KR101168754B1 - Liquid fertilizers using minerals and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액체비료에 관한 것으로 특히 광석을 주 원료로 이용하는 액체비료에 관한 것이다. 본 발명의 액체비료는 분말 형태의 질석(Vermiculite) 55~65 중량%, 견운모(Sericite) 25~35 중량%, 인광석(Phosphorite) 5~15 중량%로 이루어진 혼합원료를 산처리하여 미네랄 용액으로 용출되도록 하고 상기 용액을 침전하여 얻어진 미네랄 원액이다. 이 액체비료는 토양개량에 유익하며, 각종 미네랄을 제공함으로써 식물생장에 매우 적합하게 이용될 수 있는 효과가 있다. 즉, 본 발명의 액체비료를 이용하여 토양개량은 물론, 식물의 성장촉진 및 수확량 증대효과를 얻을 수 있다.The present invention relates to a liquid fertilizer and in particular to a liquid fertilizer using ore as a main raw material. The liquid fertilizer of the present invention is acid-treated by a mixed raw material consisting of 55 to 65% by weight of vermiculite, 25 to 35% by weight of sericite, and 5 to 15% by weight of phosphite. And a mineral stock obtained by precipitating the solution. This liquid fertilizer is beneficial for soil improvement, and by providing various minerals, there is an effect that can be used very well for plant growth. That is, by using the liquid fertilizer of the present invention, as well as soil improvement, it is possible to obtain the effect of promoting plant growth and yield.
액체, 비료, 광물, 미네랄, 식물 Liquids, fertilizers, minerals, minerals, plants
Description
본 발명은 액체비료에 관한 것으로 특히 질석, 견운모, 인광석 등의 광석을 주 원료로 이용하는 액체비료에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid fertilizer, and more particularly to a liquid fertilizer using ore, such as vermiculite, biotite, phosphate ore as the main raw material.
일반적으로 우리나라에서 작물재배시 화학 비료가 흔히 사용되고 있으며, 화학비료의 과다 사용은 일시적으로 지력을 상승시켜 작물에 영양을 공급하는 것처럼 보이지만 지속적으로 사용함에 따라 토양의 산성화와 생리장해, 병충해 발생 등을 심화시키게 되고, 비료, 양분 등의 지나친 투입으로 가스 발생 및 양분의 불균형을 초래하여 연작장해를 일으키고 있으며, 재배된 작물 내에 완전히 분해되지 못한 유해한 농약성분이 잔류하며 나아가 사람이 섭취할 경우 인체 내에 축척되어 국민건강에 위험요소가 되고 있다.In general, chemical fertilizers are commonly used in crop cultivation in Korea, and excessive use of chemical fertilizers seems to nourish crops by temporarily increasing the intellect. Intensive fertilizers, nutrients, etc. cause excessive generation of gas and nutrient imbalance, leading to hindrance, and harmful pesticides that have not been completely decomposed in cultivated crops remain. It is becoming a risk factor for national health.
상기의 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 톱밥, 어분 또는 가축분등 동식 물 원료를 혼합한 천연유기물을 이용하였으나 천연유기물을 함유한 비료의 제조와 취급이 번거로운 문제점이 있고, 식물의 생장에 필요한 미량원소가 거의 포함되어 있지 않아 완전한 식물성장보조제로 작용하기에는 부족하다. 또한 다량의 유기물이 함유된 비료의 경우 장기간 사용할 경우 작물의 생장에 악영향을 끼칠 수 있다. Conventionally, in order to solve the above problems, natural organic matter mixed with animal and animal raw materials such as sawdust, fish meal or livestock meal has been used, but there is a problem in manufacturing and handling fertilizers containing natural organic matter, and trace elements necessary for plant growth are It is rarely included and is insufficient to function as a complete plant growth aid. In addition, fertilizers containing large amounts of organic matter can adversely affect the growth of crops if used for a long time.
