JPH0710755B2 - アルミニウム再生副生成物からのカリウム肥料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、アルミニウム再生の技術に関
し、そして土壌肥沃化の技術とこの技術とのユニークな
組合せを提供する。

【０００２】発明の背景 消費者からの物質及び産業廃棄物の再生における連続且
つ高まった興味により、二次アルミニウム産業は、価値
ある天然源からの最大の利益を保存し、且つ得るための
重要且つ有意な手段として見なされ続けている。二次ア
ルミニウム産業は、種々のタイプのアルミニウムスクラ
ップ及び他のアルミニウム担持廃棄物から有用なアルミ
ニウム金属を回収するために種々の方法及び技術を使用
する。

【０００３】そのような１つの方法は、廃棄物中のアル
ミニウムの溶融であり、ここで前記廃棄物は溶融塩フラ
ックスと混合せしめられる。塩は約１００％のＮａＣｌ
又はＮａＣｌ及び６０％までのＫＣｌのいづれかであ
る。その低費用のためにＮａＣｌが好ましく、そしてＫ
Ｃｌの含有は、フラックスの溶融温度を低める手段であ
る。両者の場合、十分な攪拌及び十分に流れるフラック
スにより、溶融塩は廃棄物中の不純物を湿潤し、そして
そのようにすることで、アルミニウムに元来存在する不
純物及びフラックスの両者からのアルミニウムの分離を
引き起こす。フラックスはまた、溶融アルミニウムを保
護し、炉自体においてその酸化を防ぐ。分離されたアル
ミニウムは、溶融塩の下に液体アルミニウムプールを形
成するために融合する液滴であり、そしてこのプール
は、アロイの調製及びすべての他のタイプのアルミニウ
ム加工のために、アルミニウムシートミルへの使用に適
切な高い純度のアルミニウムとして容易に取出される。

【０００４】残存するフラックス及びそれと共に保持さ
れる不純物は典型的には、環境基準に適合する態様で埋
立地又は投棄場に捨てられる。しかしながら、ＮａＣｌ
は透水層及び地下水面を汚染するかも知れないので、環
境汚染の可能性が、存在する。さらなる関心は、適切な
廃棄場所の数が減少し、そしてこれらの場所の使用の費
用が高まり続けていることである。

【０００５】これらの及び他の問題は、安全に廃棄でき
るのみならず、また環境的に許容できる態様において有
用である古いフラックスを生成する態様でフラックスの
変性と提供する本発明により克服される。

【０００６】発明の要約 本発明によれば、フラックスに通常使用されるＮａＣｌ
は、フラックスの主成分として作用するＫＣｌにより交
換される。好ましい態様において、ＫＣｌはＮａＣｌの
排除に使用されるが、しかし水に不溶性であるか又は環
境的に許容できる他の塩もまた包含され得る。両者の場
合、フラックスがアルミニウムから不純物を抽出するた
めに使用された後すぐに、その古いフラックス（又は
“無用物”）が土壌用肥料として有用であり、そしてフ
ラックス中のカリウム含有物は、土壌のためのカリウム
栄養物の源として作用する。肥料としてのその使用の好
ましい態様において、古いフラックスは、適切な粒度に
微粉砕され、そしてそのようにすることが所望される場
合、従来のキャリヤー、アジュバント、希釈剤又は肥料
に典型的に含まれる他の添加剤と共に組合される。

【０００７】包含される材料の既知の性質及び特徴の観
点から予測も又は明らかでもない本発明の通常でない観
点は、古いフラックス中のカリウムが、すべてのpHで高
い水溶性であるが、しかし古いフラックス中のアルミニ
ウムはそうではないという発見である。アルミニウム
は、pHが下がるにつれて溶解度の上昇が通常予測される
が、それが古いフラックスに存在する形でのアルミニウ
ムは、６．０以上のpH値で実質的にゼロの溶解度を有
し、そして高い耐性条件下でさえ、すなわち土壌におい
て植物毒性効果を引き起こすいづれかのレベル以下でさ
え制限された溶解度を保持することが驚くべきことに
は、見出された。従って、ある植物に対するアルミニウ
ムの既知の有害な効果及び本発明の古いフラックスにお
けるその存在にもかかわらず、古いフラックスは、カリ
ウムからの最大の利益及び存在するなら、アルミニウム
からの最少の効果を有する植物用肥料として有用であ
る。

