JPH0151471B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明は粒状肥料の製造方法に関するものであ
り、特に粒状肥料の原料になるが含水等により低
価値の物質を有効利用し、優れた造粒効率で粒状
肥料を得んとするものである。

〔従来の技術〕

粒状肥料の生産性および諸エネルギーの消費量
は、造粒効率に負うところ大であり、長年にわた
り当該業者が、この向上に努めてきたところであ
る。

粒状肥料の製造工程において、多く採用されて
いる造粒方法は、転動造粒、即ち、おもに回転ド
ラムによるもの、または回転皿型、あるいは、そ
れらの変形によるものである。これら造粒機に、
直接粉体原料を投入しながら散液して、転動造粒
する方法、または、この前工程としてパグミル、
エツジランナー等の混合機を設置して、事前に湿
潤粉体を調整し、後に転動造粒を行う方法などが
ある。

造粒機内に投入された粉体原料は、添加された
液体により、個々の粒子が接合され、ゆるい凝集
体をつくる。これが転動とともに締めつけられ
て、粒子間の空隙が減少して、凝集体の表面に液
体が介在し、これが小片に接触すれば、併呑し
て、より大きな凝集体となる。この凝集体は、よ
り転動により生長してほゞ球体となり、圧密化が
進み、やがて液は、造粒体表面より毛細管力によ
り、内部へ引き込まれより強度の大きい粒体にな
る。この粒体を、完全な粒状肥料にするため、乾
燥器により、乾燥脱水する。次で、所要の粒子径
に選別するため篩にかけ直径１〜４ｍ／ｍ程度の
粒状肥料とする。過大、および過小の粒径の肥料
は、再び粉砕し、微粉として、造粒工程へ戻す。

この造粒工程の通過量に対する製品収得量比を
造粒効率と称するが、粒状肥料の製造におけるこ
の造粒効率は、製造する肥料の種類、例えば窒素
化合物、リン酸化合物、カリ化合物の合計が、
夫々Ｎ、P₂O₅、K₂O換算で、30部を越える高度
化成肥料、それ未満の低度化成肥料、またこれ等
に皮粉その他の有機物を配合した有機化成肥料等
により、また、同じ類の化成肥料にあつても、形
成する化合物の種類、例えば、窒素化合物にあつ
ては尿素と硫酸アンモニウムのいづれかでとかま
た同時使用のおりの量比によつて、あるいはま
た、窒素化合物、リン酸化合物、カリ化合物等の
夫々の間の量比などによつて左右されるので、一
概には云い難いが、30〜70％の広範囲にばらつい
ている。各肥料の成分が同一のものであつても、
散布液量、その物性、散布方法、造粒装置結合剤
の有無、その量、その種類等によつても造粒効率
は影響される。

散布液として多用されているものは水である。
造粒前に予め混和される場合は、乾燥用ガスの洗
滌に使用した洗滌水が利用されることが多い。

造粒機へ直接散布する水は、散布口の閉塞等を
考慮して真水が用いられることもある。またその
中へ硫酸またはアンモニアが添加されることもあ
り、なおまたスチームを噴霧することもある。

一方、化学工場の一部の工程、例えばアンモニ
アの合成工程、その輸送設備、または諸々の化学
反応工程の中での中和その他の反応、金属の精製
工程、薬剤の製造工程などより発生する硫酸アン
モニウム、塩酸アンモニウム、硝酸塩類、リン酸
塩類などの水分を主体とする溶液があり、省資源
の面からもこの利用が期待される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記化学工場その他で発生する肥料有効成分の
回収方法として、粒液肥料の造粒工程における添
加液として用いる方法が期待されるが、常法によ
り造粒工程の散液または事前混合液として用いる
ときはその濃度にもよるが、必ず造粒効率を引き
下げ、経済的ではない。この造粒効率の低下の程
度は、先に述べた高度化成肥料、低度化成肥料ま
たは有機化成肥料あるいはまた窒素化合物、リン
酸化合物、カリ化合物などの種類、それ等の量的
などによつても異なるが、ときには、半減するこ
ともある。従つて、これ等の有効成分を回収しよ
うとしても、エネルギ損失の面から収支相償わな
いことになりかねない。

