偉大なる石灰窒素の歴史を振り返って

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全農

肥料農薬部

技術対策課長小林新

現在、われわれは激動する農業環境、肥料業界を取り巻く激動の時代のなかで、歴史的な岐路に立っている。

筆者は、肥料技術の将来を見据えるためには、過去を正

しく認識することが肝要とし、肥料産業の勃興の歴史から現在までの軌跡のなかで、各時代のトリガーが肥料技術のパラダイムシフトを呼び起した実例をたどりつつ、「肥料版温故知新」をテーマとして記録に残してきた。

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本稿では、既報からわが国の化学肥料工業の勃興の歴史を支え、また化学工業の母なる母材として君臨した石灰窒素を機軸とした窒素質肥料についてトピックス的にまとめてみる。

化学工業と肥料の関係を振り返る

写真１ カーバイド工業発祥の地「三去沢」（筆者撮影）

三菱ケミカルホールディングス、住友化学、三井化学、 の採算のほかに、付随的に得られる他製品の市況によっ

旭化成、信越化学、デンカ、昭和電工、宇部興産、東ソーて大きく影響される。これが露呈した例としては、1955など、わが国を代表する総合化学メーカーはそのほとん年頃にカーバイドが化学繊維、ビニールなどに転用され、どが肥料産業からその生を受けている。

採算性の低い石灰窒素の需給が逼迫したことが記録されりん酸工業がフッ素化学などを中心として無機化学工ている。このことがきっかけとなり、尿素と石灰窒素を業との結びつきが強いのに対して、窒素質肥料では、基混合したダブルチッソ、塩安、ジシアンジアミド入り尿礎原料となるカーバイドやアンモニア工業が有機合成品素などの開発につながっている。の重要な基礎原料であるため、有機化学工業との結びつ窒素質肥料の王者「硫安」の生き残りをかけた戦いきが強い。例えば、カーバイドは石灰窒素のほか、メラミン樹脂、化学繊維、ビニールなどの多くの有機合成品

硫安は、はじめ石灰窒素を変性することにより製造さの原料として使用されている。

れた（変性硫安）。石灰窒素の製造には、コークスや無煙近年の化学肥料工業は目的生産物から副産物に変遷を炭などの炭素材、石灰岩、電力が必要となる。石灰岩を遂げた歴史でもあり、企業としての採算性は肥料として焼成した生石灰とコークスや無煙炭を混合し、電気炉で加熱溶融させて、カルシウムカーバ

化学工業
原燃料

複合肥料
その他産業

肥料産業

図１ 化学工業、肥料産業、農業生産のポジション

その他
肥料

商流物流の製造に有利な立地としては、石炭、作物生産調達

燐酸質
肥料

土壌管理

畜産業

その他栽培管理技術

農産物販売

食品産業

製造される。換言すれば、石灰窒素

生産管理技術化学合成

施肥管理（量・種類・時期・手段）

窒素質
肥料

窒素を高温で反応させて石灰窒素が農業生産

総合化学工業

鉱業（燐鉱石・加里鉱物）

エネルギー産業

イドを製造する。そのカーバイドに無機化学

鉄鋼

石灰岩、電力が容易に得られる場所が好適条件となる。このため、わが国における主要な肥料工場の存在場所は、それらを得るのに適した場所であることが多い。
窒素質肥料産業の祖といえる日本
石灰窒素だより No.153（2018.12）

1

3,500,000
3,000,000

我が国の窒素質肥料生産の歴史

生産量
（ｔ）

2,500,000

硫安 生産

2,000,000

尿素 生産

1,500,000

塩安 生産

1,000,000

石灰窒素 生産

500,000
0400.00

3,500,000
3,000,000

硫安 輸出

輸出量
（ｔ）

尿素 輸出

2,000,000

塩安 輸出

1,500,000

石灰窒素 輸出

1,000,000

為替300.00250.00200.00150.00100.00500,000

50.00
0.00

0

石灰窒素 1906
変性硫安 1906
合成硫安
副生硫安 1901
回収硫安
尿素
塩安

為 替 円( ＄\ )2,500,000

350.00為替

1943
1913 電力/石炭

ナフサ/天然ガス・・

1960
1937

尿素大量生産ソルベー法1916

半循環法

完全循環法

1950

図２ 窒素質肥料生産量の変遷

窒素肥料（現ジェイカムアグリ）
は、フランク・カロ法を術は、ナフサや天然ガスによる水蒸気改質法が主流であ用いた工場を熊本県水俣市に建設し、1909年から石灰るが、この当時の先発メーカーの多くは電解法を採用し、窒素の製造を開始した。さらに、1911年には青海工場、石炭鉱山をもつメーカーは水素源を石炭に求めた。1930

1916年には大牟田工場を立ち上げた。これらの工場立年代になると、経済の好転により余剰電力が厳しくなっ地が石灰窒素の製造と深い関わりがある。初期に導入さたことや、石炭の競争力拡大により水性炉やウィンクラー

