(57)【要約】【課題】鶏ふん焼却灰に含まれるりん酸成分の溶解性を向上させて有効化を図ると同時に石灰成分由来のアルカリを中和した新規りん酸加里複合肥料およびその製造方法の提供。【解決手段】鶏糞ふん却灰粉末に塩基性カリウム化合物粉末または高炉水砕スラグ粉末より選ばれる１種以上を加え、これに鉱酸を添加反応させて、塩基性カリウム化合物および／または高炉水砕スラグと鉱酸の中和発熱を利用して反応系の温度を高温に保ち、鶏ふん焼却灰に含まれる難溶性のりん酸成分の溶解性を向上させて有効化させると同時に、反応物を中性付近〜弱酸性に保つことで課題を解決できる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
鶏ふん焼却灰に対し、塩基性カリウム化合物粉末または高炉水砕スラグ粉末より選ばれる１種以上を混合し、これに鉱酸を添加し、反応させて得られる新規りん酸加里複合肥料であって、
前記鶏ふん焼却灰に含まれる難溶性りん酸塩が実質的に有効成分に変換されているとともにカリウムおよび／またはケイ酸を多く含むことを特徴とする新規りん酸加里複合肥料。
【請求項２】
前記塩基性カリウム化合物が、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウムから選択される１種または２種以上であることを特徴とする請求項１記載の新規りん酸加里複合肥料。
【請求項３】
鉱酸が、りん酸、硫酸のいずれか１種またはその混合物であることを特徴とする請求項１あるいは請求項２記載の新規りん酸加里複合肥料。
【請求項４】
ｐＨが８．０以下であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の新規りん酸加里複合肥料。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の新規りん酸加里複合肥料の製造方法であって、鶏ふん焼却灰１００質量部に対し、塩基性カリウム化合物粉末または高炉水砕スラグ粉末より選ばれる１種以上を１〜４００質量部混合し、これに鉱酸を添加し、反応させ前記鶏ふん焼却灰に含まれる難溶性りん酸塩を実質的に有効成分に変換するとともにカリウムおよび／またはケイ酸を多く含むことを特徴とする新規りん酸加里複合肥料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鶏ふん焼却灰に、酸などを添加反応させてなる鶏ふん焼却灰に含まれる難溶性りん酸塩を実質的に有効成分に変換した新規りん酸加里複合肥料肥料およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、鶏ふんは乾燥処理した乾燥鶏ふん肥料や発酵処理した発酵鶏ふん堆肥として利用されている。鶏ふんなどの家畜排泄物の利用は、農地への有機物の補充、化学肥料の低減など、環境保全型農業の推進のために重要である。一方で、鶏ふんは悪臭、衛生害虫の発生源となるなど公害の原因にもなり、環境面からも適切な処理が求められている。
【０００３】
しかしながら、乾燥処理や発酵処理しただけでは、全国の養鶏場から毎日大量に排出される鶏ふんの適正処理には追いつかない。
【０００４】
このような状況において、近年、鶏ふんの処理方法として鶏ふんを焼却することで減容化、減菌、ウイルスを除去した臭気のない灰、すなわち鶏ふん焼却灰とすると同時に、発生する廃熱を鶏舎の暖房や発電などに有効利用する方法が多くなってきた。
【０００５】
鶏ふん焼却灰の主成分は、その鶏が摂取してきた飼料によって異なり、さらに焼却温度、焼却条件によっても変動する。
ブロイラーの糞とレイヤー（採卵鶏）の糞とを混合したものを８００℃で１．５時間焼却した灰の成分の一例を示すと、ＣａＯ３２．０％，Ｋ2 Ｏ１５．５％，Ｐ2 Ｏ5 ２０．１％，ＳＯ3 １０．０％，ＭｇＯ５．５％，Ｃｌ５．５％，Ｎａ2 Ｏ３．０％，ＳｉＯ2 ３．０％，Ａｌ2 Ｏ3 ０．５９％，Ｆｅ2 Ｏ3 ０．５６％，ＭｎＯ０．２１％，ＺｎＯ０．１９％、１０００℃における強熱減量（Ｉｇ．Ｌｏｓｓ）３．７％である。
なお、％は質量％を示し、以下特に説明しない限り％は質量％を示す。
【０００６】
鶏ふん燃焼灰の化学組成を粉末Ｘ線回折により同定すると、難溶性のりん酸塩としてりん酸三石灰[ Ｃａ3(ＰＯ4)2]、ヒドロキシアパタイト［Ｃａ5(ＰＯ4)3(ＯＨ) ］が同定でき、他に塩化カリウム、生石灰、消石灰、炭酸カルシウムなどが同定できた。
