по сравнению с составом вышеупомянутого типичного сталеплавильного шлака, имеющего содержание CaO 45,8 мас.% и содержание MgO 6,5 мас.%, можно сказать, что сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления имеет относительно слабую щелочность. Сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержит всего железа с высоким содержащимся количеством, большим или равным 15 мас.% и меньшим или равным 30 мас.%; поэтому удобрение, содержащее сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления, предпочтительно используется для иных почв, чем те, в которых появился избыток железа.
[0090] В дополнение, признаком удобрения, содержащего сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления, является признак наличия большой насыпной плотности, и поэтому он не вымывается дождевой водой, а остается после нее и позволяет каждому элементу с эффектом удобрения растворяться в течение длительного периода времени. Fe является важным элементом также с точки зрения увеличения насыпной плотности удобрения, содержащего сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления.
[0091] Следовательно, с точки зрения предотвращения вымывания, предпочтительно, чтобы насыпная плотность была более высокой, то есть чтобы полное содержание Fe в сталеплавильном шлаке было более высоким. В сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления в том случае, когда полное содержание железа составляет более чем 30 мас.%, вызывает опасение вклад в избыток железа в почве вследствие растворения железа из удобрения.
[0092] В том случае, когда сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления получается способом производства, подобным подробно описываемому ниже, обработка выполняется при высокой температуре и за короткое время; следовательно, полное содержание железа в произведенном сталеплавильном шлаке имеет тенденцию быть относительно высоким, и получаемое полное содержание железа больше или равно 15 мас.%. Поэтому полное содержание железа в сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления устанавливается большим или равным 15 мас.% и меньшим или равным 30 мас.%. Полное содержание железа предпочтительно больше или равно 16 мас.% и меньше или равно 28 мас.%, а более предпочтительно больше или равно 17 мас.% и меньше или равно 26 мас.%.
[0093] Когда сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления анализируется с помощью рентгеновского дифрактометра, наблюдается пик минерала, принадлежащего системе FeO-CaO-SiO2. С другой стороны, когда сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления погружается в воду на длительный период времени, а затем структура изучается с помощью электронного микрозондового анализатора (EPMA), наблюдается след снижения концентрации в той части, где Fe и Mn перекрываются. Исходя из этого, предполагается, что при образовании твердого раствора на основе FeO-MnO-CaO-SiO2, в котором MnO и FeO растворены вместе в виде твердого раствора, растворение Mn вместе с Fe в почву ускоряется. Такое состояние окисления Fe получается путем производства сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения в соответствии с описываемым ниже способом производства сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения. Термин «твердый раствор» в настоящем варианте осуществления конкретно описывает основные химические компоненты и может включать в себя, с точки зрения его свойств, также компоненты, которые конкретно не описаны. Например, твердый раствор на основе FeO-MnO-CaO-SiO2 может включать такой, в котором MgO в виде твердого раствора.
[0094] Полное содержание железа может быть измерено, например, методом рентгеновского флуоресцентного анализа. В частности, готовят множество измерительных образцов, в которых известно полное содержание железа, с варьирующимся содержанием, и интенсивность рентгеновской флуоресценции от Fe в этих приготовленных измерительных образцах измеряют прибором рентгеновского флуоресцентного анализа. На основе полученных результатов измерения интенсивности рентгеновской флуоресценции от Fe и полного содержания железа заранее строят калибровочную кривую, указывающую соотношение между полным содержанием железа и интенсивностью рентгеновской флуоресценции. Затем для целевого образца с неизвестным полным содержанием железа измеряют интенсивность рентгеновской флуоресценции от Fe прибором рентгеновского флуоресцентного анализа, и по полученной интенсивности рентгеновской флуоресценции с использованием этой калибровочной кривой определяют полное содержание железа.
[0095] При этом способ подготовки целевого образца и условия измерения интенсивности рентгеновской флуоресценции являются теми же самыми, что и для CaO.
[MnO: больше или равно 3 мас.% и меньше или равно 10 мас.%; доля растворимого в лимонной кислоте марганца: больше или равно 80%]
[0096] Далее описывается Mn. Mn также является элементом с эффектом удобрения для растений в качестве следового элемента. В удобрении или сталеплавильном шлаке, при указании содержащегося в нем количества Mn, его содержание указывается в расчете на оксид MnO; таким образом, в дальнейшем содержание Mn будет указываться как MnO.
[0097] В сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления в том случае, когда содержание MnO составляет менее 3 мас.%, оно мало; следовательно, растворение Mn из удобрения, содержащего сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления, является недостаточным, и эффект удобрения Mn не может быть проявлен. С другой стороны, в том случае, когда содержание MnO составляет больше чем 10 мас.%, образуется избыток марганца для растений, особенно в кислой почве; а значит, это не является предпочтительным. Следовательно, в сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержание MnO устанавливается большим или равным 3 мас.% и меньшим или равным 10 мас.%. Содержание MnO предпочтительно больше или равно 4 мас.% и меньше или равно 9 мас.%, а более предпочтительно больше или равно 5 мас.% и меньше или равно 8 мас.%.
[0098] При формировании твердого раствора 2CaO⋅SiO2-3CaO⋅P2O5 и твердого раствора на основе FeO-MnO-CaO-SiO2 в сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления растворение Mn наподобие упомянутого выше ускоряется, и кроме того, может быть ускорено растворение кремневой кислоты, фосфорной кислоты и бора.
[0099] Известно, что растения выделяют органическую кислоту из корней, и в этом отношении растворимый в лимонной кислоте марганец, который является марганцем, растворимым в 2%-ом водном растворе лимонной кислоты, служит показателем марганца, используемого растениями. В сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления удалось обеспечить количество растворимого в лимонной кислоте MnO, составляющее 80% или больше от всего MnO, содержащегося в сталеплавильном шлаке, посредством управления его составом и структурой. То есть, массовая доля растворимого в лимонной кислоте MnO в содержащемся в шлаке MnO может быть сделана большей или равной 80% путем производства сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения в соответствии со способом производства сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения, который будет подробно описан ниже. Значение верхнего предела массовой доли растворимого в лимонной кислоте MnO в содержащемся в шлаке MnO конкретно не предписано, и предпочтительно является как можно более высоким; но эта массовая доля не может быть сделана равной 100%, принимая во внимание результаты, полученные при реальном приготовлении и анализе большого числа образцов сталеплавильного шлака, и значение верхнего предела составляет приблизительно 95%. Массовая доля растворимого в лимонной кислоте MnO в содержащемся в шлаке MnO предпочтительно больше или равна 85%, а более предпочтительно больше или равна 90%.
[0100] Содержание MnO может быть измерено, например, методом рентгеновского флуоресцентного анализа. В частности, готовят множество измерительных образцов, в которых известно содержание Mn, с варьирующимся содержанием, и интенсивность рентгеновской флуоресценции от Mn в этих приготовленных измерительных образцах измеряют прибором рентгеновского флуоресцентного анализа. На основе полученных результатов измерения интенсивности рентгеновской флуоресценции от Mn и рассчитанного по марганцу количества MnO заранее строят калибровочную кривую, указывающую соотношение между рассчитанным по марганцу содержанием MnO и интенсивностью рентгеновской флуоресценции. Затем для целевого образца с неизвестным содержанием Mn измеряют интенсивность рентгеновской флуоресценции от Mn прибором рентгеновского флуоресцентного анализа, и по полученной интенсивности рентгеновской флуоресценции с использованием этой калибровочной кривой определяют содержание MnO.
[0101] При этом способ подготовки целевого образца и условия измерения интенсивности рентгеновской флуоресценции являются теми же самыми, что и для CaO.
[0102] Содержание растворимого в лимонной кислоте MnO может быть измерено с использованием способа, описанного в публикации Testing Methods for Fertilizers (2016), такого как выщелачивание с использованием 2%-го водного раствора лимонной кислоты, и метода пламенной атомной абсорбционной спектроскопии, предписываемого Центром по проверке пищевых и сельскохозяйственных материалов (Food and Agricultural Materials Inspection Center, FAMIC). Массовая доля растворимого в лимонной кислоте MnO в MnO может быть вычислена с использованием содержащегося количества MnO и измеренного количества содержащегося растворимого в лимонной кислоте MnO.
[Бор: больше или равно 0,005 мас.% и меньше чем 0,05 мас.%; доля растворимого в лимонной кислоте бора: больше или равно 95%]
[0103] Далее описывается бор. Бор является следовым элементом, необходимым для растений; известно, что если бора недостаточно, то у растений возникает дефицит бора. Бор является элементом, необходимым для синтеза оболочки клеток растений.
[0104] С другой стороны, известно, что в том случае, когда содержание бора в почве составляет больше чем 5 мг/кг, в растениях может возникать избыток бора. Содержание бора 5 мг/кг является очень низким значением. Примеры имеющегося в продаже удобрения, содержащего бор, включают в себя боратное удобрение (растворимый в лимонной кислоте бор: больше или равно 35%), плавленое борное удобрение (растворимый в лимонной кислоте бор: приблизительно 24%), а также композитное удобрение со сплавленными следовыми элементами (FTE) (растворимый в лимонной кислоте бор: 5-9%); однако все они содержат большие количества бора, и поэтому существует опасение, что при чрезмерном использовании этих удобрений возникнет избыток бора. Когда эти имеющиеся в продаже удобрения вносят в почву, сложно сделать содержание бора в почве меньшим или равным 5 мг/кг.
[0105] Например, в том случае, когда удобрение с содержанием бора 5% вносится на 1 кг почвы, предполагая, что бор не содержится в этой почве, попытка сделать содержание бора в почве меньшим или равным 5 мг/кг требует равномерного смешивания с почвой очень небольшого количества вносимого удобрения, меньшего или равного 100 мг. Следовательно, при обычных способах внесения существует большое беспокойство насчет того, что бор будет внесен в большом избытке. Для того, чтобы равномерно вносить небольшие количества этих удобрений, содержащих большие количества бора, можно предварительно растворить или диспергировать удобрения в воде и внести их; но предполагается, что обычные удобрения скорее всего смоются дождевой водой и т.д. Следовательно, предполагается, что с точки зрения оптимального обеспечения почвы бором предпочтительным является удобрение с низким содержанием бора, которое не подвержено быстрому вымыванию.