또한 충분히 발효되지 않은 톱밥을 이용한 경우에 타닌이나 리그닌 등이 잔류하여 작물에 피해를 줄 수 있으며, 축분이나 어분의 부패과정에서 유기산이 생성되어 작물의 뿌리에 손상을 입힐 수 있다. 그리고 천연 유기물을 함유한 비료는 토양흡착 능력이 낮아 쉽게 유실될 수 있어 시비 효과의 지속이 낮으며, 인근의 수질을 부영양화하기도 한다.In addition, when the sawdust is not sufficiently fermented, tannins, lignin, etc. may remain and damage the crops, and organic acids may be generated in the process of decay of fish meal or fish meal, which may damage the roots of the crops. In addition, fertilizers containing natural organic materials have low soil adsorption capacity, which can be easily lost, resulting in low fertilization effects, and eutrophicating nearby water quality.
그리하여 최근에는 천연 광물을 가공 처리하여 얻어진 수용액을 비료로 사용하는 액체비료가 많이 제안되어 왔다. 예컨대, 공개특허 제2001-56874호에는 게르마늄과 맥반석 등을 이용한 액체비료, 공개특허 제2004-34787호에는 점토 광물질을 이용한 액체비료, 공개특허 제2005-15195호에는 게르마늄을 이용한 액체비료, 공개특허 제2009-25110호에는 각종 산화물을 이용한 액체비료, 등록특허 제612641호에는 화강암 입자를 포함한 액체비료를 각각 개시하고 있다.Therefore, in recent years, many liquid fertilizers using the aqueous solution obtained by processing natural mineral as a fertilizer have been proposed. For example, Korean Patent No. 2001-56874 discloses a liquid fertilizer using germanium and elvan, etc., and Japanese Patent No. 2004-34787 discloses a liquid fertilizer using clay minerals, and Japanese Patent No. 2005-15195 discloses a liquid fertilizer using germanium. Patent No. 2009-25110 discloses liquid fertilizers using various oxides, and Patent No. 612641 discloses liquid fertilizers including granite particles.
이상의 특허에서 상기와 같은 미네랄 수용액은 여러 가지의 다양한 미네랄 성분을 함유하고 있는 것으로 보아, 식물(작물)의 성장촉진을 위해 유용하게 사용 될 수는 있을 것으로 보인다. 그러나 여기에 이용된 게르마늄이나 점토, 산화물, 화강암 등이 근본적으로 토양 개량에 영향을 주는지 또는 직접적으로 식물 영양에 있어서 어느 정도 효과적인지는 알 수가 없다.In the above patents, the aqueous mineral solution as described above contains various various mineral components, which may be useful for promoting growth of plants (crops). However, it is not known whether the germanium, clay, oxide, granite, etc. used here fundamentally influence soil improvement, or how effective it is in plant nutrition directly.
본 발명은 상기한 종래 액체비료와는 다른 광물 및 조성에 의하여, 토양개량 및 식물영양에 있어서 매우 월등하고 효과적인 액체비료를 제공하고자 하는 것이다. 본 발명의 발명자는 질석, 견운모, 인광석을 적절하게 이용함으로써:The present invention is to provide a liquid fertilizer that is very superior and effective in soil improvement and phytonutrient by the mineral and composition different from the conventional liquid fertilizer. The inventor of the present invention, by appropriately using vermiculite, biotite, phosphate ore:
토양의 보온, 보수 및 통기성을 좋게 하여 작물의 양호한 생장을 위한 최적의 조건을 만들어 주고;Good soil insulation, repair and air permeability, creating optimum conditions for good growth of crops;
탈취 및 유기물 흡착 효능을 발휘하게 하며;Exhibits deodorization and organics adsorption efficacy;
비료의 주원료로서 각종 영양분을 제공하는;Providing various nutrients as the main raw material of fertilizers;
우수한 미네랄 액체비료를 생산할 수 있음을 확신하고, 본 발명을 완성하게 된 것이다.Convinced that it is possible to produce excellent mineral liquid fertilizer, the present invention has been completed.