【０００８】本発明の追加のまれな及び驚くべき観点
は、土壌用肥料への包含のために通常不適切である塩
が、それらが引き起こす害を引き起こさないで、フラッ
クスにおけるそれらの包含により存在できることであ
る。それらの塩は、土壌の湿気に触れた後、植物の生命
に対して有害であるＨＣｌを形成する水溶性金属塩化物
である。しかしながら、本発明においては、それらの塩
は、窒化物として古いフラックスに現われる窒素により
伴う。土壌の湿気と接触する場合、これらの化合物中の
窒素は、肥沃化窒素として有用である形に転換され、そ
してそれが生じる程度は驚くべきことには、有害のため
の可能性を排除するのに十分にＨＣｌを中和するために
十分である。

【０００９】従って、本発明の新規肥料、アルミニウム
スクラップから肥料を調製するための方法、アルミニウ
ム再生からの古いフラックスを用いて土壌を肥沃化する
ための方法及び上記概念及び発見を実施するための他の
手段に関する。本発明の追加の態様及び特徴は、次の記
載から明らかになるであろう。

【００１０】本発明及び好ましい態様の特定の記載 本発明によれば、ＫＣｌはＮａＣｌのための置換体とし
て作用し、そしてフラックスにおけるＮａＣｌと完全に
置換することができる。しかしながら、本発明はまた、
古いフラックスが続いて土壌に適用される場合、十分な
ＫＣｌが植物栄養物として効果的に作用するように存在
し、そしてＮａＣｌのレベルが土壌への実質的な害を回
避するのに十分に低い条件下で、少量のＮａＣｌを含む
フラックスにも拡張する。一般的に、ＮａＣｌ及びＫＣ
ｌの両者が存在する塩混合物に関しては、好ましい混合
物は、ＫＣｌがＮａＣｌ及びＫＣｌの合計重量の少なく
とも約９０重量％及び最っとも好ましくは少なくとも約
９５％を占めるものである。

【００１１】他の塩及び他の物質もまた、従来のフラッ
クスにおけるそれらの包含に従って、フラックスに含ま
れ得る。それらの物質は好ましくは、不溶性物質又は土
壌における配置が環境考慮から反対されない物質であ
る。氷晶石及び他の天然鉱物がそのような物質の例であ
る。

【００１２】本発明に従っての肥料としてのその使用の
前、フラックスにより処理されたアルミニウム担持物質
は、種々の源、たとえば産業廃棄物及び消費者の廃棄物
からの広範囲のアルミニウム担持廃棄物又はスクラップ
を包含する。産業廃棄物の例は、ミートミルスクラッ
プ、たとえばロール又はクラッド操作からのスクラップ
チップ、及び溶融炉廃棄物、たとえば塊状物、くず又は
スラッジである。消費者の廃棄物の主な例は、使用され
た飲料用カンである。いづれかの種類のスクラップは時
々、追加の物質、たとえば汚れ、グワット、炉及び植物
床清掃屑及びほこり、及びその他の外来性物質を包含す
るであろう。再生工程を促進するためには、スクラップ
は、炉に配置する前、種々の手段、たとえばプリント用
ハンク及びコーチングを除去するために予備加熱し又は
溶媒処理し、そして溶融を促進するために大きさを減じ
又は細断することによって調製され得る。

【００１３】フラックスが始めに使用される再生工程は
一般的に、溶融状態での材料の加熱及び混合を提供し、
そしてフラックスの下部での分離相としての溶融アルミ
ニウムの沈殿及び相の混合を伴わないでの前記溶融アル
ミニウムの取り出しを可能にする容器において行なわれ
る。この態様での従来のＮａＣｌ又はＮａＣｌ／ＫＣｌ
フラックスの使用のための加工装置及び操作条件は、本
発明への使用のためにも適切である。加熱は、ガスだき
又は油だきバーナー又は誘導又は抵抗加熱器により再生
容器又は予備加熱容器内で直接的に生じ得る。混合は、
攪拌機により又は容器自体の回転により生じ得る。操作
は、バッチ又は連続的に行なわれ得る。

【００１４】種々の異なったタイプの炉が使用され得
る。例として、反射炉、回転炉、スウェット炉及びサイ
ドベイメルター炉を挙げることができる。回転バレル炉
は、１９８２年７月６日発行されたアメリカ特許第４，
３３７，９２９号にＥｖａｎｇなどにより説明されてい
る。典型的な炉は、設置場所、ガス及び油利用能力及び
他の考慮に依存して３，０００〜２５，０００ポンドの
容量を有し、そして環境的必要条件を満たす流出収集及
び排気システムに正しく収容され、そして連結されてい
るであろう。