【０００７】
このように鶏ふん焼却灰は、りん酸、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどの肥料成分に富んでいる。
【０００８】
しかし、りん酸成分のほとんどは、難溶性のヒドロキシアパタイトまたはりん酸三石灰であり、土中での溶解性が低いため肥効が発現しにくい難点がある。
【０００９】
さらには、鶏ふん中では炭酸カルシウムであったものが、６００〜８００℃以上で焼却されると生石灰となり、この生石灰は空気中の水分などと反応して消石灰に変化する。このため、該焼却灰は強いアルカリを示すため、アンモニア性窒素肥料や酸性肥料と混合することができない。
【００１０】
このため、鶏ふん焼却灰を肥料として使用するには、施用や取り扱いに格段の注意が必要である。また、りん酸成分は難溶性であるため、施用しても効果の薄いケースがあり、肥料としての適用範囲が狭いものであった。
【００１１】
そのため、鶏ふん焼却灰の一部は肥料として利用されている事例はあるが、多くは肥料としては用いられずに廃棄されており、問題点を解決する手段が待ち望まれている。
【００１２】
家畜や家きんの糞尿の焼却灰に酸を添加反応させて肥料を製造するという試みとしては、たとえば下記のものが知られている。
【００１３】
（１）鶏ふん焼却灰と、りん酸または硫酸を添加反応させて、難溶性のりん酸成分を分解する方法（例えば特許文献１および特許文献２参照）。
（２）鶏ふん焼却灰に少量の増粘剤を加え、含水条件下にて硫酸および/または りん酸を添加反応させる方法（例えば特許文献３および特許文献４参照）。
【００１４】
上記（１）の方法にあっては、鶏ふん焼却灰とりん酸または硫酸とを反応させることで、鶏ふん焼却灰中の難溶性りん酸塩を、より溶解性の高いりん酸塩へと変換するというものである。
しかし、鶏ふん焼却灰単独とりん酸または硫酸との反応は緩慢であり、均一な化学的性質を有する反応物を得るには長期間の熟成を要する不便がある。さらに、反応物を中性付近（ｐＨ５〜８）で得る場合、難溶性りん酸塩の有効化は不十分なものである。
【００１５】
また、（２）の方法にあっては、増粘剤は、反応を均一に進行しやすくするとともに反応時の炭酸ガスの発生に伴う発泡を緩和させ、さらに分散剤としての役割を果たすものである。
酸による鶏ふん焼却灰中の難溶性りん酸成分の有効化には、反応系の温度をできるだけ高温（７０℃以上）に長く保つことが重要であるが、増粘剤の添加は反応系の温度上昇には寄与しないため、この方法では難溶性りん酸塩の有効化は不十分である。
【００１６】
以上、これまでに知られている鶏ふん焼却灰と酸とを反応させる方法による肥料の製造方法は、いずれも難溶性りん酸塩の有効化に効果はあるが、有効化の程度が小さい、熟成に長期間を要するなどの問題があった。
【００１７】
そこで本発明者らは、先に、鶏ふん焼却灰にアルカリ土類金属化合物を混合した混合物に鉱酸を添加反応させることで、反応系が高温（７０〜１００℃）に長く保たれ、鶏ふん焼却灰に含まれる難溶性りん酸塩を効率よく分解（有効化）できることを見出して提案した（特許文献５参照）。
【特許文献１】特開２００５−１２６２５２号公報
【特許文献２】特開２００５−１４５７８５号公報
【特許文献３】特開昭５７−１４０３８７号公報
【特許文献４】特開昭５７−１４０３８９号公報
【特許文献５】特願２００５−１２３７６７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
以上に説明したように、従来の技術では鶏ふん焼却灰に含まれているりん成分を、十分に有効化する技術は確立していない。
そして、本発明者らが先にした提案（特許文献５参照）に記載のりん酸加里複合肥料は改良の余地があり、鶏ふん焼却灰に含まれる難溶性りん酸塩を効率よく有効化するとともに、カリウムおよび／またはケイ酸などの有効成分をさらに多く含む新規りん酸加里複合肥料が求められている。
本発明はこのような事情を考慮してなされたものである。
【００１９】
本発明の第１の目的は、鶏ふん焼却灰と酸とを反応させて、鶏ふん焼却灰に含有される難溶性のりん酸成分を分解して、前記鶏ふん焼却灰に含まれる難溶性りん酸塩の溶解性を向上させて実質的に有効成分に変換されており、しかも、カリウムおよび／またはケイ酸などの有効成分をさらに多く含む新規りん酸加里複合肥料を提供することであり、