본 발명의 액체비료는:The liquid fertilizer of the present invention is:
분말 형태의 질석(Vermiculite) 55~65 중량%, 견운모(Sericite) 25~35 중량%, 인광석(Phosphorite) 5~15 중량%로 이루어진 혼합원료를 산처리하여 미네랄 용액으로 용출되도록 하고 상기 용액을 침전하여 얻어진 미네랄 원액이다.A mixed raw material consisting of 55 to 65% by weight of Vermiculite, 25 to 35% by weight of Sericite, and 5 to 15% by weight of Phosphorite is subjected to acid treatment to elute the mineral solution and precipitate the solution. Mineral stock solution obtained by
본 발명의 액체비료 제조방법은:The liquid fertilizer manufacturing method of the present invention is:
질석 55~65 중량%, 견운모 25~35 중량%, 인광석 5~15 중량%를 분쇄하고 혼합 하여 혼합분말 원료를 생산하는 제1단계; A first step of pulverizing and mixing 55-65% by weight of vermiculite, 25-35% by weight of mica, and 5-15% by weight of phosphorite;
상기 제1단계에서 생산된 혼합분말 원료를 황산 수용액에 투입하여, 고온에서 교반하여 산처리하는 제2단계;A second step of adding the mixed powder raw material produced in the first step to an aqueous sulfuric acid solution and stirring the mixture at high temperature for acid treatment;
상기 제2단계 후 침전과정을 거쳐 비료 원액인 정제된 미네랄 용액을 수득하는 제3단계;A third step of obtaining a purified mineral solution as a fertilizer stock solution through a precipitation process after the second step;
를 포함한다.It includes.
바람직하게 상기 액체비료 제조방법은: 상기 제3단계 후 질소(N), 인(P) 또는 칼륨(K)에서 선택된 비료요소, 게르마늄(Ge) 청정재, 목축액 중에서 선택된 재료가 투입 및 혼합되는 제4단계를 더 포함한다.Preferably, the liquid fertilizer manufacturing method: after the third step is selected from nitrogen (N), phosphorus (P) or potassium (K) fertilizer urea, germanium (Ge) cleaning material, a stock material selected from the stock solution is added and mixed It further comprises a fourth step.
본 발명에 따른 액체비료는 적정량으로 배합되는 질석, 견운모, 인광석 등의 광물 및 그 배합의 특성에 의하여, 토양의 보온, 보수 및 통기성을 좋게 하여 작물의 양호한 생장을 위한 최적의 조건을 만들어 주고; 탈취 및 유기물 흡착 효능을 발휘하게 하며; 비료로서 각종 미네랄을 제공함으로써 식물생장에 매우 적합하게 이용될 수 있는 효과가 있다. 다시 말하면, 본 발명의 액체비료를 이용하여 식물의 성장촉진 및 수확량 증대효과를 얻을 수 있다.Liquid fertilizer according to the present invention by the minerals such as vermiculite, biotite, phosphate or the like in the appropriate amount and the properties of the combination, to improve the heat retention, maintenance and breathability of the soil to create the optimum conditions for good growth of the crop; Exhibits deodorization and organics adsorption efficacy; By providing various minerals as fertilizers, there is an effect that can be used very well for plant growth. In other words, by using the liquid fertilizer of the present invention it is possible to obtain the effect of promoting plant growth and yield.
이상 기재된 또는 기재되지 않은 본 발명의 특징과 효과들은, 이하에서 설명하는 실시예를 통하여 더욱 명백해질 것이다.Features and effects of the present invention described or not described above will become more apparent through the embodiments described below.
본 발명의 액체비료는 분말 형태의 질석(Vermiculite) 55~65 중량%, 견운모(Sericite) 25~35 중량%, 인광석(Phosphorite) 5~15 중량%로 이루어진 혼합원료를 산처리하여 미네랄 용액으로 용출되도록 하고 상기 용액을 침전하여 얻어진 미네랄 원액이다.The liquid fertilizer of the present invention is acid-treated by a mixed raw material consisting of 55 to 65% by weight of vermiculite, 25 to 35% by weight of sericite, and 5 to 15% by weight of phosphite. And a mineral stock obtained by precipitating the solution.
상기 기재에서, 본 발명의 액체비료의 원료중 상당량을 질석이 차지하고 있음을 알 수 있으며, 상기 질석은 아래 <표 1>과 같은 화학적 조성을 갖는다.In the above description, it can be seen that vermiculite occupies a considerable amount of the raw material of the liquid fertilizer of the present invention, which vermiculite has a chemical composition as shown in Table 1 below.
