BR102021010812A2

BR102021010812A2 - Fertilizante de cálcio e/ou magnésio e potássio granulado desagregável e seu método de obtenção

Info

Publication number: BR102021010812A2
Application number: BR102021010812-6A
Authority: BR
Inventors: Carlos Eduardo Furquim Bezerra; Elena Charipova
Original assignee: Caete Participação E Administração Eirelli
Priority date: 2021-06-02
Filing date: 2021-06-02
Publication date: 2022-12-13
Also published as: GB202117180D0; CN115433024A; FR3123648A1; NL2029962A; GB2607368A; DE102021134498A1; US20220388921A1; NL2029962B1

Abstract

A presente invenção se refere a um método de obtenção de um fertilizante de cálcio e/ou magnésio e potássio granulado desagregável, em que o método compreende as etapas de escolha, preparação e mistura das fontes de cálcio e/ou magnésio e potássio, opcionalmente a adição de agentes quelantes, opcionalmente a adição de micro e/ou macro nutrientes, granulação e secagem. A presente invenção se refere ainda a um fertilizante de cálcio e/ou magnésio e potássio granulado desagregável.

Description

FERTILIZANTE DE CÁLCIO E/OU MAGNÉSIO E POTÁSSIO GRANULADO DESAGREGÁVEL E SEU MÉTODO DE OBTENÇÃO

CAMPO DE APLICAÇÃO

[001] A presente invenção pertence ao campo de fertilizantes de cálcio e/ou magnésio e potássio desagregáveis com umidade do solo.

INTRODUÇÃO

[002] A presente invenção se refere a um método para obtenção de um fertilizante de cálcio e/ou magnésio e potássio granulado com boa resistência à geração de pó durante a estocagem e que ao mesmo tempo possui um grão que se desagrega adequadamente, se desfazendo em partículas muito finas quando em contato com a umidade do solo, mas que não se desfaz ou perde resistência durante os períodos de estocagem, transporte, manuseio e aplicação.

[003] A presente invenção se refere ainda a uma composição fertilizante diferenciada desagregável, compreendendo uma fonte de cálcio e/ou magnésio, a qual é selecionada a partir do grupo compreendendo, mas não limitado a óxidos de cálcio, óxidos de magnésio, hidróxidos de cálcio, hidróxidos de magnésio, calcário calcítico, calcário dolomítico, calcário magnesiano, cal virgem, cal hidratada, cal calcítica, cal magnesiana, cal dolomítica, magnesita, escória, termofosfatos, gesso, fosfogesso, lama de cal, ou mistura destes, e uma fonte de potássio, a qual é selecionada a partir de sais de potássio selecionados a partir do grupo compreendendo, mas não limitado a acetato de potássio, citrato de potássio, borato de potássio, cloreto de potássio, sulfato de potássio, nitrato de potássio, fosfato monopotássico, fosfato tripotássico, carbonato de potássio, bicarbonato de potássio, fosfito de potássio ou mistura destes, e/ou ainda de minerais compreendendo sais de potássio solúveis selecionados a partir do grupo compreendendo, mas não limitado a glauconita, silvinita, cainita, silvina, carnallita, polihalita ou misturas destes.

[004] A composição fertilizante da presente invenção pode ainda compreender aditivos quelantes selecionados a partir do grupo compreendendo, mas não limitado a EDTA, etilenodiamina, DPPE, ácidos húmicos, ácidos fúlvicos, humatos ou mistura destes.

[005] A composição do fertilizante da presente invenção pode ainda compreender macros e/ou micronutrientes selecionados a partir do grupo compreendo, mas não limitado a nitrogênio, fósforo, enxofre, ferro, cloro, boro, zinco, cobre, níquel, molibdênio, ou mistura destes.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[006] Cálcio e magnésio são dois macronutrientes secundários extremamente importantes para nutrição de todas as culturas agrícolas.

[007] O cálcio desempenha função estrutural importante nas plantas, constituindo pectatos de cálcio, que compõem a lamela média das paredes celulares. A ação estrutural e enzimática do cálcio auxilia na estrutura e no funcionamento das membranas, na absorção iônica, nas reações com hormônios vegetais.

[008] O fornecimento adequado de cálcio também promove desenvolvimento do sistema radicular, aumenta atividade microbiana do solo, neutraliza alumínio tóxico e aumenta resistência dos tecidos vegetais com consequente aumento da resistência das plantas aos fatores adversos, como seca e doenças.