[0106] В сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления в том случае, когда содержание бора составляет менее 0,005 мас.% (= 50 мг/кг), даже когда в почву вносится удобрение, содержащее сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления, эффект удобрения бором для растений не может быть проявлен, потому что количество вносимого бора мало. С другой стороны, в нормальном процессе производства чугуна получается сталеплавильный шлак, в котором содержание бора больше или равно 0,05 мас.%; и затруднительность дополнительного добавления источника бора, такого как бура, для увеличения содержания бора является фактором увеличения стоимости, а значит, это не является предпочтительным. Сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления имеет намного более высокую долю растворимого в лимонной кислоте бора в содержащемся боре, чем обычные удобрения на основе бора, и поэтому имеет приблизительно такую же способность поставлять бор, что и обычные удобрения на основе бора, даже когда содержание бора в нем составляет менее 0,05 мас.%. Поэтому в сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержание бора устанавливается большим или равным 0,005 мас.% и меньшим 0,05 мас.%. Содержание бора предпочтительно больше или равно 0,01 мас.% и меньше или равно 0,05 мас.%, а более предпочтительно больше или равно 0,02 мас.% и меньше или равно 0,05 мас.%.
[0107] Известно, что растения выделяют органическую кислоту из корней, как уже упомянуто выше, и в этом отношении растворимый в лимонной кислоте бор, являющийся тем бором, который растворяется в 2%-ом водном растворе лимонной кислоты, служит показателем бора, используемого растениями. В сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления удалось включить в его состав бор в форме, легко растворяющейся в почве, и удалось обеспечить количество растворимого в лимонной кислоте бора, составляющее 95% или больше всего бора, содержащегося в сталеплавильном шлаке, путем осуществления управления его структурой за счет задания основности, которая представляет собой соотношение между содержащимися количествами CaO и SiO2, в диапазоне более 1,5 и меньше или равно 2,2, а также подходящего выбора температуры во время получения расплавленного шлака и способа охлаждения во время затвердевания шлака, и тем самым получения бора в виде, например, соединения, в котором часть SiO2 в соединении SiO2 заменена на B2O3 или т.п. То есть, массовая доля растворимого в лимонной кислоте бора в содержащемся в шлаке боре может быть сделана большей или равной 95% путем производства сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения в соответствии со способом производства сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения, который будет подробно описан ниже. Увеличив долю растворимого в лимонной кислоте бора, можно получить высокий эффект подкормки удобрением, несмотря на то, что количество бора, содержащегося в сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения, является низким.
[0108] Содержание бора может быть измерено, например, с помощью способа атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП). В частности, 0,5 г образца и реагент (2 г карбоната натрия и 3 г перекиси натрия) помещают в никелевый (Ni) тигель и выполняют щелочное плавление (нагревание горелкой). Никелевый тигель после щелочного плавления помещают в мензурку, в нее заливают воду и соляную кислоту (1:9), никелевый тигель вынимают после того, как его содержимое растворится, и мензурку нагревают; таким образом образец растворяют. Полученный растворенный образец вводят в индуктивно-связанную плазму (устройство: SPS3100 производства компании Hitachi High-Tech Science Corporation), измеряют испускание света из-за бора на длине волны 249,753 нм; таким образом количественно определяют бор. Этот аналитический метод соответствует Приложению A стандарта JIS 5011-3.
[0109] Содержание растворимого в лимонной кислоте бора может быть измерено путем использования описанного в публикации Testing Methods for Fertilizers (2016) способа выщелачивания с использованием 2%-го водного раствора лимонной кислоты, а также способа азометина Н, предписываемого Центром по проверке пищевых и сельскохозяйственных материалов (FAMIC). Массовая доля растворимого в лимонной кислоте бора в содержащемся боре может быть вычислена с использованием количества содержащегося бора и измеренного количества содержащегося растворимого в лимонной кислоте бора.
[Сера: от 0,1 мас.% до 0,6 мас.%]
[0110] Далее описывается сера. Сера является элементом, необходимым для биосинтеза серосодержащих аминокислот, таких как цистеин и метионин, а также для биосинтеза белков, и является элементом, существенным для роста батуна, лука, чеснока и т.д.
[0111] В том случае, когда содержание серы в сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления составляет менее 0,1 мас.%, даже когда в почву вносится удобрение, использующее сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления, существует вероятность того, что эффект удобрения серой для растений не сможет быть проявлен, потому что количество серы мало. С другой стороны, в том случае, когда содержание серы в сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления составляет более 0,6 мас.%, может возникнуть проблема образования сероводорода в почве из поставляемой удобрением серы и, как результат, гниения корней, и схожие проблемы. Поэтому содержание серы в сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления устанавливается большим или равным 0,1 мас.% и меньшим или равным 0,6 мас.%. Содержание серы предпочтительно больше или равно 0,2 мас.% и меньше или равно 0,6 мас.%, а более предпочтительно больше или равно 0,3 мас.% и меньше или равно 0,6 мас.%.
[0112] Содержание серы может быть измерено, например, с помощью способа щелочного плавления и атомно-эмиссионной спектроскопии с ИСП. В частности, 0,5 г образца и реагент (2 г карбоната натрия и 3 г перекиси натрия) помещают в никелевый тигель и выполняют щелочное плавление (нагревание горелкой). Никелевый тигель после щелочного плавления помещают в мензурку, в нее заливают воду и соляную кислоту (1:9), тигель вынимают после того, как его содержимое растворится, и мензурку нагревают; таким образом образец растворяют. Полученный растворенный образец вводят в индуктивно связанную плазму (устройство: SPS3100 производства компании Hitachi High-Tech Science Corporation), измеряют испускание света из-за серы на длине волны 182,036 нм; таким образом количественно определяют серу. Этот аналитический метод соответствует Приложению A стандарта JIS 5011-3.
[Al2O3: больше или равно 0,5 мас.% и меньше или равно 3 мас.%]
[0113] Далее описывается Al. В удобрении или сталеплавильном шлаке, при указании содержащегося в нем количества Al, его содержание указывается в расчете на оксид Al2O3; таким образом, в дальнейшем содержание Al будет указываться как Al2O3.
[0114] В кислой почве Al превращается в ион алюминия, Al3+, и связывается с фосфат-ионом, PO4 3-; а значит, Al подавляет усвоение P корнями растений. Поэтому содержание Al2O3 в сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления предпочтительно должно быть как можно более низким.
[0115] В том случае, когда содержание Al2O3 в сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления составляет более 3 мас.%, растворение P из удобрения, содержащего сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления, подавляется по указанной выше причине. С другой стороны, в том случае, когда выполняется обработка дефосфорацией расплавленного доменного чугуна, Al2O3 неизбежно примешивается в шлак, и сделать содержание Al2O3 меньшим или равным 0,5 мас.% трудно. Следовательно, в сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержание Al2O3 устанавливается большим или равным 0,5 мас.% и меньшим или равным 3 мас.%. Содержание Al2O3 предпочтительно больше или равно 0,5 мас.% и меньше или равно 2,5 мас.%, а более предпочтительно больше или равно 0,5 мас.% и меньше или равно 2 мас.%.
[0116] Содержание Al2O3 может быть измерено, например, методом рентгеновского флуоресцентного анализа. В частности, готовят множество измерительных образцов, в которых известно содержание Al, с варьирующимся содержанием, и интенсивность рентгеновской флуоресценции от Al в этих приготовленных измерительных образцах измеряют прибором рентгеновского флуоресцентного анализа. На основе полученных результатов измерения интенсивности рентгеновской флуоресценции от Al и вычисленного по содержанию алюминия количеству Al2O3 заранее строят калибровочную кривую, указывающую соотношение между содержанием Al2O3 и интенсивностью рентгеновской флуоресценции. Затем для целевого образца с неизвестным содержанием Al измеряют интенсивность рентгеновской флуоресценции от Al прибором рентгеновского флуоресцентного анализа, и по полученной интенсивности рентгеновской флуоресценции с использованием этой калибровочной кривой определяют содержание Al2O3.
[0117] При этом способ подготовки целевого образца и условия измерения интенсивности рентгеновской флуоресценции являются теми же самыми, что и для CaO.
[Насыпная плотность: больше или равна 2,3 и меньше или равна 3,2]
[0118] При наличии состава, такого как упомянутый выше, сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления имеет насыпную плотность (точнее, плотность свободной насыпки), большую или равную 2,3 и меньшую или равную 3,2. В том случае, когда насыпная плотность составляет менее 2,3, возникает вероятность вымывания удобрения при большом количестве дождевых осадков; а значит, это не является предпочтительным. С другой стороны, в том случае, когда насыпная плотность составляет более 3,2, удобрение, использующее сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления, становится тяжелым, что приводит к потребности в чрезмерных трудозатратах на перенос и разбрызгивание удобрения; а значит, это не является предпочтительным. Насыпная плотность сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления предпочтительно больше или равна 2,4 и меньше или равна 3,0, а более предпочтительно больше или равна 2,4 и меньше или равна 2,8.
[0119] Насыпная плотность сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения может быть измерена, например, следующим методом. А именно, насыпная плотность (плотность свободной насыпки) может быть получена делением массы, легко заполняющей определенный объем, на этот объем. При этом используемый для измерения шлак имеет размер частиц, соответствующий MS-25, предписанному в стандарте JIS A5015, а масса на единицу объема (= насыпная плотность) измеряется в соответствии со стандартом JIS A1104.
[О структуре сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения]
[0120] Сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления предпочтительно содержит в своей структуре твердый раствор 2CaO⋅SiO2-3CaO⋅P2O5 и твердый раствор на основе FeO-MnO-CaO-SiO2. Эти твердые растворы могут быть сформированы с лучшей эффективностью путем быстрого охлаждения шлака при его затвердевании из расплавленного состояния во время производства сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения, как будет описано ниже.