【００１５】ＮａＣｌ又はＮａＣｌ／ＫＣｌフラックス
による従来の再生工程に使用される典型的な操作条件が
同様にここで使用され得る。操作の温度は、使用される
材料、それらの相対的量、それらが供給される形及び汚
染の程度に依存して異なる。温度は実際、ＫＣｌの低い
融点により、ＮａＣｌのみを用いての従来の工程に使用
される温度よりも低いが、しかし組合しての共融混合物
効果により、ＮａＣｌ及びＫＣｌの混合物が使用される
従来の工程に使用される温度よりも高い。ほとんどの用
途において、最良の結果は、約１０００°Ｆ〜約１７０
０°Ｆ（５３８℃〜９２７℃）、好ましくは約１２００
°Ｆ〜約１６００°Ｆ（６４９℃〜８７１℃）及び最っ
とも好ましくは約１３００°Ｆ〜約１５００°Ｆ（７０
４℃〜８１６℃）の温度範囲で得られる。

【００１６】その操作温度での材料の接触時間はまた、
多くの同じ要因に依存して異なる。接触時間は、操作温
度で溶融するであろうそれらの成分の完全な溶融を達成
し、そして再生されるべきアルミニウムの十分な分離を
可能にするために十分であるべきである。典型的な操作
において、接触時間は、約１０分〜約１時間／バッチの
間であろう。

【００１７】再生工程の間、フラックスの粘度低下は、
それらが懸濁された粒子の凝集を引き起こしがちである
ので、好ましくは最少にされ又は回避されるべきであ
る。この効果は通常、“乾燥”又は“完全な乾燥”とし
て産業界において言及されており、そして観察により容
易に検出できる。乾燥が生じる場合、工程はまだ続けら
れ得るが、但し再生の収率又は効率の低下が存在する。
いづれにしても、乾燥は、適切なフラックス：スクラッ
プの比を用いて、必要な場合、フラックスに追加の塩を
充填して、他の操作条件を選択し、そして調節し、そし
て当業者に良く知られている他の方法を用いて容易に排
除され又は回避される。

【００１８】再生工程は、種々の手段で行なわれ得る。
バッチ工程においては、単一のフラックス充填が、汚染
物の除去を伴わないで連続的にくり返して使用され得
る。従って、単一のフラックス充填がいくつかのスクラ
ップ充填により使用され得る。

【００１９】典型的な操作においては、天然ガス及び／
又はプロパンバーナを備えた耐熱物をライニングされた
バレルが、アルミニウムスクラップ（たとえばシート金
属スキム又は使用されるアルミニウム飲料用容器）及び
ＫＣｌ塩フラックスにより充填される。その工程の完結
後、古いフラックスが黒色のかすとして現われ、これは
塩化カリウム、及びアルミナ、塩化アルミニウム、シリ
カ、窒化アルミニウム、炭化アルミニウム及び不活性物
（アルミニウムスクラップにおける不純物である）を含
む。この黒色のかすは、炉から除去され、そして土壌用
肥料としての使用のためにさらに加工される。炉の底に
沈殿したアルミニウムは別々に除去され、そしてアルミ
ニウムシートミル又は原料としての他の使用に移され
る。

【００２０】従って、元のフラックス材料の他に黒色の
かすの成分の間には、一般的にアルミナの形で存在する
アルミニウム、塩化アルミニウム、及び液体アルミニウ
ム相と融合しない金属アルミニウムが含まれる。上記の
ように、アルミニウムは一般的に植物毒性であるが、し
かし本発明のその得られる固体混合物におけるその包含
は、それがこの混合物に存在する場合、アルミニウムは
低い水溶解度を有するので、土壌用肥料としてのその混
合物の利用性に対して有害ではない。これは、混合物の
ユニークな特徴の１つである。従って、土壌用肥料とし
ての混合物の使用の前、混合物中のアルミニウムからＫ
Ｃｌを分離する必要はない。

【００２１】かすはまた、微小栄養物又は二次栄養物と
して価値ある追加の金属を含む。これらは、マグネシウ
ム、銅、マンガン及び亜鉛である。上記のように、窒化
アルミニウムの窒素含有物は、アルミナにゆっくりと転
換し、これはまた、塩化物の塩の加水分解により生成さ
れるいづれかの酸を中和することにおいてのその価値の
他に、価値ある植物用栄養物でもある。次の例は、例示
の目的であって、本発明の範囲を限定するものではな
い。