[009] O magnésio possui uma função estrutural, tendo participação na constituição da clorofila, onde representa quase 7% da massa dessa molécula vital para a fotossíntese. Também é um ativador enzimático e auxilia diversos processos fisiológicos vitais para as plantas, como a absorção iônica, fotossíntese, respiração, armazenamento e transferência de energia, síntese orgânica, balanço eletrolítico e estabilidade dos ribossomos.

[010] Além disso, o fornecimento do magnésio melhora assimilação de fósforo, neutraliza alumínio do solo, ativa o transporte de carboidratos das folhas para outras partes da planta, além de aumentar a resistência a seca e doenças.

[011] Solos tropicais brasileiros costumam ser deficientes em relação a estes dois nutrientes. Por isso, cálcio e magnésio devem ser fornecidos por fertilizantes que os contenham.

[012] O fornecimento de cálcio na prática agrícola em geral ocorre através da utilização de calcário calcítico, calcário dolomítico, gesso, fosfogesso, lama de cal, cal virgem ou cal hidratada.

[013] Devido à grande probabilidade de lixiviação de magnésio em solos tropicais, o seu fornecimento é realizado preferencialmente pelos fertilizantes compreendendo fontes de baixa solubilidade. Estas fontes incluem, mas não se limitam ao calcário dolomítico, calcário magnesiano, magnesita, escória, termofosfatos, óxidos de magnésio, hidróxidos de magnésio, cal magnesiana, cal dolomítica.

[014] Para os solos tropicais ou com baixa CTC (Capacidade de troca catiônica), as fontes que contêm cálcio e magnésio na forma química de óxidos ou hidróxidos são mais eficientes em liberação de cálcio e magnésio tanto para o solo como para a planta. Além disso, óxidos e/ou hidróxidos de cálcio e/ou magnésio também costumam liberar maior quantidade de cátions de cálcio e magnésio em períodos com baixas precipitações pluviométricas. Por isso, do ponto de vista da eficiência de nutrição com cálcio e magnésio é importante incluir nos adubos de cálcio e magnésio as fontes que compreendem óxidos e/ou hidróxidos de cálcio e/ou magnésio.

[015] A reatividade e a consequente liberação dos nutrientes de qualquer fertilizante derivado de uma fonte de baixa solubilidade, que compreende cálcio e magnésio, é muito dependente da sua granulometria. Quanto mais fino for o fertilizante de baixa solubilidade de cálcio e/ou magnésio, mais reativo será. Porém, a aplicação de fertilizantes muito finos não é prática por questões de aplicabilidade. Fertilizantes finos, mais reativos, são extremamente difíceis de serem aplicados, pois facilmente entopem equipamentos de aplicação (apresentam dificuldades de escoamento) e geram elevada deriva (poeira intensa que fica no ar e é carregada pelo vento).

[016] Uma solução para facilitar a aplicação destas fontes de cálcio e/ou magnésio muito finas e de alta reatividade química seria usar as fontes muito finas, aglomeradas na forma de grãos sem muito pó, ou seja, com granulometria superior a 0,1 mm. Do ponto de vista de aplicação, é uma boa solução, porém os métodos de granulação atuais formam grãos que não se desagregam no solo. Os grãos de fertilizantes de cálcio e/ou magnésio granulados, que não se desagregam no solo possuem pouco, ou nenhum, efeito agronômico.

[017] Isso ocorre por dois motivos. Em primeiro lugar, o grão de cálcio e/ou magnésio que não se desagrega no solo não possui área de contato suficiente para reagir e consequentemente liberar os nutrientes. Em segundo lugar, quando são usadas as fontes na forma química de óxidos e/ou hidróxidos na composição do fertilizante contendo cálcio e/ou magnésio, o contato com umidade e o CO2 do ar promove acelerada reação de recarbonatação. Ou seja, os fertilizantes granulados de cálcio e/ou magnésio que contenham na sua composição óxidos e/o hidróxidos se tornam carbonatos ao longo do tempo, inibindo a desagregação do grão. Isso os torna pouco ou completamente inertes, sem nenhuma eficiência agronômica.