[0121] В почве, в дополнение к кальцию и кремневой кислоте, фосфорная кислота более эффективно растворяется из твердого раствора 2CaO⋅SiO2-3CaO⋅P2O5. Кроме того, в почве железо и марганец более эффективно растворяются из твердого раствора на основе FeO-MnO-CaO-SiO2. Следовательно, за счет содержания в сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления обоих этих твердых растворов в его структуре, элементы с эффектом удобрения, такие как кальций, кремневая кислота, фосфорная кислота, железо и марганец, могут быть более эффективно растворены в почве. В дополнение, в сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения, произведенном описанным ниже способом производства, часть SiO2 в этих твердых растворах, вероятно, замещается на B2O3 по некоторой неясной причине; поэтому при содержании обоих этих твердых растворов бор также может растворяться.
[0122] Существование вышеупомянутых твердого раствора 2CaO⋅SiO2-3CaO⋅P2O5 и твердого раствора на основе FeO-MnO-CaO-SiO2 может быть проверено способом, таким как показанный ниже.
[0123] Например, сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления измельчают в порошок, а затем подвергают рентгеновской дифракции с помощью обычного рентгеновского дифрактометра (например, SmartLab производства компании Rigaku Corporation) путем фокусировки (θ-2θ измерения), в котором в качестве источника рентгеновского излучения используется Co-Kα (λ=1,7902 Å), мощность нагрузки источника рентгеновского излучения (напряжение трубки/ток трубки) составляет 5,4 кВт (40 кВ/135 мА), в качестве детектора используется сцинтилляционный счетчик, а скорость сканирования составляет 1,5°/мин, чтобы изучить кристалл 2CaO⋅SiO2, кристалл FeO⋅CaO⋅SiO2 и т.д. Кроме того, сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления заделывают в известную смолу, такую как эпоксидная смола, а затем выполняют шлифовку и полировку для обнажения гладкого разреза сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения, и получают карту распределений элементов структур шлака, наблюдаемых на разрезе при ускоряющем напряжении 15 кВ, с использованием обычного прибора EPMA (например, JXA-8100 производства компании JEOL Ltd.). В структуре шлака, в которой наблюдаются все из Ca, Si, O и P, и в структуре шлака, в которой наблюдаются все из Fe, Mn, Ca, Si и O в области измерения, суженной до диаметра 100 мкм, подсчет по EPMA каждого элемента анализируют и определяют полуколичественно с помощью метода ZAF; тем самым можно проверить, существуют ли твердый раствор 2CaO⋅SiO2-3CaO⋅P2O5 или твердый раствор на основе FeO-MnO-CaO-SiO2.
[О размере частиц сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения]
[0124] В настоящем варианте осуществления сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения, такой как описанный выше, может подходящим образом использоваться в качестве сырья для удобрения при доведении его до соответствующего размера частиц путем измельчения или т.п. Для измельчения сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения могут использоваться известные средства, например такие, как щековая дробилка, молотковая дробилка, стержневая мельница, шаровая мельница и роликовая мельница.
[0125] С помощью способа измельчения, такого как упомянутый выше, сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения предпочтительно доводят до размера частиц менее 5 мм, а более предпочтительно - до размера частиц менее 600 мкм. Эти размеры частиц определяются способом, основанным на просеивании на сите в соответствии со стандартом JIS Z8801. В том случае, когда размер частиц сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения больше или равен 5 мм, удельная площадь поверхности сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения слишком мала, и эффективность растворения каждого элемента удобрения может уменьшиться. При размере частиц сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения менее 600 мкм удельная площадь поверхности сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения увеличивается, и эффективность растворения каждого элемента удобрения может улучшиться.
[0126] В сталеплавильном шлаке в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления массовая доля частиц с размерами менее чем 600 мкм предпочтительно больше или равна 60% от полной массы. Если массовая доля частиц с размерами менее 600 мкм составляет больше чем или равна 60%, эффективность растворения каждого элемента удобрения может еще больше улучшиться. Массовая доля частиц с размерами менее 600 мкм более предпочтительно больше или равна 80%.
[0127] Выше был подробно описан сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления.
<О способе производства сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения>
[0128] Далее будет подробно описан способ производства сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления. Сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления производят путем выполнения особой обработки дефосфорацией расплавленного доменного чугуна, такой как описываемая ниже.
[0129] Сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления, такой как описанный выше, производят (1) разливкой расплавленного доменного чугуна в ковш конвертерного типа таким образом, чтобы коэффициент зазора, выражаемый как (высота свободного борта ковша, соответствующая длине от горловины до поверхности жидкого расплавленного чугуна/внутренняя высота ковша, соответствующая расстоянию от горловины до внутреннего дна ковша), был больше или равен 0,5 и меньше или равен 0,9; (2) добавлением по меньшей мере одного из марганцевой руды, марганецсодержащего шлака обезуглероживания и ферромарганца к расплавленному доменному чугуну в ковше конвертерного типа; и (3) добавлением к расплавленному доменному чугуну негашеной извести и/или карбоната кальция с размером частиц, меньшим или равным 30 мм, а затем вдуванием кислорода в расплавленный доменный чугун из фурмы, введенной в расплавленный доменный чугун, и вспениванием шлака при температуре, большей или равной 1300°C и меньшей или равной 1400°C, чтобы выполнить обработку дефосфорацией, и при этом получают такой шлак, что основность шлака, выраженная как (содержание CaO/содержание SiO2), больше 1,5 и меньше или равна 2,2, а содержание MnO в шлаке больше или равно 3 мас.% и меньше или равно 10 мас.%.
[1: Процесс разливки расплавленного доменного чугуна]
[0130] Процесс разливки расплавленного доменного чугуна, показанный выше в пункте (1), является процессом, в котором разливают полученный в доменной печи расплавленный чугун в ковш конвертерного типа. В том случае, когда коэффициент зазора, выражаемый как (высота свободного борта ковша/внутренняя высота ковша), составляет менее 0,5 при разливке расплавленного доменного чугуна в ковш конвертерного типа, высота свободного борта ковша слишком мала, и следовательно, зазор, существующий над поверхностью жидкого расплавленного чугуна, является слишком узким; а значит, трудно в достаточной степени вспенить расплавленный доменный чугун, и реакция дефосфорации не может быть проведена в достаточной степени; так что это не является предпочтительным. С другой стороны, в том случае, когда коэффициент зазора, выражаемый как (высота свободного борта ковша/внутренняя высота ковша), составляет более чем 0,9, количество дефосфорируемого расплавленного чугуна мало, что неэффективно; а значит, это не является предпочтительным; кроме того, поскольку лишь небольшое количество расплавленного доменного чугуна разливается в ковш конвертерного типа, производительность уменьшается. Коэффициент зазора, выражаемый как (высота свободного борта ковша/внутренняя высота ковша), предпочтительно больше или равен 0,5 и меньше или равен 0,8, а более предпочтительно больше или равен 0,6 и меньше или равен 0,8.
[2: Процесс введения добавочного материала]
[0131] Процесс введения добавочного материала, показанный выше в пункте (2), является процессом, в котором вводят по меньшей мере одно из марганцевой руды, марганецсодержащего шлака обезуглероживания и ферромарганца в расплавленный доменный чугун в ковше конвертерного типа для того, чтобы получить желаемое содержание MnO в шлаке (то есть так, чтобы содержание MnO в шлаке было больше или равно 3 мас.% и меньше или равно 10 мас.%). При этом конкретно не ограничено, какое именно количество какого добавочного материала из упомянутых выше добавочных материалов вводить, и это может быть определено в соответствии с желаемым содержанием MnO в шлаке сообразно с обстоятельствами.
[3: Процесс обработки дефосфорацией]
[0132] Процесс обработки дефосфорацией, показанный выше в пункте (3), является процессом, в котором подают источник кальция, а затем вдувают кислород в расплавленный доменный чугун с отрегулированным содержанием MnO и вспенивают шлак при предписанной температуре для того, чтобы выполнить обработку дефосфорацией расплавленного доменного чугуна.
[0133] При этом в качестве источника кальция, используемого для обработки дефосфорацией, применяют по меньшей мере одно из негашеной извести и карбоната кальция с размером частиц, меньшим или равным 30 мм. Негашеная известь и карбонат кальция с размером частиц, меньшим или равным 30 мм, могут быть получены с использованием промышленного сита в соответствии со стандартом JIS Z8801. В качестве источника кальция может использоваться негашеная известь со средним размером частиц, меньшим или равным 1 мм. Здесь средний размер частиц негашеной извести относится к размеру частиц при совокупном значении в 50 мас.% на распределении по размерам частиц, прошедших через промышленного сита в соответствии со стандартом JIS Z8801. Количество добавляемого источника кальция устанавливается таким, чтобы при завершении процесса обработки дефосфорацией была получена желаемая основность (то есть большая 1,5 и меньшая или равная 2,2).
[0134] Температуру шлака во время вспенивания устанавливают большей или равной 1300°C и меньшей или равной 1400°C. В том случае, когда температура шлака составляет менее 1300°C, реакция дефосфорации не протекает; а значит, это не является предпочтительным. С другой стороны, в том случае, когда температура шлака составляет более 1400°C, имеется вероятность рефосфорации, при которой фосфор опять сплавляется с расплавленной сталью; а значит, это не является предпочтительным. Температура шлака во время вспенивания предпочтительно больше или равна 1310°C и меньше или равна 1390°C, а более предпочтительно больше или равна 1320°C и меньше или равна 1380°C. Температура шлака может быть измерена с использованием термопары или оптического пирометра.
[0135] Обработку дефосфорацией, такую как упомянутая выше, выполняют таким образом, чтобы основность шлака была больше 1,5 и меньше или равна 2,2, а содержание MnO в шлаке было больше или равно 3 мас.% и меньше или равно 10 мас.%, и обработка дефосфорацией заканчивается тогда, когда основность шлака и содержание MnO попадают в пределы диапазонов, таких как упомянутые выше.