【００２２】

【実施例】

例１ この例は、使用される飲料用カン（ＵＢＣ）からのアル
ミニウムの再生への本発明の典型的な適用を例示し、こ
こで塩フラックスにおいてＮａＣｌの完全な置換体とし
てＫＣｌが使用される。

【００２３】１５，０００ポンドの容量を有するガスだ
き回転バレル炉が使用され、そして次の材料が充填され
る： アルミニウムスクラップ金属（ＵＢＣ）： 細断されたカン本体：３００４アルミニウム、０．２５
〜１．５インチ（０．６〜３．８cm）の長さ及び幅、
０．００４５〜０．０１１インチ（０．０１１〜０．０
３cm）の厚さ 細断されたカン上部：５０４２／５１８２アルミニウ
ム、０．２５〜１．５インチ（０．６〜３．８cm）の長
さ及び幅、０．０１０〜０．０１３インチ（０．０２５
〜０．０３３cm）の厚さ 合計充填量 ：１５，０００ポンド、３個の等し
いバッチに分けられた ＫＣｌ ：３，４００ポンド、それぞれのＵ
ＢＣバッチのための部分

【００２４】炉を最初に、ＫＣｌ５００ポンドにより清
浄し、次にＫＣｌの一部を充填し、内部ガスバーナによ
り通常よりも高い約１００〜２００°Ｆ（５５〜１００
℃）に加熱し、そして約２０分間回転せしめる。次に、
第１のアルミニウムスクラップのバッチを添加し、そし
てその混合物を約１５０分間、炉において回転し、溶融
されたスクラップとしてその含有物を混合する。次に、
ガスバーナーを止め、そして炉から取り出し、そして炉
底で集まったアルミニウム金属プールを取り出す。次
に、続くアルミニウムスクラップのバッチを、フラック
スの残りの部分を用いて、ほぼ同じ時間及びほぼ同じ温
度で添加する。

【００２５】炉から抽出されるアルミニウムプールは、
第１のバッチのための充填されたスクラップ金属の８
５．０％であり、そして第２及び第３のバッチのための
充填されたスクラップ金属の９０．０％である。

【００２６】例２この例は、クラスＩスクラップからの
アルミニウムの再生への本発明の典型的な適用を例示す
る。クラスＩスクラップは、アルミニウム本体及び装飾
されておらず（すなわちプリント物質が適用されていな
い）、そして食品と接触していない骨格スクラップから
成る。

【００２７】充填量は次の通りである： クラスＩアルミニウムスクラップ：１５，０００ポン
ド、ほぼい等しい大きさの２個のバッチに分けられた ＫＣｌ ：２，７００ポンド、
それぞれのスクラップバッチのための部分 充填順序及び操作条件は、例１のそれに類似する。この
場合、組合されたアルミプールのは、充填されるスクラ
ップ金属の９４．５％である。

【００２８】例３この例は、クラスIII アルミニウムス
クラップへの本発明の典型的な適用を例示する。クラス
III スクラップはまた、アルミニウム本体及び装飾され
ている（プリント物質が適用されている）が、しかし食
品とは接触していない骨格スクラップから成る。

【００２９】充填量は次の通りである： クラスIII アルミニウムスクラップ：３０，０００ポン
ド、ほぼ等しい大きさの３個のバッチに分けられた ＫＣｌ ：２，８００ポン
ド、それぞれのスクラップバッチのための部分

【００３０】充填順序及び操作条件は例１のそれに類似
する。この場合、３個のバッチからのアルミニウムプー
ルは、それらのバッチのために充填されたスクラップ金
属のそれぞれ９１．３％，９６．６％及び９３．７％で
ある。

【００３１】例１，２及び３の工程に類似する工程によ
り行なわれた実験からの塩ケークを、ＩＣＡＰにより分
析した。その分析からの選択された金属についての結果
は、下記表１に列挙される。塩ケークに存在するナトリ
ウムは、塩化ナトリウムがフラックスとして使用された
前の実験からの炉に残存する残留塩化ナトリウムを示
す。その表に列挙されるナトリウムレベルは、１００％
ＫＣｌフラックスにより行なわれる第１実験である、Ｕ
ＢＣ再生における高レベルから３回目の最後であるクラ
スIII 再生に低下することが注目されるであろう。これ
は、再生工程におけるいづれかのナトリウムの徴候より
もむしろ炉の清浄を表わす。

【００３２】

【表１】

【００３３】例１，２及び３におけるアルミニウム回収
データと共に組合されたこのデータは、ＫＣｌがＮａＣ
ｌの不在下でフラックスとして効果的に機能することを
示す。