[018] O potássio é um dos três principais macronutrientes primários. O potássio não faz parte de nenhum composto orgânico na planta, portanto não tem função estrutural. No entanto, sua principal função nas plantas é de ativador enzimático. Ele também desempenha funções nos processos fisiológicos fundamentais às plantas, como a abertura e fechamento dos estômatos, fotossíntese e transporte de carboidratos no floema. Potássio traz maior eficiência no uso da água, atenua estresses hídricos e térmicos, propiciando maior resistência das plantas a fatores como seca e geada, mantém ο pH da planta, aumentando a resistência ao ataque de agentes patógenos.

[019] Normalmente o potássio é suprido através dos fertilizantes que possuem em sua composição sais de potássio solúveis. Os fertilizantes mais usados na agricultura incluem cloreto de potássio, sulfato de potássio e nitrato de potássio.

[020] Portanto, o grande desafio para criação de um fertilizante ideal de cálcio e/ou magnésio e potássio é conseguir obter um fertilizante, que contenha cálcio e/ou magnésio e potássio em grãos que apresentem boa resistência e sejam desagregáveis, desfazendo-se em partículas muito finas em contato com solo e que não se desfaçam ou percam a resistência durante períodos de estocagem, transporte, manuseio e aplicação. O desafio maior é conseguir incluir no mesmo fertilizante pelo menos uma fonte de cálcio e/ou magnésio que compreenda cálcio e/ou magnésio na forma química de óxido e/ou hidróxido.

ESTADO DA TÉCNICA

[021] São conhecidas do estado da técnica diversas soluções relativas à granulação e fabricação de insumos agrícolas com grãos resistentes ao manuseio e estocagem e grãos cuja constituição permita a desagregação no solo de modo adequado.

[022] Nesse sentido, o documento patentário norte americano de número US5228895A revela e descreve uma mistura de fertilizante contendo carbonato de cálcio que impede o aumento da acidez do solo e que, devido à propriedade floculante de carbonato de cálcio, melhora a estrutura do solo e estimula a atividade microbiana no solo. Ao invés de prover um aglomerado simples na forma de uma matriz ligante de carbonato de cálcio CaCO3, a invenção descrita em US5228895A provê aglomerados em que apenas a camada externa destes está em forma de matriz.

[023] Apesar de citar a desagregação no solo dos grãos obtidos pelo processo como adequada, o documento US5228895A não cita e nem sugere em que tempo e condições ocorre essa desagregação, limitando-se a mencionar que os grãos se desagregam prontamente no solo. Adicionalmente, o processo de obtenção do aglomerado é complexo e oneroso, uma vez que se baseia na aplicação de uma camada de aditivo endurecedor sobre o calcário previamente granulado com água. Além disso, o referido documento se limita ao uso exclusivo do CaCO3.

OBJETIVOS DA INVENÇÃO

[024] Um dos objetivos da presente invenção é, portanto, prover um método de obtenção de um fertilizante de cálcio e/ou magnésio e potássio a partir de fontes de cálcio e/ou magnésio, onde pelo menos uma das fontes possua cálcio e/ou magnésio na forma de óxido ou hidróxido, e de fontes de potássio, e que desagregue em partículas finas no solo para maximizar o efeito agronômico de todos os seus componentes. A porcentagem de desagregação do fertilizante final deve ser tal que, no mínimo 30%, mais preferencialmente mais de 50% e ainda mais preferencialmente mais de 70% dos grãos passem em uma malha de 0,3 mm após uma hora de contato com a água. Outro objetivo da presente invenção é um fertilizante de cálcio e/ou magnésio e potássio obtido a partir do método de acordo com a invenção.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[025] É descrito aqui um método para obtenção de fertilizante de cálcio e/ou magnésio e potássio granulado desagregável, compreendendo as seguintes etapas:

i. escolha das fontes de cálcio e/ou magnésio e potássio;
ii. preparação das fontes de cálcio e/ou magnésio e potássio;
iii. mistura das fontes de cálcio e/ou magnésio;
iv. granulação; e
V. secagem,

em que as fontes de potássio são adicionadas às fontes de cálcio e/ou magnésio na etapa ii, iii ou iv, e
em que pelo menos uma fonte de cálcio e/ou magnésio está na forma química de óxido e/ou hidróxido dos referidos elementos.

[026] Em uma modalidade da invenção, a etapa i. compreende escolher fontes de cálcio e/ou de magnésio a partir de uma ou mais fontes, incluindo sem se limitar a calcário calcítico, calcário dolomítico, calcário magnesiano, magnesita, escória, termofosfatos, gesso, fosfogesso, lama de cal, óxidos de cálcio, óxidos de magnésio, hidróxidos de cálcio, hidróxidos de magnésio, cal virgem, cal hidratada, cal calcítica, cal magnesiana e cal dolomítica.