[0136] При выполнении дефосфорационной обработки, такой как описанная выше, компоненты полученного сталеплавильного шлака приобретают характеристики, такие как описанные выше, а также плотность произведенного сталеплавильного шлака попадает в описанный выше диапазон.
[0137] После описанного выше процесса обработки дефосфорацией предпочтительно выполняют описываемые ниже (4) процесс затвердевания шлака и (5) процесс измельчения шлака.
[4: Процесс затвердевания шлака]
[0138] Процесс затвердевания шлака, показанный выше в пункте (4), является процессом, при котором расплавленный шлак затвердевает после обработки дефосфорацией предписанным способом.
[0139] Процесс затвердевания шлака может быть, например, процессом, в которым вызывают затвердевание расплавленного шлака после обработки дефосфорацией путем выливания расплавленного шлака после обработки дефосфорацией в тарельчатый термостойкий контейнер и выполнения быстрого охлаждения. При этом для того, чтобы более эффективно охладить расплавленный шлак, его предпочтительно распределяют тонким слоем в тарельчатом термостойком контейнере, и предпочтительно выполняют дополнительное разбрызгивание воды на распределенный тонким слоем расплавленный шлак для его быстрого охлаждения.
[0140] Помимо вышеуказанного способа, в качестве процесса затвердевания шлака может также использоваться следующий способ. А именно, (a) ковш конвертерного типа наклоняют для выливания расплавленного шлака после обработки дефосфорацией в шлаковый ковш, а затем расплавленный шлак в шлаковом ковше выливают путем наклона в наклоняемый первый термостойкий контейнер, (b) выполняют разбрызгивание воды в первом термостойком контейнере для быстрого охлаждения расплавленного шлака до температуры, например, приблизительно 600°C, с его затвердеванием, а затем расплавленный шлак фрагментируют, и (c) первый термостойкий контейнер наклоняют для соскальзывания затвердевшего шлака вниз во второй термостойкий контейнер и, тем самым, фрагментирования затвердевшего шлака.
[0141] В обоих разновидностях процессов затвердевания шлака, таких как упомянутые выше, предпочтительно выполнять разбрызгивание воды или т.п. при затвердевании расплавленного шлака для его быстрого охлаждения. При быстром охлаждении расплавленного шлака в нем могут более надежно образовываться как твердый раствор 2CaO⋅SiO2-3CaO⋅P2O5, так и твердый раствор на основе FeO-MnO-CaO-SiO2.
[5. Процесс измельчения шлака]
[0142] Процесс измельчения шлака, показанный выше в пункте (5), является процессом, в котором измельчают затвердевший вышеупомянутым образом сталеплавильный шлак до желаемого размера частиц.
[0143] В процессе измельчения шлака сталеплавильный шлак в твердом состоянии фрагментируют и измельчают до желаемого размера частиц с использованием, например, известного средства, такого как щековая дробилка, молотковая дробилка, стержневая мельница, шаровая мельница или роликовая мельница. При этом фрагментацию и измельчение предпочтительно выполняют таким образом, чтобы все частицы сталеплавильного шлака имели размер меньше 5 мм и массовая доля частиц с размерами менее 600 мкм была больше или равна 60% от общей массы, как было упомянуто выше.
[0144] Посредством процессов, таких как описанные выше, производится сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления.
<О способе производства удобрения>
[0145] Далее будет кратко описан способ производства удобрения, использующий сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления. Сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления, такой как описанный выше, может быть применен в качестве удобрения в том виде, как он есть, при доведении размера его частиц до заданного диапазона (например, размеры всех частиц составляют приблизительно менее 600 мкм). То есть, способ производства удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления представляет собой измельчение в порошок сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения, произведенного способом производства сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения, таким как упомянутый выше, с помощью известных средств.
[0146] Хотя сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения после измельчения в порошок может применяться в качестве удобрения непосредственно в том виде, как он есть, как было упомянуто выше, после добавления предписанного связующего может быть выполнена грануляция. При этом связующее, используемое во время грануляции, конкретно не ограничено; могут использоваться, например, меласса, лигнин, лигнинсульфонат металла, крахмал, поливиниловый спирт, карбоксиметилцеллюлоза и т.д.
[0147] С удобрением, полученным способом, таким как упомянутый выше, может быть дополнительно смешано органическое вещество. Таким органическим веществом может быть, например, по меньшей мере одно из навоза, такого как навоз крупного рогатого скота, свиной навоз и птичий помет, растительных остатков и компоста, получаемого из продуктов рыболовства. При дополнительном смешивании такого органического вещества удобряющий эффект удобрения, содержащего сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления, может быть дополнительно улучшен.
[0148] С помощью вышеописанного удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления много видов элементов - фосфор (P), железо (Fe), марганец (Mn), кремний (Si), кальций (Ca), магний (Mg), бор (B) и сера (S) - могут поставляться более эффективно.
<О способе применения удобрения>
[0149] Далее будет описан способ применения удобрения, содержащего сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления. Удобрение, содержащее сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения, такой как описанный выше, может легко поставлять много видов элементов в качестве удобрения растений по низкой цене даже в почвах тех регионов, где велико количество дождевых осадков, а также тех регионов, где часто происходит разлив рек, без его вымывания из почвы. Более конкретно, при внесении этого удобрения способом, таким как описываемый ниже, в почву, которая склонна к увеличению кислотности под влиянием воздействия кислотной дождевой воды в течение длительного периода времени, подкисление почвы может быть подавлено, и много видов элементов может поставляться в качестве удобрения более эффективно для тех растений, которые предназначены для выращивания.
[0150] То есть, в способе применения удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления удобрение, содержащее сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения, или удобрение, такое как упомянутое выше, вносят в почву, в которой pH(H2O) больше или равно 5,6 и меньше или равно 7,5, и (i) количество доступной фосфорной кислоты меньше или равно 5 мг/100 г сухой почвы, (ii) содержание марганца меньше или равно 50 мг/100 г сухой почвы, и/или (iii) содержание бора меньше или равно 0,05 мг/100 г сухой почвы.
[0151] Здесь pH(H2O) относится к pH суспензии, получаемой путем добавления воды к почве в заданном соотношении, и указывает концентрацию H+, растворенного в почвенной воде. Говорят, что pH(H2O) указывает на силу и слабость кислотности почвы (активной кислотности), которая напрямую связана с ростом корней растений. Значение pH(H2O) почвы, большее или равное 5,6 и меньшее или равное 7,5, означает, что почва имеет кислотность от слабой до нейтральной, и такое значение pH обычно считается подходящим для роста растений.
[0152] Следует отметить, что упомянутые выше pH(H2O) и pH(KCl) могут быть измерены путем помещения 20 г высушенной на воздухе почвы во встряхиваемую бутылку емкостью 100 мл, добавления 50 мл дистиллированной воды или 50 мл однонормального водного раствора KCl, осуществления встряхивания в течение 30 минут, а затем измерения pH водного раствора с использованием стеклянного электрода pH. В дополнение, содержание доступной фосфорной кислоты может быть измерено методом Труога.
[0153] В регионах с обильными дождевыми осадками, где каждый элемент с эффектом удобрения может, вероятно, вымываться и становиться недостаточным, удобрение в соответствии с настоящим вариантом осуществления проявляет превосходный эффект удобрения почвы, в которой не хватает по меньшей мере одного из фосфорной кислоты, марганца и бора и которая склонна к увеличению кислотности под влиянием воздействия кислотной дождевой воды в течение длительного периода времени, как было упомянуто выше.
[0154] В том случае, когда количество эффективной фосфорной кислоты, показанное выше в пункте (i), меньше или равно 5 мг/100 г сухой почвы, фосфорной кислоты, поступающей к растениям из почвы, может не хватать. Кроме того, в том случае, когда содержание марганца, показанное выше в пункте (ii), меньше или равно 50 мг/100 г сухой почвы, марганца, поступающего к растениям из почвы, может не хватать. Кроме того, в том случае, когда содержание бора, показанное выше в пункте (iii), меньше или равно 0,05 мг/100 г сухой почвы, бора, поступающего к растениям из почвы, может не хватать. Таким образом, при применении удобрения, использующего шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления, можно также вызвать у растений усваивание фосфорной кислоты, марганца и бора.
[0155] Вносимое количество удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления предпочтительно больше или равно 0,05 т/га и меньше или равно 2 т/га в пересчете на сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения. В том случае, когда вносимое количество составляет менее 0,05 т/га, оно слишком мало, и существует вероятность того, что эффект удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления, содержащего множество элементов с эффектом удобрения, не сможет быть четко проявлен. С другой стороны, в том случае, когда вносимое количество составляет более 2 т/га, возрастают затраты из-за применения большого количества удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления. Более предпочтительное вносимое количество больше или равно 0,1 т/га и меньше или равно 1 т/га.
[0156] В способе применения удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления удобрение в соответствии с настоящим вариантом осуществления, такое как упомянутое выше, может разбрасываться на поверхности пахотного слоя или может смешиваться с пахотным слоем перед посевом или высаживанием растений. Кроме того, удобрение в соответствии с настоящим вариантом осуществления, такое как упомянутое выше, может разбрасываться на поверхности пахотного слоя рядом с телом выращиваемого растения или может примешиваться в пахотный слой.
[0157] Целевым растением для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления, такого как упомянутое выше, может быть, например, растение, подпадающее под любое из злаковых растений, осокоцветных растений, бахчевых растений, бобовых растений, амариллисовых растений, лилейных растений, пасленовых растений, крестоцветных растений, розоцветных растений, банановых растений, пальмовых растений, виноградных растений, ароидных растений, орхидейных растений, вьюнковых растений, астровых растений, кунжутовых растений, яснотковых растений, растений семейства маковых, рутовых растений, зонтичных растений, перечных растений, мареновых растений, крапивных растений и т.п. Сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления склонен высвобождать три элемента, вторичные элементы и следовые элементы удобрения, и удобрение, использующее сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения, продемонстрировало свой эффект на рисе-падди, который является типичным злаковым растением, как показано в нижеприведенных Примерах; следовательно, можно ожидать получения эффекта и у растений, упомянутых выше, а также у злаковых растений. Само собой разумеется, что удобрение в соответствии с настоящим вариантом осуществления может использоваться также для растений, отличающихся от упомянутых выше.
