완효성을 위한 광물질 피복의 제조와 용출특성연구

Porous mineral coating have been fabricated and applied for basic research on their slow release action to a fertilizer. Feldspar was selected as raw mineral for the coating and two different particle sizes of powder were prepared. Slow-release action was estimated by using a potassium sulfate fertilizer. Spherical pellets were prepared with a pan-type pelletizer and then screened into sizes ranging 1.4 to 2.35mm. While the fertilizer pellets were rotated in the pelletizer again, the feldspar powder and 0.5% polyvinyl alcohol solution were simultaneously sprayed on the pellets. The fertilizer pellets coated with feldspar powder were fabricated. The pellets were heated to increase their strength and screened to sort by coating thickness. Potassium releasing tests were conducted for 40 days and the performance for slow-release action was estimated as functions of the heating temperature, coating thickness and raw mineral powder size. The Burst effect caused high initial releasing rate. Releasing kinetics was proportional to concentration of potassium in pellets. The pellet that was fabricated with $27.4{\mu}m$-sized feldspar and heated at $1050^{\circ}C$ showed a releasing rate of 43% on the 40th day. 완효성을 부여하려는 물질의 외부에 광물입자를 이용하여 피복형 구조체를 제조하고 이의 방출조절능력을 카리비료에 대한 용출실험을 통해 평가하였다. 황산칼륨을 구형의 펠릿으로 제조하고 이의 표면에 평균입도 $13.0{\mu}m$와 $27.4{\mu}m$인 두 가지 장석분말을 이용하여 구조체를 제조하였다. 구조체의 두께와 소성하는 온도를 달리하여 펠릿을 제조하고 용출실험을 통해 구조체의 완효성 발현능력을 평가하였다. 칼륨의 용출은 burst effect효과가 커서 초기 용출율이 높았는데, 소성온도가 낮고 구조체가 얇은 시료에서 크게 나타났다. $1{\sim}55{\mu}m$의 입도를 갖는 장석 보다 $1{\sim}130{\mu}m$의 입도를 갖는 장석에 의한 구조체가 더 높은 충진율에 의해 용출속도를 늦출 수 있었다. 용출속도는 약 7일부터 정상상태의 용출속도를 보이기 시작하였고 용출패턴은 펠릿에 남아있는 칼륨의 농도에 비례하는 first order kinetic의 패턴을 나타내었다. 평균입도 $27.4{\mu}m$인 장석으로 1~2.6mm두께의 피복형 구조체를 만들어 $1050^{\circ}C$에서 소성한 팰릿의 경우에는 40일의 용출율이 약 43%를 나타내었다.