本発明の第２の目的は、そのような新規りん酸加里複合肥料を容易に製造できる製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
例えば、鶏ふん焼却灰に酸を添加反応させると、先ず、鶏ふん焼却灰中の遊離石灰と鉱酸との中和反応が起こり、その後に余剰の酸があれば、鶏ふん焼却灰中のヒドロキシアパタイトおよびりん酸三石灰と鉱酸とが反応し、水溶性であるりん酸一石灰Ｃａ（Ｈ2 ＰＯ4 ）2 ・Ｈ2 Ｏおよび／またはク溶性であるりん酸二石灰ＣａＨＰＯ4 、ＣａＨＰＯ4・２Ｈ2 Ｏが生成する。
しかし、ヒドロキシアパタイトおよびりん酸三石灰は酸との反応性が低いため、効率よく分解するには反応系をできるだけ高温（７０℃以上）に長く保つ必要がある。
【００２１】
本発明者らは、前記特許文献５記載の技術の代替技術を研究した結果、鶏ふん焼却灰と塩基性カリウム化合物粉末または高炉水砕スラグ粉末より選ばれる１種以上とを混合した混合物に鉱酸を作用させれば、鶏ふん焼却灰中の難溶性りん酸成分と鉱酸との反応に先立ち、塩基性カリウム化合物粉末または高炉水砕スラグ粉末との中和反応が起こり、その反応熱により反応系が高温（７０〜１００℃）に長く保たれ、鶏ふん焼却灰中の難溶性りん酸成分の分解が前記特許文献５の場合と同等に促進されること、さらにカリウムおよび／またはケイ酸などの有効成分をさらに多く含ませることができること、またｐＨを８．０以下とすることで取り扱いやすく、アンモニア性窒素肥料や他の酸性肥料と混合できることが可能なことを見出し、本発明を完成するに至った。
つまり、本発明は以下の発明を提供する。
【００２２】
本発明の請求項１記載の発明は、鶏ふん焼却灰に対し、塩基性カリウム化合物粉末または高炉水砕スラグ粉末より選ばれる１種以上を混合し、これに鉱酸を添加し、反応させて得られる新規りん酸加里複合肥料であって、
前記鶏ふん焼却灰に含まれる難溶性りん酸塩が実質的に有効成分に変換されているとともにカリウムおよび／またはケイ酸を多く含むことを特徴とする新規りん酸加里複合肥料である。
【００２３】
本発明の請求項２記載の発明は、請求項１記載の新規りん酸加里複合肥料において、前記塩基性カリウム化合物が、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウムから選択される１種または２種以上であることを特徴とする。
【００２４】
本発明の請求項３記載の発明は、請求項１あるいは請求項２記載の新規りん酸加里複合肥料において、鉱酸が、りん酸、硫酸のいずれか１種またはその混合物であることを特徴とする。
【００２５】
本発明の請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の新規りん酸加里複合肥料において、ｐＨが８．０以下であることを特徴とする。
【００２６】
本発明の請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の新規りん酸加里複合肥料の製造方法であって、鶏ふん焼却灰１００質量部に対し、塩基性カリウム化合物粉末または高炉水砕スラグ粉末より選ばれる１種以上を１〜４００質量部混合し、これに鉱酸を添加し、反応させ前記鶏ふん焼却灰に含まれる難溶性りん酸塩を実質的に有効成分に変換するとともにカリウムおよび／またはケイ酸を多く含むことを特徴とする新規りん酸加里複合肥料の製造方法である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の新規りん酸加里複合肥料は、鶏ふん焼却灰と塩基性カリウム化合物粉末または高炉水砕スラグ粉末から選ばれる１種以上との混合物に鉱酸を添加反応させ、塩基性カリウム化合物粉末または高炉水砕スラグ粉末と鉱酸との反応熱を利用して、鶏ふん焼却灰と鉱酸との反応を促進するものであり、鶏ふん焼却灰に含まれる難溶性りん酸成分の溶解性を向上させて有効化される比率が従来技術よりも高い。
しかも、カリウムおよび／またはケイ酸をより多く含み、ｐＨが中性付近〜弱酸性であるので、取り扱いやすく、アンモニア性窒素肥料や他の酸性肥料との混合が可能な新規りん酸加里複合肥料である。
【００２８】