[027] Em uma modalidade adicional da invenção, a etapa i compreende escolher fontes de potássio a partir de uma ou mais fontes, incluindo sem se limitar a acetato de potássio, citrato de potássio, borato de potássio, cloreto de potássio, sulfato de potássio, nitrato de potássio, fosfato monopotássico, fosfato tripotássico, carbonato de potássio, bicarbonato de potássio, fosfito de potássio, silvinita, cainita, silvina, carnallita, glauconita, polihalita.

[028] Em uma modalidade da invenção, a etapa ii compreende moagem das fontes de cálcio e/ou magnésio e potássio até obtenção de uma granulometria inferior a 2 milímetros, preferencialmente inferior a 0,3 milímetros e mais preferencialmente inferior a 0,045 milímetros.

[029] Em uma modalidade da invenção, a etapa ii compreende ainda hidratar as fontes de cálcio e/ou magnésio provenientes de fontes de óxidos e/ou umidificar as fontes de cálcio e/ou magnésio provenientes de fontes de hidróxidos.

[030] Em uma modalidade preferida da invenção, as fontes de cálcio e/ou magnésio hidratadas e/ou umidificadas são mantidas em descanso por pelo menos 24 horas, mais preferencialmente por mais de 168 horas antes da etapa iii.

[031] Em uma modalidade da invenção, o método compreende adicionalmente a adição de agentes quelantes durante hidratação e/ou umidificação da etapa ii, na etapa iii, na etapa iv ou ao final do método na superfície do grão fertilizante final seco.

[032] Particularmente, os agentes quelantes podem incluir sem se limitar a EDTA, etilenodiamina, DPPE, ácidos húmicos, ácidos fúlvicos e humatos, ou misturas destes.

[033] Em uma modalidade da invenção, o método compreende adicionalmente a adição de micro e/ou macro nutrientes durante hidratação e/ou umidificação da etapa ii, na etapa iii, na etapa iv ou ao final do método na superfície do grão fertilizante final seco.

[034] Particularmente, os micro e/ou macro nutrientes podem incluir sem se limitar a nitrogênio, fósforo, enxofre, ferro, cloro, boro, zinco, cobre, níquel e molibdênio, bem como sais, óxidos, hidróxidos, complexos orgânicos ou complexos quelados dos mesmos, ou misturas destes.

[035] Em uma modalidade da invenção, a etapa de secagem v ocorre a uma temperatura entre 50⍛C e 150⍛C, preferencialmente entre 90⍛C e 110⍛C.

[036] É descrito aqui ainda um fertilizante de cálcio e/ou magnésio e potássio granulado desagregável, o qual é obtido pelo método acima descrito.

[037] É descrito aqui ainda um fertilizante de cálcio e/ou magnésio e potássio granulado desagregável, compreendendo:

(a) de 0% a 50% em peso de cálcio, expresso como Ca elementar;
(b) de 0% a 38% em peso de magnésio, expresso como Mg
elementar;
(c) de 5% a 55% em peso de potássio, expresso como K2O;
(d) de 0% e 20% em peso de agente quelante; e
(e) de 0% e 20% em peso de micro e/ou macro nutrientes,

em que o cálcio e/ou magnésio é(são) proveniente(s) de pelo menos uma fonte que contém óxido e/ou hidróxido dos referidos elementos.

[038] Em uma modalidade preferida da invenção, a porcentagem de desagregação do fertilizante final deve ser tal que, no mínimo 30%, mais preferencialmente mais de 50% e ainda mais preferencialmente mais de 70%, dos grãos passem em uma malha de 0,3 mm após uma hora de contato com a água.

[039] Em uma modalidade preferida da invenção, o fertilizante apresenta uma umidade abaixo de 4%, preferencialmente abaixo de 2%, mais preferencialmente abaixo de 1%.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO Método de obtenção de fertilizante de cálcio e/ou magnésio e potássio granulado desaqreaável

[040] Um método para obtenção de um fertilizante de cálcio e/ou magnésio e potássio granulado desagregável, de acordo com a presente invenção, compreende as seguintes etapas (não necessariamente na ordem abaixo):

- escolha das fontes de cálcio e/ou magnésio e potássio;
- preparação das fontes de cálcio e/ou magnésio e potássio;
- mistura das fontes de cálcio e/ou magnésio e potássio;
- opcionalmente, a adição de agentes quelantes;
- opcionalmente, a adição de micro e/ou macro nutrientes;
- granulação; e
- secagem.