当発明者等は、長年、造粒効率の改善、および
化学工程より発生する有効成分の利用について研
究、検討を重ねてきた結果、造粒効率の著しい向
上とともに、有効成分の回収も同時に行い得る方
法を開発し、本発明を完成するに至つた。

(ロ) 発明の構成 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、窒素、リン酸、カリの肥料要素の少
くとも１種を主成分とした肥料に対して結晶性の
物質を存在させた溶液又は泥晶液を配合して造粒
するものであり、かゝる溶液もしくは泥晶液の状
態は、上記結晶性物質を水を主体とする溶媒中で
過飽和の状態、又は微小粒子が存在する状態、或
は、微小結晶が生長しつゝある状態のいずれかと
なつているものである。

上記の結晶性物質とはそれ自体が肥料成分とし
て有効に利用出来るものが望ましく、これらは次
に述べる化合物が好ましく使用される。

即ち硫酸アンモニウム、硫酸水素アンモニウ
ム、硫酸マグネシウムアンモニウム、塩酸アンモ
ニウム、硝酸アンモニウム、リン酸アンモニウ
ム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸二水素ア
ンモニウム、リン酸水素アンモニウムナトリウ
ム、リン酸水素アンモニウムカリウム、重炭酸ア
ンモニウム、硝酸カリウム、硝酸カルシウム、硝
酸ナトリウム、硝酸マグネシウム、尿素、リン酸
カリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水
素カリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸二
水素カルシウム、塩化カリウム、硫酸カリウム、
塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム等或はこれ
らの２種以上の混合物である。

上記の結晶性物質は水を主体とする溶媒中に存
在せしめられるが、水以外の溶媒としてはメタノ
ール、エタノール、イソプロパノール等のアルコ
ール類、ギ酸、酢酸、フミン酸等の有機酸、硫
酸、リン酸、塩酸硝酸等の無機酸、アセトン、メ
チルエチルケトン、アセトアルデヒド等のケト
ン、アルデヒド類その他がある。

かゝる配合物は、粒状肥料の製造工程における
造粒機前の混合機、または転動造粒機、もしくは
その両者に加えられるが、造粒に際しては、必要
あれば、さらに水を加え結合剤として糖蜜やその
アルコール醗酵残液、リグニン亜硫酸塩その他を
使用することが出来る。

先に述べた通り造粒効率は、高度化成肥料、低
度化成肥料または有機化成肥料あるいはまた窒素
化合物、リン酸化合物、カリ化合物などの種類、
それ等の量比などにより異なる上に結合剤の有無
も大きく寄与する。

この結合剤の例えば、アルコール醗酵残液を使
用して高い造粒効率を得ているものに本発明によ
る方法をそのまま適用すると、造粒過多になり大
径の粒子が多数になり、かえつて造粒効率をダウ
ンさせる結果になることもある。このときには結
合剤の添加量等の再検討が必要である。

以上の結晶性物質を含む溶液または泥晶液の配
合量は、結晶性物質の溶解度にもよるが、その好
ましい上限は粉体状の原料肥料に配合する水分
量、通常３〜10％（配合量中）により制限され
る。配合水分は、６〜８％粒度が造粒効率もよく
経済的にみえるが乾燥工程の能力、燃料コスト等
より一概には云えない。従つて溶液または泥晶液
の量は、原料中の水分、造粒機に添加する水分等
を考慮して最大量が決定される。添加量は多い程
造粒は良好になるが、経済上の最適量は個々の粒
状肥料により異なるので、個々に試行の上決定す
ることが望ましい。

こゝで本発明方法は化学工場、金属精製、薬剤
製造などの工程で副生乃至は排出する結晶性物質
を利用することが出来る。

例えばケトン、アルデヒド類のオキシム化工程
で生ずる希薄な硫酸アンモニウム又は塩酸アンモ
ニウムや、金属精製、薬剤製造に際して得られる
硝酸アンモニウム、リン酸塩等であるが、これら
の副生物の多くは濃度が低く、上記オキシム工程
で発出する硫酸アンモニウムの如きは、20〜30％
の濃度であり、これをそのまゝ本発明の造粒工程
へ投入すれば造粒効率は単なる水使用の場合に比
べて悪化する傾向となる。