本発明の請求項１記載の新規りん酸加里複合肥料は、鶏ふん焼却灰に対し、塩基性カリウム化合物粉末または高炉水砕スラグ粉末より選ばれる１種以上を混合し、これに鉱酸を添加し、反応させて得られる新規りん酸加里複合肥料であって、
前記鶏ふん焼却灰に含まれる難溶性りん酸塩が実質的に有効成分に変換されていることを特徴とするものであり、
塩基性カリウム化合物粉末または高炉水砕スラグ粉末と鉱酸との反応熱を利用して反応系の温度を高温状態（７０〜１００℃）に長く保つことで、鶏ふん焼却灰と鉱酸との反応を効率よく行うことができ、鶏ふん焼却灰に含まれる難溶性のヒドロキシアパタイト[ Ｃａ5(ＰＯ4)3(ＯＨ) ］およびりん酸三石灰［Ｃａ3(ＰＯ4)2 ］の溶解性を向上させて実質的に有効成分に変換して有効化でき、しかもカリウムおよび／またはケイ酸をより多く含むという顕著な効果を奏する。
【００２９】
本発明の請求項２記載の新規りん酸加里複合肥料は、請求項１記載の新規りん酸加里複合肥料において、前記塩基性カリウム化合物が、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウムから選択される１種または２種以上であることを特徴とするものであり、
これらは、入手が容易である上、鉱酸との中和がよく行われ中和発熱を利用し反応系の温度を高めて鶏ふん焼却灰と鉱酸との反応をより促進し、より効率よく行えるという、さらなる顕著な効果を奏する。
【００３０】
本発明の請求項３記載の新規りん酸加里複合肥料は、請求項１あるいは請求項２記載の新規りん酸加里複合肥料において、鉱酸が、りん酸、硫酸のいずれか１種またはその混合物であることを特徴とするものであり、
安価で入手が容易である上、塩基性カリウム化合物粉末または高炉水砕スラグ粉末との中和がよく行われ中和発熱を利用し反応系の温度を高めて鶏ふん焼却灰と鉱酸との反応をより促進し、より効率よく行えるという、さらなる顕著な効果を奏する。
【００３１】
本発明の請求項４記載の新規りん酸加里複合肥料は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の新規りん酸加里複合肥料において、ｐＨが８．０以下であることを特徴とするものであり、
確実に中性付近〜弱酸性であるので取り扱いやすく、他の酸性肥料やアンモニア性窒素肥料と混合して利用することも容易にできるという、さらなる顕著な効果を奏する。
【００３２】
本発明の請求項５記載の新規りん酸加里複合肥料の製造方法は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の新規りん酸加里複合肥料の製造方法であって、
鶏ふん焼却灰１００質量部に対し、塩基性カリウム化合物粉末または高炉水砕スラグ粉末より選ばれる１種以上を１〜４００質量部混合し、これに鉱酸を添加し、反応させ前記鶏ふん焼却灰に含まれる難溶性りん酸塩を実質的に有効成分に変換することを特徴とするものであり、
塩基性カリウム化合物粉末または高炉水砕スラグ粉末と鉱酸との反応熱を利用して反応系の温度を高温状態（７０〜１００℃）に長く保つことで、鶏ふん焼却灰と鉱酸との反応を効率よく行うことができ、鶏ふん焼却灰に含まれる難溶性のヒドロキシアパタイト[ Ｃａ5(ＰＯ4)3(ＯＨ) ］およびりん酸三石灰［Ｃａ3(ＰＯ4)2 ］の溶解性を向上させて実質的に有効成分に変換して有効化でき、しかもカリウムおよび／またはケイ酸をより多く含む新規りん酸加里複合肥料を容易に製造できるという顕著な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下に、本発明を更に詳細に説明する。
本発明においては、鶏ふん焼却灰に対し、塩基性カリウム化合物粉末または高炉水砕スラグ粉末より選ばれる１種以上を混合し、これに鉱酸を添加して反応させるが、例えば、鶏ふん焼却灰に鉱酸を添加反応させると、先ず、鶏ふん焼却灰中の遊離石灰と鉱酸との中和反応が起こる。
【００３４】
鶏ふん焼却灰中の遊離石灰と鉱酸との中和反応後に余剰の鉱酸があれば、鶏ふん焼却灰中のヒドロキシアパタイトおよびりん酸三石灰と鉱酸とが反応し、りん酸一石灰[ Ｃａ（Ｈ2 ＰＯ4 ）2 ・Ｈ2 Ｏ] および／またはりん酸二石灰[ ＣａＨＰＯ4 、ＣａＨＰＯ4・２Ｈ2 Ｏ]が生成する。
ヒドロキシアパタイトおよびりん酸三石灰とりん酸または硫酸との反応は次のとおりである。
【００３５】
