JP2017186200A - 粒状肥料の固結防止方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡便な処理工程且つ低コストで良好な固結防止効果を得ることができる新規な固結防止方法を提供すること。
【解決手段】本発明の粒状肥料の固結防止方法は、粒度10μm以下、純度90％以上のタルクを粒状肥料に添加して混合することを含む。本発明によれば、製造後の化成肥料やBB肥料等の粒状肥料に上記した所定の条件を満たすタルクを添加・混合するのみで、肥料粒子間の再結晶生成や原料間の反応による反応生成物生成による粒状肥料の固結の発生が抑制され、固結強度も低減されるので、簡便かつ低コストで固結の防止を実現できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、粒状肥料の固結防止方法に関する。

化成肥料やBB（バルクブレンディング）肥料などの粒状肥料では、製品中の水分による固結の発生が問題となる。化成肥料では、吸湿して溶解した肥料溶液の再結晶化が固結発生の原因と考えられている。BB肥料では、上記の再結晶化に加えて、原料間の化学反応により生成した反応生成物による固結発生も想定されている。

こうした粒状肥料における固結発生問題に対処すべく、従来より、被覆材の使用や造粒工程の工夫などによる様々な固結防止手段が提案されている。しかしながら、製造工程が簡便で製造コストが安価なBB肥料に対し、経済的・商業的な利点を損なわずに適用できる固結防止方法として満足の行くものは知られていない。

鉱物粉末は、従来より知られている粒状肥料の被覆材の一つである。例えば特許文献１〜４には、粒状肥料の固結防止方法として、肥料粒子をタルク等の鉱物粉末で被覆処理する方法が開示されている。しかしながら、これらの公知例はいずれも鉱物粉末を単独で用いるものではなく、他の固結防止材（被覆材）と組み合わせて用いられている。また、本発明のように使用する鉱物粉末に関する種類、純度、粒度の違いによる顕著な固結防止効果をもつ鉱物粉末に関する発明は存在しない。

特公平5-4954号公報 特公平8-009515号公報 特開2006-265061号公報 特許第4279477号

本発明は、簡便な処理工程且つ低コストで良好な固結防止効果を得ることができる新規な固結防止方法を提供することを目的とする。

本願発明者らは、鋭意研究の結果、特定の粒度及び純度を有するタルクを固結防止材として使用し、粒状肥料の粒子表面を当該タルクで被覆することにより、他の固結防止材を用いることなく良好な固結防止効果が得られることを見出し、本願発明を完成した。

すなわち、本発明は、粒度10μm以下、純度90％以上のタルクを粒状肥料に添加して混合することを含む、粒状肥料の固結防止方法を提供する。また、本発明は、粒度10μm以下、純度90％以上のタルクを主成分とする、粒状肥料用の粉末状固結防止材を提供する。さらに、本発明は、上記本発明の粉末状固結防止材で粒状肥料の表面を被覆してなる、粒状肥料組成物を提供する。

本発明により、簡便な処理工程にて低コストで良好な固結防止効果が得られる粒状肥料の固結防止方法が提供される。本発明によれば、製造後の化成肥料やBB肥料等の粒状肥料に所定の条件を満たすタルクを添加・混合するのみで、肥料粒子間の再結晶生成や原料間の反応による反応生成物生成による粒状肥料の固結の発生が抑制され、固結強度も低減されるので、簡便かつ低コストで固結の防止を実現できる。本発明により提供される粒状肥料組成物は、固結が防止されるほか、剥離率及び粉化率も低く、良好な品質を有する。

BB肥料の被覆に用いた各種タルクの純度とBB肥料の固結強度との関係を示す図である（タルク添加量は一律0.5％）。 粒度7〜10μm、純度90％以上のタルク、及び肥料の固結防止材として市販されているタルクについて、BB肥料への添加量を変えて固結軽減効果を調べた結果である。 粒度10μm以下、純度90％以上のタルク、及び肥料の固結防止材として市販されているタルクを一律0.2重量％の添加量でBB肥料に添加し、固結軽減効果を調べた結果である。粒度と固結強度との関係をグラフにして示した。図中の●は純度90％以上、▲は純度78％である。