このため硫酸アンモニウムは肥料としては有用
であるにも拘らず経済的には無価値に等しいか、
マイナスの添加物になりかねない。

たゞ幸いなことに粒状肥料の製造工程中の乾燥
工程および冷却工程で大量の廃ガスが発生しこの
廃ガス中に浮遊する肥料成分その他の微粉を洗滌
除去する工程を置くことが多い。

かゝる工程の洗滌液として上記の化学工場で発
生する硫酸アンモニウムを用いると揮発分の一部
が、蒸発して濃縮が行なわれ、飽和に近い溶液が
得られるが、これを直接造粒工程で配合してもさ
した造粒効率の向上にはつながらない。

本発明は、上記廃ガス中の微粉を洗滌除去した
後の液中の結晶性物質を積極的に過飽和として有
効成分の結晶を発生せしめて泥晶液となし、これ
を造粒工程に配合添加することにより、肥料有効
成分を経済的に回収し、高い配合量をもつて従来
の造粒効率を圧倒的に凌駕する優れた造粒効率で
粒状肥料を得ることが出来るものである。

〔作用〕

本発明において、肥料に対して結晶性物質の過
飽和の状態、微小粒子が存在する状態、微小結晶
の生長しつゝある状態の溶液又は泥晶液を配合す
ることにより造粒効率は飛躍的に改善されるが、
その理由は明らかではない。

察するに、原料肥料は結晶性物質に比べて著し
く大きい径の粒子であり、結晶性物質が過飽和溶
液又は、ミクロンオーダーの小結晶として肥料粉
体の粒間に入り込み、粉体壁面に界面活性に富む
小結晶体を付着させ、双方の粉体の結合に寄付す
るためと思われる。

〔実施例〕

前記の通り、本発明の利点の１つは、他工場で
副生する結晶性物質の有効利用が可能な点である
が、かゝる結晶性物質の利用を含めた本発明の造
粒工程の態様について図面を引用して説明すれば
以下の通りである。

即ち第１図は本発明方法の一例を示した工程図
であり、１は混合槽であり、この混合槽では、結
晶性物質の新液を管３より、又後記する結晶分離
機１２で結晶の大部分を分離した溶液の一部を循
環液とし、管２より送入して混合する。この循環
液は通常、新液の数倍から数10倍の量である。混
合槽では循環液の過飽和の低減を期待するが、操
業中は、必ずしも低減せしめる必要はない場合も
ある。なお必要あれば、槽液のPH調整のため、管
４より酸またはアルカリを投入し、又必要に応じ
て水の送入も行う。

混合槽１を出た液は管５を通して洗滌器６にス
プレーされる。洗滌器６には本発明における造粒
工程、又は他の粒状肥料製造における造粒工程の
乾燥又は冷却工程（図示せず）で生じた廃ガスを
管７より送入し、廃ガスが含有していた粉塵の一
部を液側に移すと共に、一部の揮発分をガス側に
移行させて濃縮し、過飽和の液とする。

脱粉塵された廃ガスは管８より去り、必要あれ
ばさらにコツトレルなどにより除塵される。粉塵
を含み、過飽和になつた溶液は管９より結晶生長
槽１０へ送入され結晶の生長を行わせる。結晶の
数を極めるため、種晶を添加する必要は通常はな
い。補足した粉塵等が種になるのか結晶の発生
は、円滑に行われる。結晶生長槽１０から結晶分
離機１２へ泥晶を送入した結晶の大部分と溶液の
一部を造粒装置１５へ送入し、投入口１６より投
入した粉体肥料に配合する。大部分の結晶を失つ
た溶液は再び混合槽１へ戻す。なお結晶分離機１
２には操業停止時などに備え水の注入管１３など
が設けてある。

かくして造粒された肥料は排出口１７より製品
として取出されるのである。

以下に実施例および比較例を掲げて本発明を更
に説明する。

実施例 １ 粒状肥料（Ｎ−Ｐ−Ｋ）11−８−10の製造のた
め1T当り、硫酸アンモニウム420Kg、18−46リン
酸アンモニウム87Kg、17％過リン酸石灰254Kg、
塩化カリ173Kgを粉状にして、毎時13Tを造粒前
工程であるパグミルに供給した。パグミルには
別々に過大および過小粒の粒状肥料、粉砕粉
8T／Ｈが循環しているものである。