Ｃａ5 ( ＰＯ4)3(ＯＨ) ＋７Ｈ3 ＰＯ4 + ｎＨ2 Ｏ→５Ｃａ（Ｈ2 ＰＯ4 ）2 ・Ｈ2 Ｏ+ ｎＨ2 Ｏ・・・（１）
Ｃａ3 ( ＰＯ4)2 + ４Ｈ3 ＰＯ4+ｎＨ2 Ｏ→３Ｃａ（Ｈ2 ＰＯ4 ）2 ・Ｈ2 Ｏ＋ｎＨ2 Ｏ・・・（２）
２Ｃａ5(ＰＯ4)3(ＯＨ) ＋７Ｈ2 ＳＯ4 + ｎＨ2 Ｏ→３Ｃａ（Ｈ2 ＰＯ4 ）2 ・Ｈ2 Ｏ+ ７ＣａＳＯ4 ＋ｎＨ2 Ｏ・・・( ３)
２Ｃａ3(ＰＯ4)2 + ４Ｈ2 ＳＯ4 + ｎＨ2 Ｏ→２Ｃａ（Ｈ2 ＰＯ4 ）2 ＋４ＣａＳＯ4 ＋ｎＨ2 Ｏ ・・・（４）
Ｃａ5 ( ＰＯ4)3(ＯＨ) ＋２Ｈ3 ＰＯ4 + ｎＨ2 Ｏ→５ＣａＨＰＯ4 + ｎＨ2 Ｏ・・・（５）
Ｃａ3 ( ＰＯ4)2 + Ｈ3 ＰＯ4+ｎＨ2 Ｏ→３ＣａＨＰＯ4 ＋ｎＨ2 Ｏ・・（６）
Ｃａ5(ＰＯ4)3(ＯＨ) ＋２Ｈ2 ＳＯ4 + ｎＨ2 Ｏ→３ＣａＨＰＯ4 + ２ＣａＳＯ4 ＋ｎＨ2 Ｏ・・・( ７)
Ｃａ3(ＰＯ4)2 + Ｈ2 ＳＯ4 + ｎＨ2 Ｏ→２ＣａＨＰＯ4 ＋ＣａＳＯ4 ＋ｎＨ2 Ｏ  ・・・（８）
【００３６】
上記の反応は、反応系の温度が高いほど進行しやすく、温度が低いと反応の進行は緩慢である。つまり、効率よく分解するには、反応系の温度をできるだけ高くし、その状態が長く保たれるようにする必要がある。
【００３７】
しかし、鶏ふん焼却灰と鉱酸との反応において、初期反応である鶏ふん焼却灰中の遊離石灰と鉱酸との中和反応による反応熱だけでは系内の温度上昇は十分でなく、そのため、ヒドロキシアパタイトおよびりん酸三石灰と鉱酸との反応が進みにくい。
【００３８】
鶏ふん焼却灰１００質量部に対し、塩基性カリウム化合物粉末または高炉水砕スラグ粉末より選ばれる１種以上を１〜４００質量部混合し、これに鉱酸を添加反応させると、先ず、鶏ふん焼却灰中の遊離石灰および塩基性カリウム化合物または高炉水砕スラグと鉱酸との中和反応が優先して起こる。
【００３９】
塩基性カリウム化合物とりん酸または硫酸との反応を以下に示す。
Ｋ2 ＣＯ3 ＋２Ｈ3 ＰＯ4 →２ＫＨ2 ＰＯ4 ＋ＣＯ2 ＋Ｈ2 Ｏ  ・・・（１）
ＫＨＣＯ3 ＋Ｈ3 ＰＯ4 →ＫＨ2 ＰＯ4 ＋ＣＯ2 ＋Ｈ2 Ｏ      ・・・（２）
ＫＯＨ＋Ｈ3 ＰＯ4 →ＫＨ2 ＰＯ4 ＋Ｈ2 Ｏ                  ・・・（３）
Ｋ2 ＣＯ3 ＋Ｈ2 ＳＯ4 →Ｋ2 ＳＯ4 ＋ＣＯ2 ＋Ｈ2 Ｏ        ・・・（４）
２ＫＨＣＯ3 ＋Ｈ2 ＳＯ4 →Ｋ2 ＳＯ4 ＋２ＣＯ2 ＋２Ｈ2 Ｏ  ・・・（５）
２ＫＯＨ＋Ｈ2 ＳＯ4 →Ｋ2 ＳＯ4 ＋Ｈ2 Ｏ                  ・・・（６）
【００４０】
但し、上記（４）〜（６）の反応と平行して硫酸カルシウムが生成する反応が起こる場合には、硫酸カリウムと硫酸カルシウムの複塩である硫酸カリウムカルシウム[ Ｋ2 Ｃａ（ＳＯ4 ）2 ・Ｈ2 Ｏ] が生成することがある。
【００４１】
高炉水砕スラグにりん酸または硫酸とを反応させた場合、高炉水砕スラグの主成分である石灰成分と反応して、りん酸を反応させた場合はりん酸二石灰が生成し、硫酸を反応させた場合は硫酸カルシウムが生成する。さらに、高炉水砕スラグに含まれるけい酸成分はシリカゲルとなり、このシリカゲルが余剰水分を吸収するため、反応物は粘着性が小さく、サラサラとした粉状となる。
【００４２】
上記の反応は、いずれも反応に伴う反応発熱量が大きいため、反応系は高温状態（７０〜１００℃）が長く保たれ、これによりヒドロキシアパタイトおよびりん酸三石灰と鉱酸との反応の進行が促進される。
【００４３】
鶏ふん焼却灰１００質量部に対し、塩基性カリウム化合物粉末または高炉水砕スラグ粉末より選ばれる１種以上を１〜４００質量部混合するが、１質量部未満では反応発熱量が小さく、ヒドロキシアパタイトおよびりん酸三石灰と鉱酸との反応の進行が促進されない恐れがあり、４００質量部を超えても反応の進行は促進されるが、目的とする鶏ふん焼却灰の使用割合が減るので好ましくない。
【００４４】
本発明において使用される鶏ふん焼却灰は、ニワトリの糞に、羽根などのニワトリ体に由来するもの及びあるいは飼料及びあるいは籾殻、わら、おが屑などの敷料及びあるいは必要によって処方される栄養剤や薬剤などが混入したものを焼却した灰である。
【００４５】