[041] As etapas acima serão agora descritas detalhadamente com o embasamento de resultados práticos de exemplos e testes não limitantes do escopo da presente invenção.

Escolha das fontes de cálcio, magnésio e potássio

[042] As fontes fornecedoras de cálcio, magnésio e potássio podem ser escolhidas partindo da disponibilidade da matéria prima ou necessidade do cliente final, baseada nas necessidades agronômicas e nas exigências de fornecimento de cálcio, magnésio e potássio para cada cultura. É possível fazer mistura entre várias fontes ou escolher somente uma delas para fabricar o fertilizante proposto na presente invenção. As fontes de cálcio, magnésio e potássio podem apresentar alta ou baixa solubilidade. Porém, é preferível usar na mistura fontes de cálcio e/ou magnésio com solubilidade em água inferior à 1g/litro, incluindo, mas não se limitando ao calcário calcítico, calcário dolomítico, calcário magnesiano, magnesita, escória, termofosfatos, gesso, fosfogesso, lama de cal, óxidos de cálcio, óxidos de magnésio, hidróxidos de cálcio, hidróxidos de magnésio, cal virgem, cal hidratada, cal calcítica, cal magnesiana, cal dolomítica, ou misturas destes.

[043] Além disso, pelo menos uma das fontes escolhidas deve conter na sua composição óxidos e/ou hidróxidos de cálcio e/ou magnésio, incluindo, mas não se limitando ao óxido de cálcio, óxido de magnésio, hidróxido de cálcio, hidróxido de magnésio, cal virgem, cal hidratada, cal calcítica, cal magnesiana, cal dolomítica, ou misturas destes.

[044] A escolha das fontes leva em conta também a porcentagem desejada de cálcio e magnésio no fertilizante final. Assim, a matéria prima escolhida como fonte de cálcio e/ou magnésio poderá ter somente cálcio, somente magnésio ou os dois em qualquer proporção demandada pela necessidade da cultura onde o fertilizante final será usado. O uso de uma ou mais fontes diferentes combinadas permite obter no fertilizante final, cálcio, expresso na forma elementar como Ca variando de 0% a 50%, em peso, e magnésio, expresso na forma elementar como Mg variando de 0% a 38%, em peso.

[045] As fontes de potássio compreendem sais de potássio isoladamente ou a mistura de diversas fontes, incluindo, de forma não limitante, acetato de potássio, citrato de potássio, borato de potássio, cloreto de potássio, sulfato de potássio, nitrato de potássio, fosfato monopotássico, fosfato tripotássico, carbonato de potássio, bicarbonato de potássio, fosfito de potássio ou minerais que contenham sais de potássio isolados ou associados aos outros sais, incluindo mas não se limitando a glauconita, silvinita, cainita, silvina, carnallita, polihalita e afins.

[046] A escolha das fontes leva em conta também a porcentagem desejada de potássio no fertilizante final. O uso de uma única fonte ou combinação de várias fontes de potássio permite obter no fertilizante final, o potássio expresso na forma de K2O, em peso, variando de 5% até 55%.

Preparação das fontes de cálcio e/ou magnésio e potássio

[047] A granulometria das fontes de cálcio, magnésio e potássio escolhidas deve ser inferior a 2 milímetros, preferencialmente inferior a 0,3 milímetros e mais preferencialmente inferior a 0,045 milímetros. Portanto, se as fontes escolhidas não estiverem dentro dessas faixas de granulometria, 0 preparo destas compreenderá moagem até obtenção da granulometria acima mencionada. Quando a fonte escolhida for usada solubilizada em água, a sua granulometria original é irrelevante.

[048] Para atingir a desagregação desejada, as fontes de cálcio e/ou magnésio, que contêm na sua composição cálcio e/ou magnésio na forma química de óxidos e/ou hidróxidos e que incluem, sem se limitar a, óxidos de cálcio, óxidos de magnésio, hidróxidos de cálcio, hidróxidos de magnésio, cal virgem, cal hidratada, cal calcítica, cal magnesiana, cal dolomítica, devem ainda passar por uma preparação adicional, a qual consiste na sua hidratação, no caso dos óxidos, e umidificação, no caso dos hidróxidos, antes da granulação.