【００３４】例４ 塩ケーク成分の水溶解性は、土壌における肥料としての
塩ケークの挙動の徴候として広範囲のpHにわたって決定
された。分析された塩ケークは、０．１５〜３mmの粒子
範囲で、例１，２及び３に記載される再生工程からの代
表的なサンプルであった。

【００３５】水溶解性を決定するために、サンプルを、
０．６〜５．６の範囲の選択されたpHレベルに調製され
た脱イオン水に添加した。使用される割合は、１７０rp
m で１６時間、回転シェーカーにより振盪され、そして
２μミルの孔サイズのフィルターを通して濾過された顆
粒塩ケーク１ｇに対してpH調製された水５０mLであっ
た。最終pHは、得られた濾液に対して取られた。塩ケー
クにおける個々の成分の合計濃度を決定するために、追
加のサンプルをＨＮＯ₃ 及びＨＣｌＯ₄ により消化し
た。

【００３６】カリウム及びナトリウムの分析を原子発生
分光計により行ない、そしてアルミニウム及びマグネシ
ウムの分析を原子吸光分光計により行なった。サンプル
中の合計濃度が、サンプルを脱イオン水に暴露し、そし
て上記工程に従って濾過することによって得られた濾液
のpHと共に、下記表２に列挙される。

【００３７】

【表２】

【００３８】種々のpHレベルでの水溶解性の徴候であ
る、濾液におけるそれらの４種の金属のレベルを、下記
表３に列挙する。

【００３９】

【表３】

【００４０】この表におけるデータは、ナトリウム及び
カリウムの溶解性がpHに関係なく、そしてナトリウム及
びカリウム塩が全範囲のpHにわたって完全に水溶性であ
ることを示す（変動は単に、誤差の限界を示す）。ナト
リウム及びカリウムとは異なって、アルミニウム及びマ
グネシウムの溶解性はpHに依存し、溶解性の上昇はpHの
低下により生じる。しかしながら、最っとも高い酸性条
件（pH＝０．８）下でさえ、マグネシウム溶解性は合計
マグネシウム含有率のわずか１８％に達し、そしてアル
ミニウム溶解性はわずか４３％に達した。

【００４１】この溶解性のデータは、材料が土壌用肥料
としての使用のために好ましいことを示す。全カリウム
含有物が溶解性であり、そして従って植物摂取のために
利用でき、そしてアルミニウムは、存在する場合、植物
毒性の危険性をほとんど引き起こさないような低い溶解
性のものである。

【００４２】例５ この例は、固体肥料としての本発明で得られた塩ケーク
の使用を例示する。春小麦を、試験収穫物として使用
し、そして試験は、従来の０−０−６０グレードのカリ
肥料に本発明の塩ケークを比較した。取られる測定の中
には、小麦へのカリウム利用能力、アルミニウム植物毒
性及び微量金属摂取が包含される。下記に詳細に示さ
れ、そして説明され、そして表４〜１５に示されるよう
に、その結果はひじょうに好ましいものであった。これ
らの表においては、スクリーンされた塩ケークサンプル
は、“副生成物”として言及される。

【００４３】これらの試験に使用される塩ケークサンプ
ルは、０．１５〜３mmの大きさにスクリーンされ、そし
てＮＨＯ₃ 及びＨＣｌＯ₄ における消化により液相にお
ける元素含有率について分析された。固相分析を、Ｓｃ
ｉｎｔａｇ ＰＡＤＶ Ｘ線回析システムにより行な
い、そして固相及び液相の両相を、Ｎｉｋｏｎ Ｏｐｔ
ｏｐｈｏｔ偏光顕微鏡上で分析した。