鶏ふん焼却灰に含まれる成分は、そのニワトリが摂取してきた飼料によって異なり、たとえばブロイラー、レイヤー、成育鶏などの種類によって異なる。一般に、ブロイラー、成育鶏の糞の焼却灰はりん酸成分（Ｐ2 Ｏ5 ）及びカリウム成分（Ｋ2 Ｏ）を多く含み、レイヤーの糞の焼却灰はカルシウム成分（ＣａＯ）を多く含む。
【００４６】
さらには、鶏ふん焼却灰に含まれる成分は焼却温度、焼却条件によっても変動する。一般に鶏ふんの焼却は廃棄を目的の一つとして行われている事例が多く、減容化、完全燃焼させるため、８００℃以上の高温で燃焼されている。これよりも低い温度（例えば４００〜８００℃未満）で焼却したものは、炭化物が多く含まれるため相対的に肥料成分量（りん酸、カリウム）は低くなる。
【００４７】
本発明において使用する鶏ふん焼却灰としては、いかなるものでもよいが、好ましくは、ブロイラーの糞または成育鶏の糞を８００℃以上の温度で焼却したものである。すなわち、肥料成分量（りん酸、カリウム）に富み、肥料原料としての価値が高いからである。
【００４８】
また、本発明において使用される塩基性カリウム化合物粉末としては、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウムが挙げられる。強アルカリ性であることが望ましいが、塩基性であればその種類については、特に制限はない。
【００４９】
塩基性カリウム化合物の粒度は細かいほど、鉱酸との反応速度が高まり、反応の均一性も増すので、極力微細にすることが望ましい。但し、必要以上に粉砕すると動力コストがアップするので、通常は一般の工業分野で用いられているものと同様の粒度、たとえば６００μｍ以下とすれば十分である。
【００５０】
また、本発明において使用される高炉水砕スラグは、製鉄所の高炉より副産される熔融スラグに多量の加圧水を噴射するなどして急激に冷却させ、ガラス質（非晶質）になったスラグを乾燥後に粉砕し微粉末化したものである。
高炉水砕スラグの成分は鉄鉱石中のＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 などの岩石成分と添加した石灰石からのＣａＯとが主成分で、一般にはＣａＯ  ４０〜４４％、ＳｉＯ2 ３１〜３７％、Ａｌ2 Ｏ3 １３〜１６％であり、そのほか少量成分としてＭｇＯ、ＦｅＯ、ＴｉＯ2 や硫酸塩、アルカリが含まれる。
徐冷した場合の高炉水砕スラグの化合物はウォラストナイトＣａＯ・ＳｉＯ2 、ゲーレナイト２ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・ＳｉＯ2 、オケルマナイト２ＣａＯ・ＭｇＯ・ＳｉＯ2 、モンティセライトＣａＯ・ＭｇＯ・ＳｉＯ2 および２ＣａＯ・ＳｉＯ2 、１２ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 などである。
【００５１】
鉱酸としては、りん酸、硫酸のいずれか１種またはその混合物が挙げられる。使用されるりん酸または硫酸は、Ｈ3 ＰＯ4 またはＨ2 ＳＯ4 を含有するものであれば、いずれのものでもよく、例えばりん酸液であれば、各種産業の製造工程において排出される廃りん酸液や、りん鉱石から湿式法で製造した未精製の濃縮りん酸液である粗製りん酸液を使用することもできる。
【００５２】
鉱酸の添加量の下限は、反応物のｐＨが８．０以下となる量であることが好ましい。反応物のｐＨが８．０を越えると未反応のアルカリ分が残るばかりか、反応物中にヒドロキシアパタイトおよびりん酸三石灰ともに残存し、鶏ふん焼却灰中の難溶性りん酸成分の有効化に寄与しない。
【００５３】
鶏ふん焼却灰と塩基性カリウム化合物粉末または高炉水砕スラグ粉末との混合物と鉱酸との反応に使用する装置は、粉体と液体との混合が適当にされる形式であれば特に機種は限定されず、例えば、ヘンシェルミキサーやフロージェットミキサーなどのいずれでもよい。
【００５４】
上記製造方法で得られた反応物である組成物は、ク溶性および水溶性のりん酸およびカリウムを含み、りん酸加里複合肥料として利用できる。
また、この組成物は、反応の翌日には固結して粘着性がなくなるので、そのまま、乾燥の必要なく、ハンマークラッシャーやチェーンミルなどで粉砕可能である。
【００５５】