[049] A desagregação de grão em contato com água é avaliada de acordo com um procedimento que se inicia pela pesagem de uma massa inicial do produto em grão (m1). A seguir, o produto em grão e água suficiente para cobri-lo são dispostos em uma cápsula. Após uma hora, toda suspensão é transferida com ajuda da pipeta para uma peneira ABNT 50 (abertura de 0,3 mm). A peneira, junto com o resíduo da desagregação, é lavada em água corrente. O resíduo que sobrou na peneira após a lavagem é transferido para uma cápsula e seco em uma estufa a 100⍛C. Após a secagem, o resíduo final é pesado, obtendo-se a massa m2. A desagregação do produto é calculada pela fórmula a seguir:

[050] A desagregação desejada deve ser no mínimo 30%, mais preferencialmente mais de 50% e mais preferencialmente mais de 70% dos grãos passantes em uma malha de 0,3 mm após uma hora de contato com a água.

[051] A hidratação pode ser realizada de duas formas. Na primeira forma, as fontes que contém óxidos de cálcio e/ou magnésio devem ser hidratadas com grande excesso de água. A quantidade de água a ser adicionada deve ser tal que, a umidade final da fonte de cálcio e/ou magnésio seja entre 5% e 30%, mais preferencialmente entre 10% e 20%. Opcionalmente, para hidratação poderá ser usada a solução dos sais de potássio escolhidos para a obtenção do fertilizante.

[052] A fonte de cálcio e/ou magnésio que contenha óxidos preparada desta forma deve ser mantida em descanso por pelo menos 24 horas, mais preferencialmente por mais de 168 horas.

[053] O descanso compreende a manutenção das fontes de cálcio e/ou magnésio hidratadas com excesso de água em repouso, com homogeneizações periódicas quando necessário e manutenção do teor de umidade desejado.

[054] Na segunda forma, as fontes que contêm óxidos de cálcio e/ou magnésio devem ser hidratadas em pasta. Para tal, a fonte contendo óxidos de cálcio e/ou magnésio deve ser misturada com água numa proporção que varia entre 1:1 em peso de fonte e água até 1:6 em peso de fonte e água. A proporção exata dependerá da fonte de cálcio e/ou magnésio escolhida e da sua reatividade. Opcionalmente, para hidratação poderá ser usada a solução dos sais de potássio escolhidos para a obtenção do fertilizante.

[055] A pasta final formada a partir de fontes de óxido de cálcio e/ou magnésio deve ter preferencialmente entre 10% a 50% em massa de sólidos em suspensão.

[056] A pasta assim formada também deve passar por um período de descanso por pelo menos 24 horas, mais preferencialmente por mais de 168 horas.

[057] O descanso compreende a manutenção das fontes de cálcio e/ou magnésio hidratadas em pasta em repouso, com homogeneizações periódicas, quando necessário, para evitar a decantação de sólidos em suspensão.

[058] Para as fontes que contém hidróxidos de cálcio e/ou magnésio, é dispensada a etapa da hidratação, porém uma etapa de umidificação e descanso pode ser necessária para atingir uma boa desagregação do fertilizante final.

[059] De forma similar à hidratação, a umidificação pode ser realizada de duas formas. Na primeira, água ou solução de sais de potássio escolhidos para a obtenção do fertilizante é adicionada em excesso às fontes que contém os hidróxidos de cálcio e/ou magnésio para que a umidade final da fonte de cálcio e/ou magnésio esteja entre 5% e 30%, mais preferencialmente entre 10% e 20%.

[060] Na segunda forma, a fonte contendo hidróxidos de cálcio e/ou magnésio deve ser misturada com água ou solução dos sais de potássio escolhidos para a obtenção do fertilizante numa proporção que varia entre 1:1 em peso de fonte e água até 1:6 em peso de fonte e água. A proporção exata dependerá da fonte de cálcio e/ou magnésio escolhida e da sua reatividade. A pasta final formada a partir de fontes de hidróxido de cálcio e/ou magnésio deve ter preferencialmente entre 10% a 50% em massa de sólidos em suspensão.

[061] A fonte de cálcio e/ou magnésio que contenha hidróxidos preparada por meio de qualquer uma destas formas deve ser mantida em descanso por pelo menos 24 horas, mais preferencialmente por mais de 168 horas.
O descanso compreende a manutenção das fontes de cálcio e/ou magnésio em repouso, com homogeneizações periódicas, quando necessário, e manutenção do teor de umidade desejado.