【００４４】これらの試験に使用される土壌は、それぞ
れ土壌１kg当たり０．８及び３ｇの石灰を添加すること
によってpH６．５及び７．６に石灰処理されたＷｙｎｎ
ｅｖｉｌｌｅの沈泥ロームであった。使用される石灰
は、それぞれのpHのために土壌２００kgに適用されるＣ
ａＣＯ₃ ：ＭｇＣＯ₃ の４：１混合物であった。石灰の
適用の後、土壌を農業生産能力のために湿潤し、一週間
調整し、次にポット当たり８kgの土壌をポットに充填し
た。窒素及びリンを、それぞれＮＨ₄ ＮＯ₃ 及び過リン
酸石灰（ＴＳＰ）として個々のポットの土壌にＮのため
に２２５mg／kg及びＰのために２５０mg／kgの割合で適
用した。微量栄養物を、土壌１kg当たりＭｇ４．７mg，
Ｆｅ４．７mg，Ｍｎ３．７mg，Ｚｎ４．３mg，Ｃｕ１．
２mg，Ｂ０．５mg及びＳ１２．７mgの割合で硫酸塩及び
硼酸塩として適用した。土壌はすでに、相当量のカリウ
ムを含むので、トウモロコシはカリウムを摂取するため
にその土壌において成長し、そして利用できる土壌中の
カリウムを低くし、それによって続く実験の感度を高め
る。これは、それぞれ４４及び３４日間、８個のトウモ
ロコシ植物／ポットで、土壌上での２回の連続したトウ
モロコシ収穫物を成長せしめることによって達成され
る。第１回目のトウモロコシ収穫の後、補充Ｎを、kg土
壌当たり６２．５mgのＮを供給するためにＮＨ₄ ＮＯ₃
溶液として適用した。

【００４５】土壌における抽出可能カリウムの量を、Ｍ
ｅｈｌｉｃｈ Ｉ抽出剤により土壌を抽出し、土壌から
植を分離し、そして０．０５ＭのＨＮＯ₃ によりそれら
を洗浄することによって決定した。これは、５０mLのＭ
ｅｈｌｉｃｈ抽出剤に土壌サンプル１２．５kgを添加
し、回転ミキサー上でその混合物を５分間、振盪し、次
に濾過することによって達成された。濾液中のカリウム
を、原子発生分光計により分析した。この態様で決定さ
れる土壌中の抽出可能なカリウムの量は、トウモロコシ
の成長の前、それぞれ、６．５及び７．６の土壌pHで６
３mg／kg及び６８mg／kgであった。最初のトウモロコシ
収穫の後、抽出可能なカリウムはそれぞれ１１mg／kg及
び２２mg／kgに低下し、そして土壌pHはそれぞれ５．６
及び７．４に低下した。第２回目のトウモロコシ収穫の
後、その値はさらに、それぞれ５mg／kg及び１５mg／k
g、及びpH５．５及び７．２に低下した。

【００４６】コーン収穫物の成長に続いて、土壌をポッ
トから除き、そして個々の土壌のpHのために均質化し
た。続く小麦の研究のために、土壌１kgを、個々のポッ
トのために砂０．７５kgと共に混合した。その砂は、利
用できるＫを最大にし、そして成長培地の体積を最大に
するために含まれた。栄養物Ｎ，Ｐ及びＳを、Ｎのため
に２８０mg／ポット（ＮＨ₄ ＮＯ₃ の形で添加され
る）、Ｐのために１２０mg／ポット（ＴＳＰの形で添加
される）及びＳのために２３．６mg／ポット（ＣａＳＯ
₄ の形で添加される）の割合でポットに添加した。

【００４７】上記で言及された微粉砕塩ケークをＫ源と
していくつかのポットに添加し、そして０−０−６０グ
レード（酸化物基材のＫ₂ Ｏ）のカリ肥料を他に添加し
た。後者は、酸消化及び原子発生分光計により決定され
る場合、５５２．３％のＫを含んだ。個々のポットにお
ける土壌混合物の含有物を十分に混合し、そしていづれ
のカリウム源も添加されていない対照を、同一の態様で
調製した。

【００４８】個々のポットに、Ｔｈａｔｃｈｅｒ春小麦
の１５個の種子を０．５インチの深さで植えた。６日
後、植物をポット当たり８個の植物に間引きした。それ
らの植物を高い強度の成長ランプ下で成長せしめ、そし
て乾燥土壌１kg当たり２３０ｇの個々のポットにおける
水レベルを維持するために、必要に応じ水を添加した。
毎日の最大温度は７５°Ｆ〜８５°Ｆの範囲であり、そ
して毎日の最少温度は６５°Ｆ〜７０°Ｆの範囲であっ
た。

【００４９】植物の地表上部分を、植えた後４２日で収
穫した。根を、土壌から根を分離し、そしてそれらを
０．０５ＭのＨＮＯ₃ により洗浄することによって集め
た。地表上部分及び根部分を、強制空気オーブン中で乾
燥せしめ、重量を計量し、そして化学分析のために粉砕
した。土壌を空気乾燥せしめ、２cmのスクリーンを通し
てスクリーンし、そして化学分析を行なうまで、ポリエ
チレン容器に貯蔵した。