本発明では、粒状肥料の固結を防止するための粉末状固結防止材として、下記に記載する一定の条件を満たすタルクを用いる。

本発明が対象とする粒状肥料は、肥料粒子間の再結晶生成や原料間の反応による反応生成物生成による粒状肥料の固結発生が問題となる肥料３要素である窒素、リン酸、カリウムのうち少なくとも１種を含む肥料である。窒素原料としては硫安、塩安、硝安、硝酸ソーダ、硝酸石灰、硝安石灰、硝安ソーダ、尿素、ウレアホルム等が挙げられる。リン酸原料としてはリン安（窒素源ともなる）、過リン酸石灰、重過リン酸石灰等が挙げられる。カリウム原料としては塩化カリ、硫酸カリ等が挙げられる。その他、マグネシウム、ケイ素等の、植物の生育に必要な３要素以外の成分をさらに含んでいてもよい。

粒状肥料には、１種類の肥料要素のみを含む粒状の単肥ないしは粒状の肥料原料、BB（バルクブレンディング）肥料及び化成肥料が包含される。BB肥料とは、この分野で周知の通り、粒状に調製された2種類以上の肥料原料を単に機械的に混合して製造される化学肥料である。化成肥料とは、この分野で周知の通り、2種類以上の肥料原料に化学的操作及び造粒操作を加えて製造される化学肥料であり、1粒の中にそれら複数の肥料成分が含まれている。本発明を適用する粒状肥料は、BB肥料でもよいし、化成肥料でもよい。

本発明におけるタルクの粒度とは、メディアン径（D50）、すなわち累積分布50vol％の時の粒度である。本発明で用いるタルクの粒度は10μm以下であり、例えば0.1μm〜10μm、又は0.5μm〜10μmであり得る。また粒度は9μm以下、8μm以下、7μm以下、又は6μm以下でもよい。タルクの粒度は、例えばレーザー回折法によって測定することができる。レーザー回折法により粒子径を測定するための粒度分布測定装置は各種のものが市販されており、いずれの装置を用いてもよい。具体的な粒度測定方法の例は下記実施例に記載した通りであり、同様の方法で粒度を測定した結果が10μm以下となるタルクは本発明の範囲に包含される。

本発明におけるタルクの純度とは、タルクを構成する元素のうちMg及びSiが占める割合をいう。タルクの構成元素表示においては、MgはMgO、SiはSiO₂のように、酸化物に換算して表示するのが慣行となっており（下記表３参照）、本発明においてもその慣行に従って表示する。本発明で用いるタルクの純度は90％以上である。タルクの純度は、蛍光X線分析法によりMg及びSiの含有率を調べて算出することができる。蛍光X線分析装置は各種のものが市販されており、いずれの装置を用いてもよい。蛍光X線分析装置には波長分散型とエネルギー分散型の2タイプがあるが、いずれのタイプでもよい。具体的な純度測定方法の例は下記実施例に記載した通りであり、同様の方法で純度を測定した結果が90％以上となるタルクは本発明の範囲に包含される。

粒状肥料へのタルクの添加量は0.1〜0.5重量％でよく、例えば0.1〜0.3重量％とすることができる。ここでいう重量％とは、対肥料の重量％である。本明細書に記載する一定の条件を満たしたタルクを用いれば、粒状肥料への添加量を抑えても十分に良好な固結低減効果を得ることができる。

本発明で用いる粉末状のタルクは、タルク原料鉱物をハンマーで粗粉砕した後、ローラーミルやジェットミル等の粉砕機による粉砕と分級を行なって調製することができる。

タルクを粒状肥料に添加、混合する方法は特に限定されない。商業的には、回転式混合機、流動撹拌式混合機などの装置を用いて、粒状肥料を撹拌しながらタルクを添加混合することにより、肥料粒子の表面をタルクで被覆すればよい。一般には、肥料の粒子が砕けないよう、強い衝撃を加えない混合方法が望ましい。BB肥料の場合には、それぞれの粒状単肥を混合する工程でタルクを添加してもよい。

BB肥料や化成肥料などの粒状肥料の固結防止手段として、これまでに種々の固結防止材が提案されている。本発明によれば、上記所定の条件を満たすタルクを固結防止材として用いるのみで、その他の固結防止材を使用することなく、良好な固結防止効果を得ることができる。ここでいう、「その他の固結防止材」という語には、本発明以外の様々な固結防止手段（例えば、樹脂や油脂によるコーティング等）が包含される。すなわち、本発明により提供される、上記した本発明の粉末状固結防止材で粒状肥料の表面を被覆してなる粒状肥料組成物は、本発明の粉末状固形防止材以外の固形防止材を含まないものであり得る。