<표 1> 질석의 화학 조성TABLE 1 Chemical Composition of Vermiculite
(단위: %)(unit: %)
질석은 알루미늄, 마그네슘, 철의 수산화규산염으로된 점토광물로서, 비료요소 외에 Mg, Ca, Si(규산질)도 공급할 수 있다. 또한 독성이 없어 안정적이며, 양이온 교환능력 및 공극성이 우수하여 토양의 보온성, 부수성, 통기성을 좋게 한다. 이러한 성질은 토양과 작물에 유용한 토양 미생물이 서식하기 위한 최적의 조건을 조성한다. 한편 유실 가능한 영양소의 흡착능력이 있으며, 각종 악취제거에도 장점이 있다.Vermiculite is a clay mineral made of hydroxide silicate of aluminum, magnesium and iron, and can supply Mg, Ca, Si (silicate) in addition to fertilizer element. In addition, it is stable because of no toxicity, and has excellent cation exchange capacity and porosity to improve soil insulation, incidentality, and breathability. These properties create optimum conditions for the inhabitation of soil microorganisms useful for soil and crops. On the other hand it has the ability to adsorb nutrients that can be lost, and also has advantages in removing various odors.
상기 견운모는 점토광물의 일종으로 칼리(K2O)를 함유하고 있어 칼리점토라고도 하며, 아래 <표 2>와 같은 화학적 조성을 갖는다.The Cicada is also called Kali clay because it contains Kali (K 2 O) as a kind of clay mineral, and has a chemical composition as shown in Table 2 below.
<표 2> 견운모의 화학 조성<Table 2> Chemical Composition of Villi
(단위: %)(unit: %)
견운모는 가소성이 큰 점토광물이도 하지만, K2O를함유하고 있어 가소제와 용제로서의 역할을 겸하고 있는 유용한 광물이다. 이 광물은 또한 탈취효과 및 양이온과 유기물 등의 흡착능력이 우수하여 토지개량 및 비료의 용도로 사용될 수 있는 장점이 있다.Cicada is a highly plastic clay mineral, but contains K 2 O, which is a useful mineral that serves both as a plasticizer and a solvent. This mineral also has excellent deodorizing effect and adsorption capacity of cations and organics, so it can be used for land improvement and fertilizer use.
상기 인광석은 인산비료의 원료가 되는 광물로서 잘 알려져 있으며, 아래 <표 3>과 같은 화학적 조성을 갖는다.The ore is well known as a mineral that is a raw material of phosphate fertilizer, and has a chemical composition as shown in Table 3 below.
<표 2> 인광석의 화학 조성Table 2: Chemical Composition of Phosphorite
(단위: %)(unit: %)
상기한 질석, 견운모, 인광석이 분말형태로서 각각 55~65 중량%, 25~35 중 량%, 5~15 중량%로 혼합되어 혼합원료를 구성한다. 질석, 견운모의 특성이 충분하게 발현되는 한, 인광석의 함량이 상대적으로 작은 것은 문제되지 않으며, 오히려 본 발명의 장점이 될 수 있다.The vermiculite, biotite and phosphorite are mixed in powder form at 55 to 65% by weight, 25 to 35% by weight, and 5 to 15% by weight, respectively. As long as the characteristics of vermiculite and biotite are sufficiently expressed, the relatively small content of phosphorite is not a problem, but may be an advantage of the present invention.
상기한 재료들은 혼합 원료생산, 산처리, 미네랄 용액수득, 첨가물 혼합 등의 단계를 차례로 거쳐 본 발명의 액체비료로 제조된다. 도 1을 참조하여, 그 액체비료의 제조방법을 아래에서 설명한다.The above materials are manufactured in the liquid fertilizer of the present invention through the steps of mixing raw material production, acid treatment, mineral solution acquisition, additive mixing, and the like. With reference to FIG. 1, the manufacturing method of the liquid fertilizer is demonstrated below.