[0158] Выше был кратко описан способ применения удобрения в соответствии с настоящим вариантом осуществления.
[Примеры]
[0159] Далее сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения по настоящему изобретению, а также удобрение и способ применения удобрения с использованием сталеплавильного шлака будут описаны конкретно с приведением Примеров и Сравнительных примеров. Приведенные ниже примеры являются всего лишь примерами, и настоящее изобретение не ограничено этими примерами.
(Пример 1)
[0160] Куски сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения были произведены приведенным ниже способом. А именно, марганцевую руду вводили в обычный расплавленный доменный чугун в конвертере, в котором коэффициент зазора, выраженный как (высота свободного борта ковша/внутренняя высота ковша), составлял 0,8, и тем самым получили MnO-содержащий расплавленный доменный чугун; в этот MnO-содержащий расплавленный доменный чугун вводили карбонат кальция со средним размером частиц, меньшим или равным 30 мм; негашеную известь со средним размером частиц, меньшим или равным 1 мм, добавляли во время продувки кислорода из фурмы; и обработку дефосфорацией выполняли во время вспенивания при температуре 1350°C. После слива стали выполняли две охлаждающих обработки на произведенном шлаке. В одной охлаждающей обработке произведенный шлак выливали в шлаковый ковш из конвертера путем наклона, а затем выливали в наклоняемый термостойкий контейнер путем наклона, и в этом конвертере выполняли разбрызгивание воды; таким образом шлак быстро охлаждался до 600°C и затвердевал. Этот термостойкий контейнер наклоняли для соскальзывания затвердевшего шлака в другой термостойкий контейнер для фрагментации шлака, и разбрызгивание воды выполняли в этом термостойком контейнере; таким образом шлак был быстро охлажден до 300°C. После этого разбрызгивание воды было остановлено, и температура была доведена до нормальной. В другой охлаждающей обработке произведенный шлак выливали в шлаковый ковш из конвертера путем наклона; затем, спустя 30 минут, шлаковый ковш наклоняли в месте выгрузки шлака для его выгрузки, и шлак оставляли остывать; таким образом шлак был медленно охлажден до нормальной температуры.
[0161] Быстро охлажденный сталеплавильный шлак и медленно охлажденный сталеплавильный шлак, полученные с помощью вышеупомянутого процесса, измельчали так, чтобы все частицы имели размеры меньше чем 5 мм, а массовая доля частиц с размерами менее 600 мкм была равна 60% или больше. Получившиеся образцы сталеплавильного шлака были проанализированы в соответствии с описанным выше способом; результаты анализа быстро охлажденного сталеплавильного шлака показаны в нижеприведенной Таблице 1. В качестве прибора рентгеновского флуоресцентного анализа использовался прибор ZSX PrimusII производства компании Rigaku Corporation, а в качестве прибора атомно-эмиссионной спектроскопии с ИСП использовался прибор ICPS-8100 производства компании Shimadzu Corporation.
[0162] Химические компоненты быстро охлажденного сталеплавильного шлака и медленно охлажденного сталеплавильного шлака были одними и теми же. В дополнение к этому, массовая доля растворимого P2O5, массовая доля растворимого в лимонной кислоте MnO и массовая доля растворимого в лимонной кислоте бора в медленно охлажденном сталеплавильном шлаке составили соответственно 60%, 65% и 75%.
[0163] При этом в нижеприведенной Таблице 1 единицами измерения всех показателей, кроме основности или плотности, являются мас.%, а значения растворимого P2O5, растворимого в лимонной кислоте MnO и растворимого в лимонной кислоте бора приведены даны в расчете на полное содержание соответствующих компонентов. Кроме того, в Таблице 1 щелочность означает способность соответствующего удобрения нейтрализовать кислотность почвы и показывает значение, измеренное этилендиаминтетраацетатным методом, описанным в публикации Testing Methods for Fertilizers (2016), предписываемым Центром по проверке пищевых и сельскохозяйственных материалов (FAMIC).
[0164] Из Таблицы 1 видно, что в быстро охлажденных кусках сталеплавильного шлака массовая доля растворимого P2O5 составляет 76%, массовая доля растворимого в лимонной кислоте MnO составляет 87%, а массовая доля растворимого в лимонной кислоте бора составляет 100%. Кроме того, у полученных кусков сталеплавильного шлака суммарное содержание CaO, P2O5, SiO2, MgO, Al2O3, всего железа, MnO, бора и серы составило 92,61 мас.%, а остальное – примеси.
[0165] [Таблица 1]
Таблица 1. Результаты анализа сталеплавильного шлака
CaO | P2O5 | Растворимый P2O5 | SiO2 | MgO | Al2O3 | Всего железа | MnO | Растворимый в лимонной кислоте MnO | Щелочность | Бор | Растворимый в лимонной кислоте бор | Сера | Основность | Плотность |
33 | 4,5 | 3,4 | 19 | 6 | 1,1 | 23 | 5,5 | 4,8 | 37 | 0,01 | 0,01 | 0,5 | 1,7 | 2,4 |
[0166] Кроме того, вещества, образующие кристаллическую фазу каждого из быстро охлажденного сталеплавильного шлака и медленно охлажденного сталеплавильного шлака, были исследованы с помощью рентгеновской дифракции (рентгеновский дифрактометр SmartLab производства компании Rigaku Corporation) и EPMA (JXA-8100 производства компании JEOL Ltd.) в соответствии с описанным выше методом; полученные результаты показаны в нижеприведенной Таблице 2. В Таблице 2 «наблюдается» означает, что данный твердый раствор наблюдается, а «не наблюдается» означает, что данный твердый раствор не наблюдается. Как видно из Таблицы 2, в быстро охлажденном сталеплавильном шлаке наблюдалось существование обоих из твердого раствора 2CaO⋅SiO2-3CaO⋅P2O5 и твердого раствора на основе FeO-MnO-CaO-SiO2; с другой стороны, в медленно охлажденном сталеплавильном шлаке существование твердого раствора 2CaO⋅SiO2-3CaO⋅P2O5 наблюдалось, а существование твердого раствора на основе FeO-MnO-CaO-SiO2 не наблюдалось.
[0167] [Таблица 2]
Таблица 2. Твердые растворы, содержащиеся в сталеплавильном шлаке
Твердый раствор 2CaO⋅SiO2-3CaO⋅P2O5 | Твердый раствор на основе FeO-MnO-CaO-SiO2 | |
Быстро охлажденный сталеплавильный шлак | Наблюдается | Наблюдается |
Медленно охлажденный сталеплавильный шлак | Наблюдается | Не наблюдается |
[0168] С использованием удобрений, таких как упомянутые выше, провели испытание на культивирование риса-падди в почве, результаты анализа которой показаны в нижеприведенной Таблице 3. Следует отметить, что значение pH(H2O) и содержание доступной фосфорной кислоты измеряли описанными выше методами, содержание марганца измеряли методом рентгеновского флуоресцентного анализа, а содержание бора измеряли методом атомно-эмиссионной спектроскопии с ИСП.
[0169] [Таблица 3]
Таблица 3. Результаты анализа почвы
pH (H2O) |
Доступная фосфорная кислота (мг/100 г сухой почвы) |
Марганец (мг/100 г сухой почвы) |
Бор (мг/100 г сухой почвы) |
6,2 | 2,5 | 20 | 0,02 |
[0170] Более конкретно, испытание эффекта удобрения на рисе-падди проводили для случаев, когда вносили удобрения с использованием быстро охлажденного сталеплавильного шлака и медленно охлажденного сталеплавильного шлака, упомянутых выше в качестве сырья, случая, когда вносили имеющееся в продаже удобрение, использующее в качестве сырья сталеплавильный шлак, который был произведен в конвертере с коэффициентом зазора, выражаемым как (высота свободного борта ковша/внутренняя высота ковша), равным 0,4, а также случая, когда удобрение, использующее сталеплавильный шлак в качестве сырья, не применялось.
[0171] Результаты анализа имеющегося в продаже удобрения, использующего в качестве сырья сталеплавильный шлак, который был произведен в конвертере с коэффициентом зазора, выражаемым как (высота свободного борта ковша/внутренняя высота ковша), равным 0,4, показаны в нижеприведенной Таблице 4. В нижеприведенной Таблице 4 единицами измерения всех показателей, кроме основности или плотности, являются мас.%, а значения растворимого P2O5, растворимого в лимонной кислоте MnO и растворимого в лимонной кислоте бора приведены в расчете на их полное содержание. Щелочность измеряли таким же образом, как и для Таблицы 1.
[0172] Из Таблицы 4 видно, что в сталеплавильном шлаке, произведенном в конвертере с коэффициентом зазора 0,4, массовая доля растворимого P2O5 составляет 44%, массовая доля растворимого в лимонной кислоте MnO составляет 53%, а массовая доля растворимого в лимонной кислоте бора составляет 80%. Для сталеплавильного шлака, произведенного в конвертере с коэффициентом зазора 0,4, суммарное содержание CaO, P2O5, SiO2, MgO, Al2O3, всего железа, MnO, бора и серы составило 84,105 мас.%, а остальное – примеси.
[0173] Кроме того, для имеющегося в продаже удобрения было найдено, что размеры всех частиц составляли менее 5 мм, а массовая доля частиц с размерами менее 600 мкм была больше или равна 60%.