上記製造方法で得られた反応物は常法のパン型造粒機、ドラム造粒機などで、パルプ工業から副生するリグニンスルホン酸、糖蜜などの粘結剤、りん酸液などを使用し肥料に適した粒度に湿式造粒し乾燥することにより粒状りん酸加里複合肥料とすることができる。
【実施例】
【００５６】
次に実施例および比較例により本発明をさらに詳しく説明するが本発明は、下記実施例に何ら制限されるものではない。
【００５７】
以下の実施例および比較例において、使用した鶏ふん焼却灰の組成を表１（鶏ふん焼却灰の肥料成分分析結果）および表２（鶏ふん焼却灰の化学成分（蛍光Ｘ線分析結果））に示した。
【００５８】
鶏ふん焼却灰に、表３に記載した塩基性カリウム化合物粉末または高炉水砕スラグを混合し、表４に記載した鉱酸を添加反応させて、りん酸成分の有効化を確認した。
なお、塩基性カリウム化合物または高炉水砕スラグの混合量、鉱酸の種類および添加量は表５に示すとおりである。
【００５９】
【表１】
2008105898.tif 000002
【００６０】
【表２】
2008105898.tif 000003
【００６１】
【表３】
2008105898.tif 000004
【００６２】
【表４】
2008105898.tif 000005
【００６３】
【表５】
2008105898.tif 000006
【００６４】
（実施例１）
表５に示すとおり鶏ふん焼却灰粉末１００質量部に炭酸カリウム粉末５質量部の割合で計量し、ミキサーで混合した。該混合粉末と粗製りん酸液６０．０質量部を（株）粉研パウテックス製フロージェットミキサーで連続供給させつつ攪拌混合を行い反応させた。
実際の供給量は、表６に示したように、鶏ふん燃焼灰と炭酸カリウム粉末の混合粉末１０．０ｋｇ／分、粗製りん酸液５．２ｋｇ／分を定量供給機でフロージェットミキサーに連続供給させ反応させた。
【００６５】
【表６】
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【００６６】
反応中は、反応熱により温度が上昇するため水蒸気が激しく発生した。
反応物を一夜静置し、肥料成分を分析するとＴ−Ｐ2 Ｏ5 ３０．１％、Ｃ−Ｐ2 Ｏ5 ２８．１％、Ｗ−Ｐ2 Ｏ5 １０．６％、Ｔ−Ｋ2 Ｏ  １１．９％、Ｃ−Ｋ2 Ｏ  １１．４％、Ｗ−Ｋ2 Ｏ  １０．１％、Ｔ−ＭｇＯ  ３．４％、Ｃ−ＭｇＯ  ２．８％であり、ｐＨはｐＨ６．５であった。
ここで、Ｔ−Ｐ2 Ｏ5 は肥料公定分析法により分析したりん酸全含有量を示す。
Ｃ−Ｐ2 Ｏ5 は肥料公定分析法により分析した２％クエン酸溶水溶液に可溶のりん酸量を示す。
そして、Ｗ−Ｐ2 Ｏ5 は肥料公定分析法により分析した水に可溶なりん酸量を示す。
なお、Ｗ−Ｐ2 Ｏ5 はＣ−Ｐ2 Ｏ5 の内数であり、Ｃ−Ｐ2 Ｏ5 はＴ−Ｐ2 Ｏ5 の内数である。
【００６７】
表７（反応物のりん酸肥料成分（Ｐ2 Ｏ5 ）含有量）には反応物のりん酸成分に着目し、反応後に鶏ふん焼却灰に由来するりん酸成分が、どの程度有効化されたかをク溶率（Ｂ／Ａ）で示した。
但し、Ａは反応物Ｔ−Ｐ2 Ｏ5 （％）中の鶏ふん焼却灰に由来するりん酸成分量（％）であり、Ｂは反応物Ｃ−Ｐ2 Ｏ5 （％）中の鶏ふん焼却灰に由来するりん酸成分量（％）である。
【００６８】
【表７】
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【００６９】
ここで表７に示した鶏ふん焼却灰原料中のＰ2 Ｏ5 成分のク溶率（Ｂ／Ａ）（％）は、実施例１を例にして、表５に示した原単位を基に、次のようにして求めた。
鶏ふん焼却灰原料中のＴ−Ｐ2 Ｏ5 は、表１に示した値から次のように計算して、１００質量部×含有量（２０．３％）＝（２０．３質量部）である。
加えた鉱酸原料中のＴ−Ｐ2 Ｏ5 は、Ｐ2 Ｏ5 に換算し、表５に示した値から次のように計算して、５４．４質量部×６６．２％（Ｈ3 ＰＯ4 濃度）×７２．４２％（Ｐ2 Ｏ5 含有量）＝（２６．０質量部）である。
したがって、反応物中のＴ−Ｐ2 Ｏ5 は、鶏ふん焼却灰原料中のＴ−Ｐ2 Ｏ5 ：鉱酸原料中のＴ−Ｐ2 Ｏ5 ＝２０．３：２６．０の比率で両者を含むことになる。
【００７０】
一方、表７に示したように、反応物のＴ−Ｐ2 Ｏ5 は分析値から３０．１％である。
