硅酸磷酸肥料用原料及其制造方法技术

本发明专利技术的目的在于提供由于含有适量的磷酸，硅酸的溶解特性优良，而且可以廉价制造的硅酸磷酸肥料用原料及适合其制造的原料制造方法。因此硅酸磷酸肥料用原料，是在高炉铁水的铁水预处理中回收的炉渣，含有在铁水中作为硅氧化物的硅酸和作为磷氧化物的磷酸，且含有１０质量％以上的可溶性硅酸。该硅酸磷酸肥料用原料，由于所含磷酸的作用使硅酸的溶解特性变得优良，同时硅酸容易被植物吸收，且磷酸本身也作为肥效成分发挥作用，所以作为肥料的特性优良，而且由于可以直接使用在铁水预处理中回收的炉渣，所以可以廉价制造。另外，在原料制造方法中，对于高炉铁水的铁水预处理工序，在铁水中添加ＣａＯ源和氧源，促使在铁水中发生硅的氧化反应和铁水的脱磷反应，通过回收含有在该反应中生成的硅酸和磷酸的炉渣，得到含有１０质量％以上的可溶性硅酸，且含有磷酸的炉渣。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
硅酸质肥料是以主要对水稻补给硅酸为目的的肥料，通常含有10质量％以上的可溶性硅酸，大量应用于水田的土壤保持或老化水田的土壤改良。另外，近年来，硅酸质肥料的强化植物体、预防病虫害等作用得到了重视，不仅水稻，在黄瓜等蔬菜中也得到了应用。硅酸质肥料也可以从作为天然资源的硅灰石制造，但现在多数硅酸质肥料以高炉渣为原料制造。近年来，由于农业劳动力的不足等原因，出现了水田中硅酸质肥料施肥不充分，和现在使用的硅酸质肥料的溶解特性不适合植物吸收的问题。基于这些原因，需要开发硅酸的溶解特性优良，且只需少量施肥量的肥料，在日本专利公开2000-264768号公报中提出了在高炉渣中添加、反应酸等溶解促进剂，从而增大可溶性硅酸量的硅酸质肥料。而且，根据该提案，在酸中磷酸的效果最佳，而且可以作为肥料的有效成分发挥作用，所以最为适合。但，由于上述现有技术使高炉渣和磷酸反应，所以与炉渣不同需要准备磷酸作为添加剂，同时需要炉渣和磷酸的反应工序，因此，从原材料和能量的角度考虑，存在制造成本高的问题。专利技术的公开本专利技术的目的在于提供硅酸磷酸肥料用原料，因其含有适量的磷酸，硅酸的溶解特性优良，且可以廉价制造。此外，本专利技术的另一个目的在于提供适于得到上述硅酸磷酸肥料用原料的硅酸磷酸肥料用原料的制造方法。此外，本专利技术的再一个目的在于提供使用上述硅酸磷酸肥料用原料的硅酸磷酸肥料及其制造方法。本专利技术者对于在肥料的组成及制造成本上满足上述要求的硅酸磷酸肥料用原料进行了反复研究，结果发现，在高炉铁水的铁水预处理工序中回收的特定炉渣极其适合用作硅酸磷酸肥料的原料，不需要进行特殊的处理，可以直接用作硅酸磷酸肥料用原料，而且显示出作为肥料的优良特性。另外，其中，具有特定碱度的炉渣，进而优选在特定的冷却条件下得到的炉渣，显示出作为肥料的特别优良的性能。以上述发现为基础，本专利技术提供的硅酸磷酸肥料用原料为，在高炉铁水的铁水预处理工序中回收的炉渣，其特征在于，含有在铁水中作为硅氧化物的硅酸，和作为磷氧化物的磷酸，且含有10质量％以上的可溶性硅酸。作为该硅酸磷酸肥料用原料的炉渣，为了提高硅酸的溶解特性，且得到磷酸的肥效，优选含有2质量％以上的可溶性磷酸。作为这种炉渣，从不用增加如现有技术的特别处理而得到硅酸磷酸肥料用原料的角度考虑，优选使用在铁水预处理工序中回收的铁水脱磷炉渣。此外，作为上述硅酸磷酸肥料用原料的炉渣，从硅酸的溶解特性及铁水脱磷工序中的脱磷效率等角度考虑，优选碱度(CaO/SiO2)为1.5～2.5。特别是，具有上述碱度的炉渣，是通过在铁水预处理工序中被回收之后，将至少在1300～1000℃的温度区域以低于100℃/分的冷却速度进行冷却而得到的炉渣时，由于可以得到优良的粉化性，所以优选。此外，作为上述硅酸磷酸肥料用原料的炉渣(特别是，具有上述碱度的炉渣)，是通过在铁水预处理中被回收之后，将至少在1300～1000℃的温度区域以100℃/分以上的冷却速度进行冷却而得到的炉渣时，由于可以得到特别高的硅酸可溶率，所以优选。作为上述硅酸磷酸肥料用原料的炉渣，为了尽量提高可溶性磷酸的含量，最好尽量减少氟含量，特别优选实质上不含氟，即最优选不含除在炉渣生成工序中不可避免而混入的氟以外的氟。上述硅酸磷酸肥料用原料直接作为硅酸磷酸肥料，或作为硅酸磷酸肥料的主要原料。从而，本专利技术提供上述硅酸磷酸肥料。