[0174] [Таблица 4]
Таблица 4. Результаты анализа сталеплавильного шлака
CaO | P2O5 | Растворимый P2O5 | SiO2 | MgO | Al2O3 | Всего железа | MnO | Растворимый в лимонной кислоте MnO | Щелочность | Бор | Растворимый в лимонной кислоте бор | Сера | Основность | Плотность |
41 | 1,8 | 0,8 | 13 | 3,9 | 4,2 | 17 | 3 | 1,6 | 43 | 0,005 | 0,004 | 0,2 | 3,1 | 2,4 |
[0175] В удобрении, использующем в качестве сырья сталеплавильный шлак, результаты анализа которого показаны в Таблице 4, отношение содержаний SiO2 к CaO мало, и соответственно основность высока, а содержания P2O5 и растворимого P2O5 низки по сравнению с удобрениями, использующими в качестве сырья куски сталеплавильного шлака по настоящему изобретению. Кроме того, содержание растворимого в лимонной кислоте MnO низко по сравнению с удобрениями, использующими в качестве сырья два вида шлака, состав которого показан в Таблице 1.
[0176] Вещества, образующие кристаллическую фазу сталеплавильного шлака, служащего сырьем для имеющегося в продаже удобрения, такого как упомянутое выше, были исследованы с помощью рентгеновской дифракции и EPMA в соответствии с описанным выше методом; полученные результаты показаны в нижеприведенной Таблице 5. Система обозначений в Таблице 5 аналогична таковой в Таблице 2. Как показано в Таблице 5, не наблюдалось ни твердого раствора 2CaO⋅SiO2-3CaO⋅P2O5, ни твердого раствора на основе FeO-MnO-CaO-SiO2.
[0177] [Таблица 5]
Таблица 5. Твердые растворы, содержащиеся в сталеплавильном шлаке, служащем сырьем для имеющегося в продаже удобрения
Твердый раствор 2CaO⋅SiO2-3CaO⋅P2O5 | Твердый раствор на основе FeO-MnO-CaO-SiO2 | |
Сталеплавильный шлак, служащий сырьем для имеющегося в продаже удобрения | Не наблюдается | Не наблюдается |
[0178] Азот и калий вводили в виде соответственно 60 кг/га мочевины и 60 кг/га хлористого калия в качестве основного удобрения в почву рисового поля перед высадкой растений риса. На рисовом поле разместили девять рамок размером 0,6×0,5 м; 15 г удобрения, использующего быстро охлажденный сталеплавильный шлак в качестве сырья, и 15 г удобрения, использующего медленно охлажденный сталеплавильный шлак в качестве сырья, результаты анализа которых показаны в Таблице 1 и Таблице 2, и 15 г имеющегося в продаже удобрения, использующего в качестве сырья сталеплавильный шлак, приготовленный в конвертере с коэффициентом зазора 0,4, результаты анализа которого показаны в Таблице 4 и Таблице 5 (в каждом из этих удобрений размеры всех частиц составляли менее 5 мм, а массовая доля частиц с размерами менее 600 мкм была больше или равна 60%), вводили индивидуально на трех из девяти ограниченных рамками участков (что эквивалентно вносимому количеству 0,5 т/га).
[0179] Каждое из этих удобрений хорошо перемешали с почвой на глубину 10 см; затем в каждой рамке высадили 6 корневых групп с 4 саженцами риса-падди (сорта Koshihikari) в одной корневой группе и выращивали до сезона сбора урожая. В качестве контроля проводили испытание при аналогичных условиях, также для трех рамок, в которых материалы не добавляли. Поэтому испытание было выполнено с тремя повторами.
[0180] Исследование урожайности выполняли спустя четыре месяца после высадки риса. Все 6 корневых групп в каждой рамке срезали и исследовали вес мелкого неочищенного (коричневого) риса и вес тысячи зерен. Полученные результаты показаны в нижеприведенной Таблице 6.
[0181] [Таблица 6]
Таблица 6. Результаты исследования урожайности
Вес мелкого неочищенного риса (г/м2) | Вес тысячи зерен (г) | |
Применялось удобрение, использующее быстро охлажденный сталеплавильный шлак в качестве сырья | 527 | 21,0 |
Применялось удобрение, использующее медленно охлажденный сталеплавильный шлак в качестве сырья | 506 | 20,7 |
Применялось имеющееся в продаже удобрение, использующее сталеплавильный шлак в качестве сырья | 453 | 20,5 |
Контроль (удобрение, использующее сталеплавильный шлак в качестве сырья, не применялось) | 416 | 18,8 |
[0182] Как видно из Таблицы 6, при применении удобрения, использующего быстро охлажденный сталеплавильный шлак в качестве сырья, урожайность (вес мелкого неочищенного риса) увеличилась приблизительно на 27% по сравнению с контрольной зоной. Кроме того, при применении удобрения, использующего медленно охлажденный сталеплавильный шлак в качестве сырья, урожайность (вес мелкого неочищенного риса) увеличилась приблизительно на 22% по сравнению с контрольной зоной. С другой стороны, при применении того же самого количества имеющегося в продаже удобрения, использующего сталеплавильный шлак в качестве сырья, урожайность (вес мелкого неочищенного риса) увеличилась приблизительно на 9% по сравнению с контрольной зоной.
[0183] Кроме того, для веса тысячи зерен наивысшее значение было получено в том случае, когда применялось удобрение, использующее быстро охлажденный сталеплавильный шлак в качестве сырья, второе по величине значение было получено в том случае, когда применялось удобрение, использующее медленно охлаждаемый сталеплавильный шлак в качестве сырья, третье по величине значение было получено в том случае, когда применялось имеющееся в продаже удобрение, использующее сталеплавильный шлак в качестве сырья, и самое низкое значение было получено в том случае, когда не применялось удобрение, использующее сталеплавильный шлак в качестве сырья.
[0184] По этим результатам было установлено, что даже для кусков сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения с теми же самыми химическими компонентами быстро охлажденный сталеплавильный шлак, содержащий оба из твердого раствора 2CaO⋅SiO2-3CaO⋅P2O5 и твердого раствора на основе FeO-MnO-CaO-SiO2, имеет более высокий эффект удобрения, чем медленно охлажденный сталеплавильный шлак, содержащий твердый раствор 2CaO⋅SiO2-3CaO⋅P2O5, но не содержащий твердого раствора на основе FeO-MnO-CaO-SiO2.
[0185] Как описано выше, было установлено, что урожайность риса может быть увеличена при применении удобрения, использующего сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения по настоящему изобретению.
(Пример 2)
[0186] Испытание на культивирование риса-падди выполняли в почве с pH(H2O) 5,2, результаты анализа которой показаны в Таблице 7, с использованием удобрения, использующего быстро охлажденный сталеплавильный шлак в качестве сырья, удобрения, использующего медленно охлажденный сталеплавильный шлак в качестве сырья, и имеющегося в продаже удобрения, использующего сталеплавильный шлак в качестве сырья, которые описаны выше в Примере 1. Следует отметить, что способ анализа почвы аналогичен Примеру 1.
[0187] [Таблица 7] Таблица 7. Результаты анализа почвы
pH (H2O) |
Доступная фосфорная кислота (мг/100 г сухой почвы) |
Марганец (мг/100 г сухой почвы) |
Бор (мг/100 г сухой почвы) |
5,2 | 25 | 70 | 0,20 |
[0188] Азот и калий добавляли в виде соответственно 60 кг/га мочевины и 60 кг/га хлористого калия в качестве основного удобрения в почву рисового поля перед высадкой растений риса. На рисовом поле разместили девять рамок размером 0,6×0,5 м; 15 г удобрения, использующего быстро охлажденный сталеплавильный шлак в качестве сырья, и 15 г удобрения, использующего медленно охлажденный сталеплавильный шлак в качестве сырья, результаты анализа которых показаны в Таблице 1 и Таблице 2, и 15 г имеющегося в продаже удобрения, использующего в качестве сырья сталеплавильный шлак, результаты анализа которого показаны в Таблице 4 и Таблице 5 (в каждом из этих удобрений размеры всех частиц составляли менее 5 мм, а массовая доля частиц с размерами менее 600 мкм была больше или равна 60%), добавляли индивидуально на трех из девяти ограниченных рамками участков (что эквивалентно вносимому количеству 0,5 т/га).
[0189] Каждое из этих удобрений хорошо перемешали с почвой на глубину 10 см; затем в каждой рамке высадили 6 корневых групп с 4 саженцами риса-падди (сорта Koshihikari) в одной корневой группе и выращивали до сезона сбора урожая. В качестве контроля тест проводили испытание при аналогичных условиях, также для трех рамок, в которых материалы не добавляли. Поэтому испытание было выполнено с тремя повторами.
[0190] Исследование урожайности выполнили спустя четыре месяца после высадки риса. Все 6 корневых групп в каждой рамке срезали и исследовали вес мелкого неочищенного (коричневого) риса и вес тысячи зерен. Полученные результаты показаны в нижеприведенной Таблице 8.
[0191] [Таблица 8]
Таблица 8. Результаты исследования урожайности
Вес мелкого неочищенного риса (г/м2) | Вес тысячи зерен (г) | |
Применялось удобрение, использующее быстро охлажденный сталеплавильный шлак в качестве сырья | 535 | 21,7 |
Применялось удобрение, использующее медленно охлажденный сталеплавильный шлак в качестве сырья | 520 | 21,1 |
Применялось имеющееся в продаже удобрение, использующее сталеплавильный шлак в качестве сырья | 491 | 19,9 |
Контроль (удобрение, использующее сталеплавильный шлак в качестве сырья, не применялось) | 475 | 18,8 |
[0192] Как видно из вышеприведенной Таблицы 8, при применении удобрения, использующего быстро охлажденный сталеплавильный шлак в качестве сырья, урожайность (вес мелкого неочищенного риса) увеличилась приблизительно на 12% по сравнению с контрольной зоной. Кроме того, при применении медленно охлажденного сталеплавильного шлака урожайность (вес мелкого неочищенного риса) увеличилась приблизительно на 9% по сравнению с контрольной зоной. С другой стороны, при применении того же самого количества имеющегося в продаже удобрения, использующего существующий сталеплавильный шлак в качестве сырья, урожайность (вес мелкого неочищенного риса) увеличилась приблизительно на 3% по сравнению с контрольной зоной.