【００５０】小麦植物の地表上部分及び根部分を、４７
５℃で６時間、乾燥灰化し、２ＮのＨＮＯ₃ に溶解し、
そして濾過することによって消化した。地表上部分から
の濾液を、Ｋ，Ａｌ，Ｐ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｔｉ，Ｆｅ，Ｚ
ｎ，Ｐｈ，Ｃｕ，Ｎｉ及びＣｒについて分析し、そして
根部分からの濾液をＫ及びＡｌについて分析した。分析
方法は、Ｋ及びＴｉのために原子発生分光計、Ｐのため
に比色計、Ａｌ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｐｂ，Ｃ
ｕ，Ｎｉ及びＣｒのために原子吸収分光計及び全体のＮ
のためにＫｊｅｌｄａｈｌ方法（サリチル酸−チオスル
フェート変性による）を包含する。栄養物又は微量金属
の植物摂取を、植物部分における栄養物又は微量金属の
濃度×植物の根又は地表上部分の乾燥物質重量により計
算した。

【００５１】土壌中の検出可能Ｋを決定するためのＭｅ
ｈｌｉｃｈ Ｉ方法の他に、０．０１ＭのＣａＣｌ₂ 及
び１ＭのＫＣｌによる検出可能なＫをまた測定した。Ｃ
ａＣｌ₂ 方法は、Ａｌが植物に利用できることを示し、
そしてＫＣｌ方法は、交換可能なＡｌを示した。ＣａＣ
ｌ₂ 方法のためには、２０mLのＣａＣｌ₂ 溶液を、土壌
１０ｇに添加し、５分間振盪し、次に濾過した。ＫＣｌ
方法のためには、５０mLのＫＣｌ溶液を、土壌５ｇに添
加し、３０分間振盪し、次に濾過した。濾液中のアルミ
ニウムを、８−ヒドロキシキノリンを用いて比色法によ
り決定した。塩ケークの組成は表４に列挙され、そして
種々の実験の結果が表５〜１５に示される。

【００５２】表５は、地表上植物部分における小麦によ
るＮ，Ｃａ及びＭｇ摂取が、土壌のpH、Ｋの適用率又は
Ｋの源のいづれかにより影響されなかったことを示す。

【００５３】表６及び７は、小麦の地表上部分及び根部
分によるＫの摂取がまた、Ｋ源にもかかわらず、土壌に
おけるＭｅｈｌｉｃｈ Ｉ抽出可能Ｋと同じであったこ
とを示す。差異はＭｅｈｌｉｃｈ Ｉ抽出可能Ｋと２種
のＫ源間の土壌のpHとの間の関係に関して現われるが、
Ｋ摂取及びＭｅｈｌｉｃｈ Ｉ土壌Ｋに関してのＫ利用
能力は類似した。

【００５４】表８及び９に示されるアルミニウム摂取研
究は、２種のＫ源間に実質的に差異が存在しないことを
示し、これは、塩ケークからのＡｌの生物利用能力を示
さない。これはまた、土壌における抽出可能Ａｌに関し
て真実である。

【００５５】微量金属摂取をまた測定し、そして結果
は、表１０及び１１に示される。ここで再び、２種のＫ
源間に有意な差異は見られなかった。

【００５６】高い土壌適用率又は時間にわたっての連続
且つ反復した適用からの可能性ある危険性を研究するた
めに、７５０mg／ポットの高いＫ適用率での試験を実施
した。その結果は、表１２，１３，１４及び１５に示さ
れる。表１２，１３及び１４のデータは、根の乾燥物質
重量に又は地表上部分及び根部分におけるＫ及びＡｌの
摂取率において、２種のＫ源間で差異は存在しなかった
ことを示す。表１５に示されるように、特にpH７．２で
の微量金属摂取は同じであった。

【００５７】概して、データは明らかに、カリウム肥料
としてのアルミニウム再生副生成物の使用が耕種学的観
点から許容できることを示す。副生成物におけるカリウ
ム及び従来の０−０−６０肥料におけるカリウムは同等
に水溶性であり且つ生物利用性であり、そして副生成物
が１２％のＡｌを含む事実にかかわらず、副生成物から
の高められた生物利用能力の証拠は存在しない。高めら
れた微量金属利用能力のいづれの証拠も存在しない。