れたフランク・カロ方式は、大量の電力消費をともない［わが国独自の連続式製造法Ｎ式（1912 年）、Ｄ式（1916年）につながる］、電力確保の項目
変性硫安
合成硫安
副生硫安
回収硫安
国内生産量

製法の概要
石灰窒素からの変性
アンモニアと硫酸の反応
コークスなどからの副生
化学合成

ため電力源の近場に工場が建設され3,000,000ることが多かった。例えば、水俣工

2,500,000

白川、姫川に水力発電所が存在し、苫小牧工場は王子製紙、大牟田工場は三井鉱山の余剰電力が得られた。

られた。青海工場では、石灰石が近の活用により容易に得られることも有利であった。
アンモニア合成の肝は、水素の確保である。現在のアンモニア合成技

2 石灰窒素だより No.153（2018.12）

1,678,000
218,000
404
1,896,404

1,253,000
343,000
1,114,000
2,710,000

125,000
497,000
1,690,000
2,312,000

1972肥
０23,000
465,000
1,615,000
2,103,000

2015肥
０233,900
692,325926,225

回収硫安

1,000,000

合成硫安

500,000
0 変性硫安
1918年
1945

1946

1947

1948

1949

副生硫安
1962

1966肥

1970肥

1972肥

2015肥

100
9080（％）

欠な硫酸が亜鉛精錬所の亜硫酸ガス

1970肥

1,500,000

くで産出し、大牟田工場では、石炭に加えて変性硫安の原料として不可

41,0201966肥

2,000,000

加えて、ほかの原料も存在することにより工場立地の必然性が決定づけ

15,2201962肥

生産量（ｔ）場
（熊本）
、青海工場
（新潟）
は近くの

1918年
25,80070

回収硫安

6050

合成硫安

40302010 変性硫安

副生硫安

0

1918年

194519461947

図３ 硫安の製法別の生産量の変遷

194819491962

1966肥1970肥1972肥

2015肥法などほかの高度な方法を選択する

表１ 肥料産業のプロセス転換（窒素質肥料）メーカーが出現した。
わが国の合成硫安製造は、日本窒素肥料による生産を皮切りとし、硫安各社が次々に進出した。変性硫安

項目

硫安・石灰窒素価格・原料・供給安定性・エネルギー
品質・輸送に続く合成硫安までが、目的生産物として産出された歴史であり、その市場性

後の復興期においても合成硫安の生需要・用途（競合・均衡・代替・開発）・流通産が主流を占めていた。
1950年代末から肥料２法（硫安産業合理化及び硫安輸出調整臨時措置

技術面

連続性・自動化・制御・最適化

経済性

コスト・付加価値・大型化・省力化法・臨時肥料需給安定法）下における硫安産業競争力強化の施策下で生

戦前〜戦中期（1800後半〜1945）

産の多角化が始まり、やがてカプロ

戦後Ⅰ期（1946〜1974）

戦後Ⅱ期（1974〜）

硫安・尿素・塩安

硫安・尿素・塩安・被覆尿素

国内自給型（国内炭・石灰・電力）

石炭→重質油・ナフサ・天然ガスへの転換（外貨獲得での魅力が劇的に低下）

化学工業・鉄鋼産業から算出される副産物①食糧増産目的の需要拡大②軍需として需要変動③相次ぐ企業参入①食糧増産→充足期の需要変
遷②国内産業振興・外貨獲得として国家統制③秋落ちなど阻害要因・人手不足による需要の多様化④複合化①減反施策などによる農地減
少による過当競争②老齢化・規模拡大による省力ニーズの増大

アンモニア合成技術の変遷と原燃料の変遷①アンモニア合成技術の他化
学工業への転換による総合化②国際競争力強化のための設
備の大型化・効率化によるコスト削減①カプロラクタム生産による目的生産から副産物利用への転換により他産業分野の技術革新による供給変動②被覆肥料など新たな製造技
術開発（実質的な）
価格統制下①実質的な国家管理下からの開放と新たなスキームの形成②需給バランス・国内外情勢による価格変動①他産業の動静による需給機
能影響大②コスト変動要因多様化③国際競争力比較による国内生産基盤の影響大

ラクタムなどナイロン原料製造を起点とした回収硫安、鉄鉱石コークス製造に起源をもつ副生硫安が生産の主力となっていき、目的生産物であった激に競争力を失った。
代わって現在主流となっている回収硫安や副生硫安は、硫安の歴史が幕を閉じた。このことは、現在の肥料需給

ナイロン産業や鉄鋼産業の台頭とともに硫安の主力となバランスが農業界の都合ではなく、他産業の都合によりり、現在に至ることになる。

左右されることにつながっている。

市場性においては、大きい出来事として秋落ち現象を一方で、1970年代に輸出の花形であった尿素が為替取り上げる。これは、硫安、過リン酸石灰全盛時に水田の変動相場制への移行により、一気に凋落したことに対にたっぷりと硫黄が投入されていた背景の下、かの有名して、他産業の付帯産業として生き残った硫安がナイロな塩入末三郎博士が当時問題となっていた秋落ち現象のン産業や鉄鋼産業の浮沈に影響されたとしても、未だにメカニズムを発見し、それが塩安、ようりん、重焼燐な力強く生産が継続しているのは、化学工業の副生物に活どの無硫酸根肥料の開発につながった。