将上述硅酸磷酸用原料用作硅酸磷酸肥料时，硅酸磷酸肥料用原料最好实施破碎处理和/或整粒。上述硅酸磷酸肥料用原料，特别是进行破碎处理和/或整粒的硅酸磷酸肥料用原料，优选通过使用适当粘合剂的造粒工序成为硅酸磷酸肥料，这样的硅酸磷酸肥料，很少出现施肥时的飞散、被雨水流出、地面通水性或通气性的阻碍等问题。而且，形状规则且接近球状，不具有棱角，所以也具有良好的处理性。为得到满足上述条件的硅酸磷酸肥料用原料，下述制造方法是适合的。(1)硅酸磷酸肥料用原料的制造方法，在高炉铁水的铁水预处理工序中，在铁水中添加CaO源和氧源，促使在铁水中发生硅的氧化反应和铁水的脱磷反应，通过回收在该反应中生成的含有硅酸和磷酸的炉渣并使其固化，得到含有10质量％以上的可溶性硅酸且含有磷酸的炉渣。另外，从上述角度出发，在该制造方法中特别适合的条件如下所述。(2)上述(1)的硅酸磷酸肥料用原料的制造方法，其中铁水预处理工序为铁水脱磷工序。(3)上述(1)或(2)的硅酸磷酸肥料用原料的制造方法，其中回收碱度(CaO/SiO2)为1.5～2.5的炉渣，并使其固化。(4)上述(3)的硅酸磷酸肥料用原料的制造方法，其中通过将至少在1300～1000℃的温度区域以低于100℃/分的冷却速度进行冷却而使回收的炉渣固化。(5)上述(1)～(3)任一项所述的硅酸磷酸肥料用原料的制造方法，其中通过将至少在1300～1000℃的温度区域以低于100℃/分的冷却速度进行冷却而使回收的炉渣固化。此外，使用通过上述各制造方法得到的硅酸磷酸肥料用原料，可以制造硅酸磷酸肥料。从而，本专利技术提供上述硅酸磷酸肥料的制造方法。而且，此时，优选实施如同上述的硅酸磷酸肥料用原料的粉碎和/或整粒工序、添加粘合剂的造粒工序。如同上述的本专利技术的硅酸磷酸肥料用原料，由于所含磷酸的作用，硅酸的溶解特性优良，同时，硅酸容易被植物吸收，且磷酸本身作为肥效成分发挥作用，所以不必额外施加磷肥或可以减少其施肥量等，显示出作为肥料的优良的特性，而且在铁水预处理中回收的炉渣可以直接利用，所以可以极其廉价地制造。另外，根据本专利技术的硅酸磷酸肥料用原料的制造方法，可以稳定且廉价制造具有上述优良特性的硅酸磷酸肥料用原料。附图的简单说明附图说明图1为表示铁水脱磷炉渣的碱度和硅酸可溶率之间关系的图。图2为表示铁水脱磷炉渣的碱度和可溶性硅酸含量之间关系的图。图3为表示在被回收之后，慢冷却的炉渣的碱度和冷却时的粉化性之间关系的图。图4为表示本专利技术的硅酸磷酸肥料用原料的造粒工序的一例的说明图。图5为表示本专利技术的硅酸磷酸肥料用原料的造粒工序的其他例的说明图。专利技术的详细说明下面，详细说明本专利技术的和优选的实施形态，同时也说明从该硅酸磷酸肥料用原料得到的硅酸磷酸肥料及其制造方法。本专利技术的硅酸磷酸肥料用原料为在高炉铁水的铁水预处理工序中回收的炉渣，含有在铁水中作为硅氧化物的硅酸和作为磷氧化物的磷酸，且含有10质量％以上的可溶性硅酸。此时，本专利技术中所述的可溶性硅酸是指0.5mol的盐酸溶液可溶成分的硅酸，而且可溶性磷酸是指2％柠檬酸(pH2)可溶成分的磷酸。而且，分析法按照肥料分析法(农林水产省农业环境技术研究所法)。作为如同上述的炉渣，特别优选在高炉铁水的脱磷处理工序中回收的铁水脱磷炉渣。该铁水炉渣，通常含有10质量％以上的可溶性硅酸，同时含有适量的磷酸(通常，可溶性磷酸2质量％以上)，进而含有钙(通常，CaO25质量％以上)、铁成分(通常，T.Fe1.5质量％以上)等。因此磷酸切断硅酸的聚合物，生成可溶性磷酸硅酸化合物，例如，蓝硅磷灰石(シリコカ一ノタイト)(5CaO·P2O5·SiO2)或叠磷硅钙石(ナ一ゲルシユミタイト)(7CaO·P2O5·2SiO2)，从而提高硅酸的溶解特性，同时，磷酸、钙、铁成分可以用作肥效成分，发挥作为硅酸磷酸肥料的优良的效果。而且本文档来自技高网...

【技术保护点】
硅酸磷酸肥料用原料，在高炉铁水的铁水预处理工序中回收，其特征在于，含有在铁水中作为硅氧化物的硅酸和作为磷氧化物的磷酸，且含有１０质量％以上的可溶性硅酸。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：八尾泰子，渡边圭儿，高桥达人，井上茂，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]