[0193] Кроме того, для веса тысячи зерен наивысшее значение было получено в том случае, когда применялось удобрение, использующее быстро охлажденный сталеплавильный шлак в качестве сырья, второе по высоте значение было получено в том случае, когда применялось удобрение, использующее медленно охлаждаемый сталеплавильный шлак в качестве сырья, третье по высоте значение было получено в том случае, когда применялось удобрение, использующее сталеплавильный шлак в качестве сырья, и самое низкое значение было получено в том случае, когда удобрение, использующее сталеплавильный шлак в качестве сырья, не применялось.
[0194] Как описано выше, было установлено, что урожайность риса может быть увеличена даже в почве с pH(H2O) 5,2 при применении удобрения, использующего сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения по настоящему изобретению.
[0195] Однако по сравнению с результатами Примера 1, в то время как в почве с показанными в Таблице 3 результатами анализа урожайность в случае применения удобрения, использующего куски сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения по настоящему изобретению, увеличилась приблизительно на 27% по сравнению с урожайностью контрольной зоны, где удобрение из сталеплавильного шлака не применялось, в почве с показанными в Таблице 7 результатами анализа урожайность в случае применения удобрения, использующего куски сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения по настоящему изобретению, увеличилась приблизительно на 12% по сравнению с урожайностью контрольной зоны, где удобрение из сталеплавильного шлака не применялось, и величина прироста уменьшилась.
[0196] Причина этого состоит в том, что урожайность контрольной зоны, где удобрение из сталеплавильного шлака не применялось, была более высокой, чем в Примере 1. Количество доступной фосфорной кислоты в почве с показанными в Таблице 3 результатами анализа составляет 2,5 мг/100 г сухой почвы, количество марганца в этой почве составляет 20 мг/100 г сухой почвы, а количество бора – 0,02 мг/100 г сухой почвы; таким образом, поступления фосфорной кислоты, марганца и бора к растениям из почвы не хватает. С другой стороны, количество доступной фосфорной кислоты в почве с показанными в Таблице 7 результатами анализа составляет 25 мг/100 г сухой почвы, что находится в пределах диапазона рекомендованных значений доступной фосфорной кислоты в почвах сельхозугодий, предусмотренного Министерством сельского хозяйства, лесоводства и рыболовства Японии (10-75 мг/100 г сухой почвы); таким образом, предполагается, что фосфорная кислота успешно поступала к растениям из почвы даже при том, что удобрение, использующее сталеплавильный шлак в качестве сырья, не использовалось. Кроме того, количества марганца и бора в почве с показанными в Таблице 7 результатами анализа также составляют 70 (мг/100 г сухой почвы) и 0,2 (мг/100 г сухой почвы) соответственно; таким образом, предполагается, что марганец и бор успешно поступали к растениям из почвы даже при том, что удобрение, использующее сталеплавильный шлак в качестве сырья, не использовалось.
[0197] Следовательно, было установлено, что хотя удобрения, использующие куски сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения по настоящему изобретению, имеют некоторый эффект в почве из Таблицы 7, они имеют более значительный эффект в почве из Таблицы 3.
[0198] Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения были описаны выше со ссылкой на приложенные чертежи, но настоящее изобретение не ограничено вышеописанными примерами. Специалист в данной области техники сможет найти различные изменения и модификации в пределах объема охраны прилагаемой формулы изобретения, и следует понимать, что они будут естественным образом входить в технический объем настоящего изобретения.
Claims (42)
1. Сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения, содержащий, в мас.%,
P2O5: больше или равно 2% и меньше или равно 8%,
MnO: больше или равно 3% и меньше или равно 10%,
бор: больше или равно 0,005% и меньше 0,05%,
всего железа: больше или равно 15% и меньше или равно 30%,
CaO: больше или равно 29% и меньше 38%,
SiO2: больше или равно 16% и меньше 22%,
сера: больше или равно 0,1% и меньше или равно 0,6%,
MgO: больше или равно 4% и меньше или равно 8%, и
Al2O3: больше или равно 0,5% и меньше или равно 3%,
причем доля растворимого P2O5 в P2O5 больше или равна 50%,
доля растворимого в лимонной кислоте MnO в MnO больше или равна 80%,
основность шлака, выраженная как (содержание CaO/содержание SiO2), больше 1,5 и меньше или равна 2,2, и
насыпная плотность больше или равна 2,3 и меньше или равна 3,2.
2. Сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения по п. 1, содержащий твердый раствор 2CaO·SiO2-3CaO·P2O5 и твердый раствор на основе FeO-MnO-CaO-SiO2.
3. Сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения по п. 1 или 2, в котором доля растворимого в лимонной кислоте бора в боре больше или равна 95%.
4. Сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения по любому из пп. 1-3, в котором размер частиц составляет менее 5 мм в целом, а массовая доля частиц с размерами менее 600 мкм больше или равна 60% от общей массы.
5. Способ производства сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения, который производит сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения по любому из пп. 1-4, содержащий:
разливку расплавленного доменного чугуна в ковш конвертерного типа таким образом, что коэффициент зазора, выражаемый как (высота свободного борта ковша, соответствующая длине от горловины до поверхности жидкого расплавленного чугуна/внутренняя высота ковша, соответствующая расстоянию от горловины до внутреннего дна ковша), больше или равен 0,5 и меньше или равен 0,9;
добавление по меньшей мере одного из марганцевой руды, марганецсодержащего шлака обезуглероживания и ферромарганца к расплавленному доменному чугуну в ковше конвертерного типа;
добавление к расплавленному доменному чугуну негашеной извести и/или карбоната кальция с размером частиц, меньшим или равным 30 мм, а затем вдувание кислорода в расплавленный доменный чугун из фурмы, введенной в расплавленный доменный чугун;
вспенивание шлака при температуре, большей или равной 1300°C и меньшей или равной 1400°C, чтобы выполнить обработку дефосфорацией; и
получение шлака таким образом, что основность шлака, выраженная как (содержание CaO/содержание SiO2), больше 1,5 и меньше или равна 2,2, а содержание MnO в шлаке больше или равно 3 мас.% и меньше или равно 10 мас.%.
6. Способ производства сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения по п. 5, в котором расплавленный шлак после обработки дефосфорацией выливают в тарельчатый термостойкий контейнер и быстро охлаждают для затвердевания.
7. Способ производства сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения по п. 6, в котором расплавленный шлак после обработки дефосфорацией быстро охлаждают путем осуществления разбрызгивания воды.
8. Способ производства сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения по любому из пп. 5-7,
в котором ковш конвертерного типа наклоняют для выливания расплавленного шлака после обработки дефосфорацией в шлаковый ковш, а затем расплавленный шлак в шлаковом ковше выливают в наклоняемый первый термостойкий контейнер путем наклона,
выполняют разбрызгивание воды в первом термостойком контейнере для быстрого охлаждения и затвердевания расплавленного шлака, а затем затвердевший шлак фрагментируют, и
наклоняют первый термостойкий контейнер для соскальзывания затвердевшего шлака вниз во второй термостойкий контейнер, и тем самым затвердевший шлак фрагментируют.
9. Способ производства сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения по любому из пп. 5-8, в котором путем быстрого охлаждения формируют твердый раствор 2CaO·SiO2-3CaO·P2O5 и твердый раствор на основе FeO-MnO-CaO-SiO2.
10. Способ производства сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения по любому из пп. 5-9, в котором шлак измельчают так, чтобы размер частиц был меньше чем 5 мм в целом, а массовая доля частиц с размерами менее 600 мкм была больше или равна 60% от общей массы.
11. Способ производства удобрения, содержащий:
измельчение в порошок сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения, произведенного способом производства сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения по любому из пп. 5-10.
12. Способ производства удобрения по п. 11, в котором добавляют предписанное связующее к сталеплавильному шлаку в качестве сырья для удобрения после его измельчения в порошок, а затем выполняют гранулирование,
причем связующее представляет собой по меньшей мере одно, выбранное из группы, состоящей из мелассы, лигнина, лигнинсульфоната металла, крахмала, поливинилового спирта и карбоксиметилцеллюлозы.
13. Способ производства удобрения по п. 11 или 12, в котором дополнительно смешивают органическое вещество с полученным удобрением.
14. Способ производства удобрения по п. 13, в котором органическое вещество представляет собой по меньшей мере одно из навоза, растительных остатков и компоста, получаемого из продуктов рыболовства.
15. Применение удобрения, полученного способом по любому из пп. 11-14, путем внесения в почву, в которой pH(H2O) больше или равно 5,6 и меньше или равно 7,5, а количество доступной фосфорной кислоты меньше или равно 5 мг/100 г сухой почвы, содержание марганца меньше или равно 50 мг/100 г сухой почвы, и/или содержание бора меньше или равно 0,05 мг/100 г сухой почвы.
16. Применение удобрения, которое содержит сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения по любому из пп. 1-4, путем внесения в почву, в которой pH(H2O) больше или равно 5,6 и меньше или равно 7,5, а количество доступной фосфорной кислоты меньше или равно 5 мг/100 г сухой почвы, содержание марганца меньше или равно 50 мг/100 г сухой почвы, и/или содержание бора меньше или равно 0,05 мг/100 г сухой почвы.
17. Применение удобрения по п. 15 или 16, в котором вносимое количество удобрения больше или равно 0,05 т/га и меньше или равно 2 т/га сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения.
18. Применение удобрения по п. 15 или 16, в котором удобрение разбрасывают на поверхности пахотного слоя или смешивают с пахотным слоем перед посевом или высаживанием растений.