路を見出したともいえる。

硫安にみる製法のプロセス転換の実例

技術面や経済面では、変性硫安から合成硫安への転換には、ハーバーボッシュ法が深く関係し、合成硫安から現在の主力である回収硫安への転換には、ベックマン転岩城（1972）は、化学工業において化学反応が置換や移によるナイロン原料となるカプロラクタム製造技術が分解の反応の場合、目的の製品のほかに副製品が同時に深く関係している。つまり、この反応には、濃硫酸が使製造され、その需要状況によってプロセスの転換が起こわれることから、その廃硫酸を利用した回収硫安の製造ることもあるとして、社会的諸事情の変化にともなってが技術革新とともに経済合理性の観点を含めて現在の回化学プロセスの転換や競合を繰り返して行くことがしば収硫安の全盛の時代を構築するに至っている。

しばであるとした。 そして、その転換を迫る要因には、原料・エネルギー、市場性、技術面、経済性の４つに大別されるとしている。

化成肥料の誕生を生んだ石灰窒素「石灰窒素中毒の一症例」（黒須1956年）に石川県の一

このことを肥料の製法の変遷に対しても適合すること農家の石灰窒素による障害が詳述されている。本報告にが可能であり、とりわけ窒素質肥料においては、時代とよれば、この農家は昭和33年４月29日に田２枚（420坪）ともに激しくプロセス転換が行われたことがわかる。に石灰窒素１袋をマスクなどの保護をせずに散布した後、つまり、原料・エネルギー面においては、戦前から戦中にかけては、石炭、電力などを国内でまかなう国内自晩酌として酒２合飲んだところ急に頭痛や呼吸困難を起こし病院を訪れたという。

給型であり、変性硫安として生産され戦後の外貨獲得に当時の農村では、石灰窒素による中毒は頻繁に起こっ大いに貢献した。その後、石油、天然ガスなど海外からていたとして、この中毒はカルシウムシアナミドによる調達する原料に依存するようになり、合成硫安として一中毒であり、アルコールの摂取により毒性が30倍にも世を風靡した。しかし、原料の海外相場や為替にその生増幅されるという。この農家は普段７〜８合は平気だと産が大きく依存するようになり、円高の進行とともに急いうから、かなりの酒豪であることは間違いなく、石灰石灰窒素だより No.153（2018.12）3

図４ アンモニア産業を起点とした窒素質肥料の変遷

窒素散布後の晩酌が楽しみな農家にとっては、石灰窒素

オン肥料は石灰窒素を何人にも安全に施し得る様改造しの散布後のストレスは相当なものであったことが想像させしものなり」から石灰窒素の評判がすこぶる悪かったれる。

ことがうかがえる。つまり、化成肥料の開発の動機は使

この農家の悪評が現在の化学肥料の主力品目である化いにくい石灰窒素の改質にあり、言い換えれば、石灰窒成肥料の誕生へつながっている。筆者は、化成肥料が大素の存在が化成肥料の開発の原動力となっているといえ日本人造肥料ＫＫにより「トモエ特許肥料」
販売を開始しる。

たことが初めてであることを示した。しかしながら、そ大日本特許肥料ＫＫの小名川工場で「トモエ特許肥料」の源流をたどると、明治末期に鈴木千代吉により燐鉱石、 として大正８年から生産が開始され、その後の戦争によ石灰窒素、加り昭和 25 年まで製造が禁止されたものの、その後、

里塩、硫酸を1927年に大日本人造肥料（現サンアグロ）から石灰窒素

原料として大を含まない一般的な化成肥料が生産された以降、化成肥

正２年に墨田料の生産量は急激に拡大し、1970年代に一気に化学肥区の木下川肥料の主役に躍り出ることになる。

料工場にて製「必要は発明の母」、大酒のみの男たちのニーズが化成品 化 さ れ、肥料誕生の引き金となったのだ。

「雷恩肥料」と【引用文献】

して深川の鈴鹿保家商店から販売されたことが始まりであった。
当時の広告
図５ 日本初の化成肥料雷恩肥料の広告

4 石灰窒素だより No.153（2018.12）にある「ライ１）小林新（2018）, 肥料技術の現在・過去・未来（１）江戸時代の下肥流通から近代肥料産業の勃興まで , 土肥誌 ,89
２）小林新（2018）, 肥料技術の現在・過去・未来（２）我が国の窒素質肥料の歴史，様々な視点から見た肥料 , そして未来を考える , 土肥誌 ,89３）黒川計 1978, 日本における明治以降の土壌肥料学考（中巻）, ㈱日本制作社
４）岩城良次郎（1972）, 化学プロセスの競合と転換 , 一橋大学研究
年報 , 自然科学研究 ,14