一方、25％の硫酸アンモニウム水溶液2800Kg／
Ｈを混合槽に供給し、循環液50T／Ｈと混合し、
洗滌器へスプレーし廃ガスと接触せしめた。若干
の粉塵を補足したスプレー液は、10m³の結晶生長
槽へ入り、次で槽底部より汲み上げ9T／Ｈの速
度で結晶分離機へ送り結晶を含む硫酸アンモニウ
ム飽和液1080Kgをパグミルへ供給し粉体肥料に配
合した。なお、バグミルへは別口より70％の硫酸
600Kg／Ｈを添加配合した。配合された混合物は、
ドラム型造粒機に送入され水のスプレーにより、
造粒され、次で乾燥工程、冷却工程、選粒工程を
経て製品とした。収得量は、14T／Ｈであつた。

比較例 １ 実施例１と同じ粒状肥料の製造において、25％
の硫酸アンモニウム1400Kg／Ｈを循環液50T／Ｈ
に混合した。循環液には、濃度（約35％）調整の
ため、1500Kg／Ｈ程度の水を補給した。循環液の
過剰分1T／Ｈを混合槽から直接パグミルへ送入
し、粉体肥料に配合した。

パグミルで配合される肥料は、新旧合せて
22T／Ｈであり製品として収得できる粒状肥料
は、7T／Ｈであつた。造粒効率は32％であつた。
この場合しばしば、収得量の増加を試みたが、８
〜9T／Ｈに上げると数時間のうちの粒状肥料の
形が崩れ、新原料の供給を停止して、循環運転を
行わざるを得なかつた。

実施例 ２ 実施例同様粒状肥料（Ｎ−Ｐ−Ｋ）11−８−10
の製造に於て、1T当り、硫酸アンモニウム440
Kg、17％過リン酸石灰255Kg塩化カリ173Kgと18−
46リン酸アンモニウム81Kgを粉体原料として
13T／Ｈでパグミルに供給した。循環粉体の量も
前例同様、8T／Ｈであつた。

一方、25％の硫酸アンモニウム水溶液2450Kg／
Ｈとリン酸アンモニウムの25％水溶液350Kg／Ｈ
を前例同様混合槽へ送入した。その他の条件は、
実施例１と同様であり、収得した製品の量も
14T／Ｈであつた。

(ハ) 発明の効果 以上述べた本発明によれば、肥料に対して結晶
性物質を既述の状態の溶液もしくは泥晶液として
配合使用し造粒することにより、極めて高い造粒
効率で粒状肥料を製造することが出来、例えば肥
料業界でも造粒効率が低位とされているリン酸化
合物の含有量が他に比べて少ないもの、または窒
素、リン酸、カリの化合物の量をいずれも高位も
のに適用したとき従来の造粒効率が30％台であつ
たものが60％台にまで到達することが出来る。

又、結晶性物質として他工場より副生する肥料
有効成分を使用することにより副生物の有効利用
と共に、経済的安価に粒状肥料を得ることが出来
るものであり、本発明はこれらの点で工業的価値
の高い発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の一例を示した工程図であ
る。 １……混合槽、６……洗滌器、１０……結晶生
長槽、１２……結晶分離機、１５……造粒装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 窒素、リン酸、カリの肥料要素の少くとも１
   種を主成分とした肥料に対して、結晶性物質の１
   種もしくは２種以上を水を主体とする溶媒中で過
   飽和の状態、又は微小粒子が存在する状態、或は
   微小結晶が生長しつゝある状態のいずれかで存在
   せしめてなる溶液、もしくは泥晶液を配合して造
   粒することを特徴とする粒状肥料の製造方法。 ２ 前記微小結晶が生長しつゝある状態の泥晶液
   が、粒状肥料の製造における乾燥又は冷却工程で
   使用したガス中の粉塵の洗滌に用いた硫酸アンモ
   ニウムを含む泥晶液である特許請求の範囲第１項
   記載の粒状肥料の製造方法。