<제1단계 : 원료생산><Step 1: Raw Material Production>
질석 55~65 중량%, 견운모 25~35 중량%, 인광석 5~15 중량%를 분쇄하고 혼합하여 혼합분말 원료를 생산한다(S11). 바람직하게 상기한 각 광석들은 150~200 메쉬로 분쇄된다.55 to 65% by weight vermiculite, 25 to 35% by weight of mica, 5 to 15% by weight of phosphorite is pulverized and mixed to produce a mixed powder raw material (S11). Preferably each of the ores are crushed into 150 ~ 200 mesh.
<제2단계 : 산처리><Step 2: Acid Treatment>
상기 제1단계에서 생산된 혼합분말 원료를 황산 수용액에 투입한다. 이 수용액은 농황산 10~20 중량%와 물 80~90 중량%를 포함하며, 산처리 탱크 내에서 90~95℃의 온도에서 RPM 200~250으로 하여 20~24시간 교반하면서 산처리한다(S12).The mixed powder raw material produced in the first step is added to an aqueous sulfuric acid solution. This aqueous solution contains 10 to 20% by weight of concentrated sulfuric acid and 80 to 90% by weight of water, and the acid treatment while stirring for 20 to 24 hours at 200 to 250 RPM at a temperature of 90 to 95 ℃ in the acid treatment tank (S12) .
상기 교반 도중에 0.5~1시간 동안은 2000~3000KHz의 초음파 조사를 수행한다(S13). 이러한 산처리 및 초음파 조사는 고액분리 즉, 미네랄 용액의 용출을 빠 르고 효율적으로 하는데 매우 효과적이다.During the stirring for 0.5 to 1 hour to perform ultrasonic irradiation of 2000 ~ 3000KHz (S13). Such acid treatment and ultrasonic irradiation are very effective for fast and efficient solid-liquid separation, ie dissolution of mineral solution.
<제3단계 : 미네랄 용액수득><Step 3: Obtaining Mineral Solution>
상기 제2단계 이후 침전과정을 거친다(S14). 침전에는 통상의 경우와 같이 상온에서 이루어지며, 이 때 바람직하게 흡착 및 탈색 능력이 우수한 활성백토를 침전재로 이용함으로써 침전 및 제산 효율을 높일 수 있다. 이상의 침전이 끝나면 수분 및 슬러리가 제거된, 이른바 비료 원액으로서의 정제된 미네랄 용액을 수득할 수 있다. After the second step is subjected to the precipitation process (S14). Precipitation is carried out at room temperature as in the usual case, it is possible to increase the efficiency of precipitation and antacid by using activated clay having excellent adsorption and decolorizing ability as a precipitation material. After the above precipitation is completed, a purified mineral solution as a so-called fertilizer stock solution from which water and slurry are removed can be obtained.
<제4단계 : 첨가><Step 4: Add>
상기 제3단계에서 얻어진 미네랄 용액은 Fe, Mg, Si, Al, Ca, K, Mn, Ti, Zn, P, Co, Cu, S, Na 등 20여종의 미네랄 성분을 포함하고 있어, 토양 개량 및 식물 생장을 위하여 유익하게 사용될 수 있다. 그러나 생장 환경이나 식물 특징에 따라 바람직하게 첨가되어야 할 재료들이 있을 수 있다.The mineral solution obtained in the third step contains 20 kinds of mineral components such as Fe, Mg, Si, Al, Ca, K, Mn, Ti, Zn, P, Co, Cu, S, Na, so as to improve soil and It can be beneficially used for plant growth. However, depending on the growing environment or plant characteristics, there may be materials to be added preferably.
이에, 예컨대:Thus, for example:
식물의 줄기와 잎의 성장을 위한 질소(N), 식물 뿌리의 성장, 개화, 결실 촉진을 위한 인(P), 식물 뿌리나 줄기를 강하게 하는 칼륨(K) 등이 선택적으로 또는 혼합 첨가될 수 있으며;Nitrogen (N) for plant stem and leaf growth, phosphorus (P) for plant growth, flowering and fruiting, and potassium (K) for strengthening plant roots or stems can be added or mixed. And;
토양의 면역기능을 강화하고 병충해를 예방하는 청정재로서의 분말 게르마늄(Ge);Powdered germanium (Ge) as a cleaning agent to enhance the immune function of the soil and prevent pests;
채소 열매를 튼튼히 하고 특히 탄저병을 예방하는 목축액;Animal husbandry, which strengthens the fruit of vegetables and especially prevents anthrax;
등이 필요에 따라 선택적으로 첨가될 수 있다(S15).Etc. may be selectively added as necessary (S15).