反応物のＴ−Ｐ2 Ｏ5 は、鶏ふん焼却灰原料中のＴ−Ｐ2 Ｏ5 と鉱酸原料中のＴ−Ｐ2 Ｏ5 の合計であり、両者を２０．３：２６．０の比率で含むから、反応物中の鶏ふん焼却灰原料由来のＴ−Ｐ2 Ｏ5 は３０．１×［（２０．３）/ （２０．３＋２６．０）］＝１３．２となる（表７中のＡ参照）。同様にして、鉱酸原料由来のＴ−Ｐ2 Ｏ5 は１６．９％となる。反応物中の鉱酸原料由来Ｔ−Ｐ2 Ｏ5 はすべて、２％クエン酸水溶液に可溶（すなわちＣ−Ｐ2 Ｏ5 ）の形態であると考えられる。したがって、反応物Ｃ−Ｐ2 Ｏ5 （％）中の鶏ふん焼却灰原料に由来するりん酸成分量（％）は、反応物のＣ−Ｐ2 Ｏ5 （％）から鉱酸原料由来Ｔ−Ｐ2 Ｏ5 （％）を除いたものである。
【００７１】
ここで反応物中の鉱酸原料由来Ｔ−Ｐ2 Ｏ5 は１６．９％であるから、鶏ふん焼却灰原料由来Ｃ‐Ｐ2 Ｏ5 ＝（２８．１）−（１６．９）＝１１．２％となる（表７中のＢ参照）。
以下実施例２〜１０、比較例１についても同様にして求めた。
【００７２】
表７中鶏ふん焼却灰のみを粗製りん酸液で反応させた比較例１のク溶率７７．５％と比較すると実施例１は８４．８％であり、りん酸成分がより有効化されていることが判る
【００７３】
（実施例２〜１０）
実施例２〜１０についても、表５に示すとおり鶏ふん焼却灰粉末１００質量部に炭酸カリウム粉末あるいは高炉水砕スラグを所定の割合で計量し実施例１と同様にフロージェットミキサーで反応させ反応物を得た。このときの、フロージェットミキサー連続反応における設定は表６（フロージェットミキサー連続反応における原料設定）に示す。得られた反応物のＴ−Ｐ2 Ｏ5 、Ｃ−Ｐ2 Ｏ5 、Ｗ−Ｐ2 Ｏ5 を測定し、実施例１の場合と同様に鶏ふん焼却灰中のりん酸成分のク溶率を求めた。結果は表７に一括して示した。
【００７４】
（比較例１）
表５に示すとおり鶏ふん焼却灰粉末１００質量部に対して炭酸カリウム粉末あるいは高炉水砕スラグを添加しない以外は実施例１と同様にフロージェットミキサーで反応させ同様に反応物のＴ−Ｐ2 Ｏ5 、Ｃ−Ｐ2 Ｏ5 、Ｗ−Ｐ2 Ｏ5 を測定した。
結果は表７に一括して示した。
なお、フロージェットミキサー連続反応における設定は表６（フロージェットミキサー連続反応における原料設定）に記載したとおりである。
【００７５】
実施例１〜１０では、反応物の鶏ふん焼却灰由来Ｐ2 Ｏ5 成分のク溶率は、比較例１に対し全て高くなっていた。
一方、Ｐ2 Ｏ5 以外の肥料成分は表８（反応物のＰ2 Ｏ5 以外の肥料成分およびｐＨ）に示すとおりであった。
【００７６】
【表８】
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【００７７】
また、反応物の組成を粉末Ｘ線回折で同定した結果を表９に示した。
【００７８】
【表９】
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【００７９】
表７〜９から明らかなように、本発明のりん酸加里複合肥料組成物は、鶏ふん焼却灰由来のＰ2 Ｏ5 のク溶率がほぼ８０％を超えており、本発明で目的とするりん酸の有効化に適したものであった。
しかし実施例１０のように、塩基性カリウム化合物粉末または高炉水砕スラグの配合比率が３００質量部になると、鶏ふん焼却灰の有効化に関してはク溶率９０．３％と問題ないが、鶏ふん焼却灰の利用量が少なくなってしまうので好ましくない場合が生じる。
【００８０】
それに対して、塩基性カリウム化合物または高炉水砕スラグを配合しない比較例１では、反応時の発熱量が小さく、そのため難溶性りん酸塩の分解（有効化）が充分に進行しない。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明の新規りん酸加里複合肥料は、鶏ふん焼却灰と塩基性カリウム化合物粉末または高炉水砕スラグ粉末から選ばれる１種以上との混合物に鉱酸を添加反応させ、塩基性カリウム化合物粉末または高炉水砕スラグ粉末と鉱酸との反応熱を利用して、鶏ふん焼却灰と鉱酸との反応を促進するものであり、効率よく反応を行うことができ、鶏ふん焼却灰に含まれる難溶性のヒドロキシアパタイトおよびりん酸三石灰などの難溶性りん酸成分の溶解性を向上させて実質的に有効成分に変換して有効化でき、しかもカリウムおよび／またはケイ酸をより多く含み、中性付近〜弱酸性とすることで取り扱いやすく、他の酸性肥料およびアンモニア性窒素肥料と混合することができるという顕著な効果が得られるので産業上の利用価値が高い。