【００５８】

【表４】

【００５９】

【表５】

【００６０】

【表６】

【００６１】

【表７】

【００６２】

【表８】

【００６３】

【表９】

【００６４】

【表１０】

【００６５】

【表１１】

【００６６】

【表１２】

【００６７】

【表１３】

【００６８】

【表１４】

【００６９】

【表１５】

【００７０】上記例により示される、本発明のＫＣｌフ
ラックスに由来するアルミニウム再生かすを、種々の方
法のいづれかによりさらに加工し、肥料としての使用の
ために適切な形にした。材料を種々の固体肥料形で使用
し、そして材料が処理される手段、粒度、追加成分の存
在及び量及び土壌への適用の前、最終調製において発生
する他の変数は、適用及び収穫の特定の手段、適用が行
なわれるであろう畑のタイプ又は位置により異なるであ
ろう。

【００７１】ほとんどの用途に関して、かすはまず、究
極的な配合に依存して、まず、約１０mm又はそれ以下の
直径、及び約５mm又はそれ以下の直径の粒子に微粉砕さ
れる。かすが究極的に、肥料使用のために推測される種
々のタイプの配合物に関しては、懸濁液、粉末、顆粒及
びペレットが存在する。

【００７２】肥料としての使用のためのかすの追加の配
合のためには、そのかすは、その分布を促進せしめ、そ
してその物性を変性するために添加剤と共に組合され得
る。そのような添加剤の例は、キャリヤー、希釈剤、凝
結防止剤及び種々の種類のコンディショナーである。こ
れらは、クレー、ゲル、珪藻土、ひる石、湿潤剤、保湿
剤、有機物質、たとえば微粉砕されたトウモロコシの穂
軸、及び多くの他のもの、たとえば肥料配合においてそ
れらの使用のために知られている添加剤を包含する。前
記かすはさらに、種々のタイプの栄養物の所望する組合
せを達成するために追加の栄養物により補充され得る。

【００７３】かすが肥料として配合された後すぐに、そ
れは従来の態様で土壌に適用され得る。適用方法は、ダ
スチング、噴霧、ディスキング、ドラッギング又はミキ
シングのような技法を用いて、飛行機適用及び地表レベ
ルでの適用、又は灌漑水への配合物の添加を包含する。

【００７４】前記の記載は、例示目的のために主に提供
される。本明細書に記載される操作条件、材料、工程段
階及び他のパラメーターは、本発明の範囲内でさらに変
性又は置換され得ることは当業者に明らかであろう。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 土壌を肥沃化する方法であって：（ａ）
   アルミニウム担持廃棄物からの金属アルミニウム以外の
   種を含む塩相を残して、金属アルミニウム以外の種を実
   質的に有さない溶融アルミニウム相へのアルミニウム担
   持廃棄物からのアルミニウムの分離を引き起こすために
   アルミニウム担持廃棄物と塩化カリウム含有溶融フラッ
   クスとを混合せしめ；そして（ｂ）前記溶融アルミニウ
   ム相を有さない固体残留物として前記塩相を回収するこ
   とによって形成されるカリウム含有混合物を前記土壌に
   適用することを含んで成る方法。
2. 【請求項２】 前記塩化カリウムが、前記溶融フラック
   スの塩含有率の少なくとも約９０重量％である請求項１
   記載の方法。
3. 【請求項３】 前記塩化カリウムが、前記溶融フラック
   スの塩含有率の少なくとも９５重量％である請求項１記
   載の方法。
4. 【請求項４】 前記溶融フラックスが実質的に完全に塩
   化カリウムから構成される請求項１記載の方法。
5. 【請求項５】 前記アルミニウム担持廃棄物が窒素含有
   不純物を含む請求項１記載の方法。
6. 【請求項６】 前記アルミニウム担持廃棄物が窒化アル
   ミニウムを含む請求項１記載の方法。
7. 【請求項７】 前記アルミニウム担持廃棄物がアルミニ
   ウム飲料カンからのスクラップアルミニウム、クラスＩ
   （プリント材料が適用されておらず、しかも食品とも接
   触したことがないアルミニウム金属シート片）アルミニ
   ウム廃棄物及びクラスIII （プリント材料が適用されて
   いたが、しかし食品とは接触したことがないアルミニウ
   ム金属シート片）アルミニウム廃棄物から成る群から選
   択された部材である請求項１記載の方法。
8. 【請求項８】 肥料として土壌への適用のために適切な
   約１０mm又はそれ以下の粒度に前記塩相を微粉砕するこ
   とをさらに含んで成る請求項１記載の方法。
9. 【請求項９】 請求項１記載の方法により形成されるカ
   リウム含有混合物を含んで成る土壌用肥料。