이상의 단계를 거친 본 발명의 액체비료가 포장되고(S16), 완성되어 실제 작물(식물) 생장에 유용하게 투여되는 것이다.The liquid fertilizer of the present invention, which has undergone the above steps, is packaged (S16), and finished and usefully administered to actual crop (plant) growth.
<실시예><Examples>
질석(Vermiculite) 55~65 중량%, 견운모(Sericite) 25~35 중량%, 인광석(Phosphorite) 5~15 중량%를 분쇄하여 나노화된 혼합원료를 만들고, 이를 농황산 15 중량%와 물 85 중량%로 된 수용액에 투입하고 90℃에서 24시간 교반 및 산처리하여 미네랄 용액으로 용출되도록 한 후, 이를 완전히 침전시키고 정제하여 미네랄 원액을 얻었었으며, 그 미네랄 원액에 소량의 질소(N)와 인(P) 및 목축액을 첨가하여 액체비료를 완성하였다.55 to 65% by weight Vermiculite, 25 to 35% by weight Sericite and 5 to 15% by weight Phosphorite are pulverized to make a nano-mixed raw material, 15% by weight of concentrated sulfuric acid and 85% by weight of water It was added to the aqueous solution, stirred and acid treated at 90 ° C. for 24 hours to be eluted with mineral solution, and then completely precipitated and purified to obtain a mineral stock solution, which contained a small amount of nitrogen (N) and phosphorus (P) in the mineral stock solution. And the stock solution was added to complete the liquid fertilizer.
그리고 상기 제조된 액체비료가 고추재배 하우스의 토양에 살포되었으며, 단지 게르마늄을 원료로 제조되는 종래의 액체비료를 사용하는 비교예(1), 통상의 화학비료 및 살충제를 살포하는 비교예(2), 비료를 전혀 사용하지 않은 비교예(3)과 비교하였다. And the liquid fertilizer prepared above was sprayed on the soil of the pepper cultivation house, Comparative Example (1) using a conventional liquid fertilizer made of only germanium as a raw material, Comparative Example (2) for spraying conventional chemical fertilizers and pesticides And the comparative example (3) which used no fertilizer at all.
그 결과 성장속도에 있어서 본 실시예의 경우가 가장 빨랐으며, 수확량과 수 확중량에 있어서도 가장 우수하였다. 그리고 병충해 방지에 있어서도 확실히 효과적인 것으로 확인되었다. 부수적으로는, 종래 비료로부터 발생하는 악취도 상대적으로 거의 발생하지 않았다.As a result, the growth rate was the fastest in this example, and the best in yield and harvest weight. And it was confirmed that it is certainly effective also in preventing pests. Incidentally, relatively few odors generated from conventional fertilizers were generated.
이 결과를 통하여, 본 발명의 액체비료가 토양과 작용하여 양이온 교환능력 및 공극성이 우수하여 토양의 보온성, 부수성, 통기성을 좋게 하며, 이러한 성질은 토양과 작물에 유용한 토양 미생물이 서식하기 위한 최적의 조건을 조성하는 것으로 판단된다. 또한 식물생장 및 과실생산을 위한 영양소 및 유실 가능한 영양소의 흡착능력도 다른 비료에 비하여 충분히 풍부한 것으로 판단된다.Through this result, the liquid fertilizer of the present invention acts on the soil and has excellent cation exchange capacity and porosity to improve the thermal insulation, incidentality, and air permeability of the soil. It is believed to create optimal conditions. In addition, the adsorption capacity of nutrients for plant growth and fruit production and nutrients that can be lost is considered to be rich enough than other fertilizers.
도 1은 본 발명에 따른 액체비료의 제조방법을 설명하기 위한 순서도.1 is a flow chart for explaining a method for producing a liquid fertilizer according to the present invention.
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