19. Применение удобрения по п. 15 или 16, в котором удобрение разбрасывают на поверхности пахотного слоя рядом с телом выращиваемого растения или подмешивают в пахотный слой.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017126094 | 2017-06-28 | ||
JP2017-126094 | 2017-06-28 | ||
PCT/JP2018/024590 WO2019004357A1 (ja) | 2017-06-28 | 2018-06-28 | 肥料原料用製鋼スラグ、肥料原料用製鋼スラグの製造方法、肥料の製造方法及び施肥方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2710404C1 true RU2710404C1 (ru) | 2019-12-26 |
Family
ID=64741733
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019104423A RU2710404C1 (ru) | 2017-06-28 | 2018-06-28 | Сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения, способ производства сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения, способ производства удобрения и способ применения удобрения |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6497493B1 (ru) |
KR (1) | KR102182277B1 (ru) |
CN (1) | CN109641810A (ru) |
AU (1) | AU2018282390B2 (ru) |
CR (1) | CR20190160A (ru) |
MY (1) | MY189528A (ru) |
PH (1) | PH12019500226A1 (ru) |
RU (1) | RU2710404C1 (ru) |
TW (1) | TWI675815B (ru) |
WO (1) | WO2019004357A1 (ru) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7485913B2 (ja) * | 2020-03-31 | 2024-05-17 | 日本製鉄株式会社 | 肥料及び肥料の施肥方法 |
CN114086053B (zh) * | 2021-11-19 | 2022-08-02 | 襄阳金耐特机械股份有限公司 | 低温韧性优异的球墨铸铁部件及其制造方法 |
TWI801270B (zh) * | 2022-06-21 | 2023-05-01 | 興展技術開發股份有限公司 | 造渣劑組成物 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1789565A1 (en) * | 1990-09-17 | 1993-01-23 | Zaporozh Ind Inst | Method of heating scrap for steelmaking |
JP5881286B2 (ja) * | 2010-11-05 | 2016-03-09 | 新日鐵住金株式会社 | 製鋼スラグ粒を用いた水稲の収量を増加させ、かつ、メタンガスと亜酸化窒素ガスの発生を抑制する方法 |
JP6040064B2 (ja) * | 2013-03-15 | 2016-12-07 | 産業振興株式会社 | 鉱さいりん酸肥料の製造方法 |
Family Cites Families (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4741825B1 (ru) * | 1968-07-27 | 1972-10-23 | ||
US3617040A (en) | 1969-10-01 | 1971-11-02 | Koppers Co Inc | Pallet for sintering machines |
JPS5468713A (en) * | 1977-11-11 | 1979-06-02 | Nippon Steel Corp | Steel making process reducing discharge of slag and enhancing characteristics of the same |
JPS6011556B2 (ja) | 1980-01-21 | 1985-03-26 | 横河電機株式会社 | パルス発生回路 |
JPS5738388A (en) * | 1980-08-20 | 1982-03-03 | Daido Steel Co Ltd | Manufacture of silicate fertilizer from industrial waste |
JPS5771791A (en) | 1980-10-21 | 1982-05-04 | Mizuno Tekko Kk | Hand in automatic feeder for work for lathe |
JPS57179090A (en) * | 1981-04-28 | 1982-11-04 | Kawasaki Steel Co | Manufacture of phosphatic fertilizer |
JPS6040064B2 (ja) | 1981-12-28 | 1985-09-09 | パナフアコム株式会社 | デ−タ転送制御方式 |
JP4246782B2 (ja) | 2000-01-14 | 2009-04-02 | 新日本製鐵株式会社 | 珪酸質肥料の製造方法 |
JP4091745B2 (ja) | 2000-01-14 | 2008-05-28 | 新日本製鐵株式会社 | 珪酸質肥料の製造方法 |
CN1195709C (zh) * | 2001-01-11 | 2005-04-06 | 新日本制铁株式会社 | 硅肥及其制造方法 |
KR20040010645A (ko) * | 2001-05-17 | 2004-01-31 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 인산비료용 원료 및 그 제조방법 |
WO2003037824A1 (fr) * | 2001-10-31 | 2003-05-08 | Jfe Steel Corporation | Matiere premiere pour fertilisant de phosphate de silicate et son procede de production |
JP4202254B2 (ja) * | 2001-10-31 | 2008-12-24 | Jfeスチール株式会社 | 珪酸質肥料用原料の製造方法 |
JP4040542B2 (ja) | 2002-11-20 | 2008-01-30 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | ケイ酸質肥料 |
CN101701281A (zh) * | 2009-12-04 | 2010-05-05 | 石家庄钢铁有限责任公司 | 一种转炉精炼低氧钢用预熔精炼渣 |
JP5573403B2 (ja) * | 2010-06-22 | 2014-08-20 | Jfeスチール株式会社 | 製鋼スラグの資源化方法及び燐酸肥料用原料 |
JP5440443B2 (ja) * | 2010-08-18 | 2014-03-12 | 新日鐵住金株式会社 | 製鋼スラグの資源化方法 |
CN102795910B (zh) * | 2012-09-10 | 2014-03-26 | 武汉钢铁(集团)公司 | 基于钢铁生产废弃物的掺混肥料及其制备方法 |
JP5935770B2 (ja) * | 2013-07-19 | 2016-06-15 | Jfeスチール株式会社 | 燐酸資源原料の製造方法及び燐酸質肥料 |
JP6172194B2 (ja) | 2014-07-23 | 2017-08-02 | Jfeスチール株式会社 | 溶銑の予備処理方法 |
JP6458449B2 (ja) | 2014-10-29 | 2019-01-30 | 新日鐵住金株式会社 | リン酸肥料原料の製造方法 |
CN107002154A (zh) | 2014-12-16 | 2017-08-01 | 杰富意钢铁株式会社 | 铁液的预处理方法 |
JP6631265B2 (ja) * | 2016-01-15 | 2020-01-15 | 日本製鉄株式会社 | 脱リンスラグの製造方法 |
CN106282487B (zh) * | 2016-09-13 | 2019-03-29 | 北京北科中钢工程技术有限公司 | 一种铁水预脱磷方法 |
-
2018
- 2018-06-28 CN CN201880003246.0A patent/CN109641810A/zh active Pending
- 2018-06-28 KR KR1020197002256A patent/KR102182277B1/ko active IP Right Grant
- 2018-06-28 JP JP2018562268A patent/JP6497493B1/ja active Active
- 2018-06-28 WO PCT/JP2018/024590 patent/WO2019004357A1/ja active Application Filing
- 2018-06-28 TW TW107122318A patent/TWI675815B/zh active
- 2018-06-28 RU RU2019104423A patent/RU2710404C1/ru active
- 2018-06-28 CR CR20190160A patent/CR20190160A/es unknown
- 2018-06-28 MY MYPI2019000710A patent/MY189528A/en unknown
- 2018-06-28 AU AU2018282390A patent/AU2018282390B2/en active Active
-
2019
- 2019-01-31 PH PH12019500226A patent/PH12019500226A1/en unknown
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1789565A1 (en) * | 1990-09-17 | 1993-01-23 | Zaporozh Ind Inst | Method of heating scrap for steelmaking |
JP5881286B2 (ja) * | 2010-11-05 | 2016-03-09 | 新日鐵住金株式会社 | 製鋼スラグ粒を用いた水稲の収量を増加させ、かつ、メタンガスと亜酸化窒素ガスの発生を抑制する方法 |
JP6040064B2 (ja) * | 2013-03-15 | 2016-12-07 | 産業振興株式会社 | 鉱さいりん酸肥料の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102182277B1 (ko) | 2020-11-24 |
JPWO2019004357A1 (ja) | 2019-06-27 |
AU2018282390A1 (en) | 2019-01-17 |
CR20190160A (es) | 2019-05-16 |
WO2019004357A1 (ja) | 2019-01-03 |
KR20190022721A (ko) | 2019-03-06 |
AU2018282390B2 (en) | 2019-09-19 |
PH12019500226A1 (en) | 2019-10-28 |
CN109641810A (zh) | 2019-04-16 |
MY189528A (en) | 2022-02-16 |
TWI675815B (zh) | 2019-11-01 |
TW201906804A (zh) | 2019-02-16 |
JP6497493B1 (ja) | 2019-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2710404C1 (ru) | Сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения, способ производства сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения, способ производства удобрения и способ применения удобрения | |
Branca et al. | Possible uses of steelmaking slag in agriculture: an overview | |
JP6040064B2 (ja) | 鉱さいりん酸肥料の製造方法 | |
RU2707811C1 (ru) | Сталеплавильный шлак в качестве сырья для удобрения, способ производства сталеплавильного шлака в качестве сырья для удобрения, способ производства удобрения и способ применения удобрения | |
WO2012016394A1 (zh) | 硅钙镁硫肥及其制备工艺 | |
JP2001261471A (ja) | 珪酸質肥料及び珪酸質肥料の製造方法 | |
JP4040542B2 (ja) | ケイ酸質肥料 | |
JP7485913B2 (ja) | 肥料及び肥料の施肥方法 | |
JP2004345940A (ja) | 珪酸燐酸肥料用原料及びその製造方法 | |
JP4938711B2 (ja) | 肥料用スラグとその製造方法 | |
JP4023984B2 (ja) | 非晶質無機組成物の製造方法 | |
JP4036546B2 (ja) | 肥料又は土壌の改質材 | |
JPH1161118A (ja) | 酸性雨による土壌の酸性化防止剤 | |
KR20050042021A (ko) | 규산질 비료용 원료 및 그 제조 방법 | |
JP2016056075A (ja) | 燐酸珪酸肥料用原料およびその製造方法 | |
JP2002047081A (ja) | ケイ酸質肥料 | |
JP4119923B2 (ja) | 珪酸質肥料 | |
JP2001026487A (ja) | 無機組成物とそれを用いた肥料、土壌改質剤 | |
Vasile et al. | THE EFFECT OF APPLYING SOME MATERIALS FROM THE METALLURGICAL INDUSTRY ON AGRICULTURAL CROPS | |
JP2020019701A (ja) | 非晶質組成物、熔融水砕物、熔融水砕物含有組成物、及び肥料 | |
JP2004290036A (ja) | 水稲のカドミウム吸収を抑制する水稲栽培法 | |
Wessey | Use potentials of Delta Steel Company (DSC), Ovwian-Aladja, western Niger Delta, Steelmaking Slag in Agriculture | |
JP2000264768A (ja) | 高度けい酸質肥料 |