以下、本発明を実施例に基づきより具体的に説明する。もっとも、本発明は下記実施例に限定されるものではない。

＜試験方法＞
１．供試肥料
市販品のBB肥料（硫安、リン酸アンモニウム、塩化カリの各粒状肥料を混合したもの、粒径2mm〜4mm程度）750gに対し、各種タルク等の鉱物粉末を所定量添加した。

２．固結試験
１の肥料をビニール袋（厚さ0.1mm、200×300mm）に充填し、脱気した。これらを6段に積み重ね、温度30℃、湿度85％RH条件下の恒温恒湿器内で静置し、60kgの加重をかけ、4週間保管した。保管後、固結物の重量を測定し、固結割合を算出した。固結物については山中式硬度計で5箇所の硬度を測定し、平均を算出した。評価は3連で行った。

３．剥離性
１の肥料を1週間静置した後、全量を1mmの篩に通し、1mm以下の粉の重量を添加重量から除した値を算出し、剥離率とした。なお、ブランクとして鉱物粉末を添加しないものを別途用意した。

４．粉化率
３の1mm以上の篩上品を100g用意し、磁性ポットに試料を入れ、そこに磁性ボールを3個入れた。毎分75回転で15分回転させ、1mmの篩を通し、1mm以下の粉の重量割合を算出し、粉化率とした。

５．メディアン径（粒度）
レーザー回折法の粒度分布測定装置（SALD-2000J、株式会社島津製作所）を用いた。100mLトールビーカーに試料を0.2g程度入れ、試料調整液（蒸留水＋界面活性剤0.2%）20mLを加えてなじませ、超音波で処理して鉱物試料を分散させ、適正な濃度（均一に分散した状態）となった試料液を分析した。

６．構成元素
装置は波長分散型のシーケンシャル型蛍光X線分析装置（XRF-1500、株式会社島津製作所）を用いた。試料を粉末プレス機で成型したものを分析し、予め既知の成分のタルクから算出した検量線を用いて成分を算出した。

＜結果＞
タルクを含む３種類の鉱物粉末について、BB試料の固結軽減効果及び剥離率を調べた。結果を表１に示す。タルクの固結軽減効果が高く、低コストで効果的な固結防止対策として有望と考えられた。そこで、粒度や純度が異なる様々なタルクについて、固結軽減効果等を詳細に検討することとした。

産地や粒度、純度が異なる様々なタルクについて、BB肥料の固結軽減効果、剥離性及び粉化率を調べた。タルク添加量は一律0.5重量％とした。結果を表２及び図１に示す。表２中に示したタルク純度は、タルクの構成元素の分析結果（表３）から算出した。D2のタルクは肥料の固結防止材として市販されている製品である。粒度が7μm〜10μmと小さく、かつ純度が90％以上と高いタルクが、剥離率、粉化率及び固結強度の全てにおいて優れていた。

特に優れた性能を示した粒子径7〜10μm、純度90％以上のタルクについて、添加量を変えて固結軽減効果を調べた。結果を表４及び図２に示す。比較のため、肥料の固結防止材として市販されているD2についても調べた。これらのタルクは、添加量を0.2％まで落としても、シリカゲル1.0％と同等の固結軽減効果が得られた（図２）。

純度90％以上のものを用いて、粒度7μm未満のタルクの固結低減効果を詳細に検討した。タルク添加量は一律0.2重量％とした。結果を表５に示す。いずれの粒度でも優れた固結低減効果が得られた。図３には、表４に示した結果（タルク添加量0.2重量％のデータ）及び表５に示した結果について、タルク粒度と固結強度の関係をグラフにまとめて示した。

Claims (9)

1. 粒度10μm以下、純度90％以上のタルクを粒状肥料に添加して混合することを含む、粒状肥料の固結防止方法。
2. タルクの添加量が0.1〜0.5重量％である、請求項１記載の方法。
3. タルクの粒度が0.1〜10μmである、請求項１又は２記載の方法。
4. タルクの純度が90％以上である、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記粒状肥料がBB肥料である、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
6. 粒度10μm以下、純度90％以上のタルクを主成分とする、粒状肥料用の粉末状固結防止材。
7. 前記タルクからなる、請求項６記載の粉末状固結防止材。
8. 請求項６又は７記載の粉末状固結防止材で粒状肥料の表面を被覆してなる、粒状肥料組成物。
9. タルクの含有割合が0.1〜0.5重量％である、請求項１０記載の粒状肥料組成物。

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