Mistura das fontes de cálcio e/ou magnésio e potássio

[062] A mistura entre as fontes de cálcio e/ou magnésio e de potássio deve ser intensa, garantindo que todos os componentes estejam bem misturados, e que a mistura final seja homogênea em toda a sua extensão.

[063] As fontes de potássio podem ser adicionadas às fontes de cálcio e/ou magnésio na forma seca ou em solução durante a hidratação e/ou umidificação das fontes de cálcio e/ou magnésio que contenham na sua composição óxidos e/ou hidróxidos de cálcio e/ou magnésio, ou durante a mistura das referidas fontes de cálcio e/ou magnésio, ou ainda durante a granulação.

[064] Para realizar a mistura pode ser utilizado qualquer equipamento capaz de garantir uma mistura homogênea, incluindo, mas não se limitando aos misturadores de tambor, misturadores em Y, misturadores de rosca, misturadores intensivos, misturadores de cones, de fita e afins adequados.

Adição de agentes quelantes

[065] A adição de agentes quelantes é opcional e visa aumentar o tempo de estocagem com preservação da desagregação do grão no solo.

[066] Os quelantes podem ser escolhidos, mas não limitados ao grupo constituído de EDTA, etilenodiamina, DPPE, ácidos húmicos, ácidos fúlvicos, humatos e afins adequados, ou misturas destes.

[067] Os quelantes podem ser adicionados durante hidratação e/ou umidificação, diretamente na mistura das fontes em forma seca na etapa de mistura, adicionados em solução durante a etapa de granulação ou aplicadas posteriormente na superfície do grão do fertilizante final seco.

[068] A porcentagem do quelante na composição final de fertilizante de cálcio e/ou magnésio e potássio desagregável deve estar entre 0% e 20% em peso, mais preferencialmente entre 0,1% e 5% em peso.

Adição de micro e/ou macro nutrientes

[069] A adição de micro e/ou macro nutrientes é opcional e visa fornecer estes nutrientes às plantas.

[070] Os micro e macro nutrientes podem ser escolhidos, mas não limitados a elementos selecionados do grupo constituído de nitrogênio, fósforo, enxofre, ferro, cloro, boro, zinco, cobre, níquel, molibdênio e afins adequados, ou misturas destes.

[071] A adição do micro e/ou macro nutriente pode ser realizada através de adição dos seus respectivos sais, óxidos, hidróxidos, complexos orgânicos ou complexos quelados, isoladamente ou em mistura.

[072] Os micro e macro nutrientes podem ser adicionados durante hidratação e/ou umidificação, diretamente na mistura das fontes em forma seca na etapa de mistura, adicionados em solução durante a etapa de granulação ou aplicadas posteriormente na superfície do grão do fertilizante final seco.

[073] A porcentagem do micro e macronutrientes na composição final de fertilizante de cálcio e/ou magnésio e potássio desagregável pode estar entre 0% e 20% em peso, mais preferencialmente entre 1% e 5% em peso.

Granulação

[074] A granulação do fertilizante de cálcio e/ou magnésio e potássio desagregável pode ocorrer em qualquer equipamento de granulação, incluindo, mas não limitado a equipamentos selecionados do grupo constituído de misturador intensivo, granulador de tambor, granulador de prato, granulador de pinos, extrusora, peletizadora, granuladores a seco de rolos por pressão e afins adequados.

[075] A granulação objetiva produzir grãos do fertilizante com granulometria entre 0,3 a 4 milímetros, mais preferencialmente, entre 2 e 3 milímetros.

[076] A granulação pode ser realizada por via seca ou líquida, sendo que neste último caso, o líquido de granulação pode ser escolhido, sem se limitar, do grupo constituído de água, álcoois, glicerina, solução de sais, por exemplo, solução de sais de potássio acima citados ou afins adequados.

Secagem

[077] A secagem dos grãos de fertilizantes de cálcio e/ou magnésio e potássio desagregável pode ser realizada em qualquer equipamento de secagem.

[078] A temperatura de secagem deve ser escolhida entre 50⍛C e 150⍛C, preferencialmente entre 90⍛C e 110⍛C.

[079] A umidade final do fertilizante deve ficar abaixo de 4%, preferencialmente abaixo de 2%, mais preferencialmente abaixo de 1%.

Fertilizante de cálcio e/ou magnésio e potássio granulado desagregável

[080] Um fertilizante de cálcio e/ou magnésio e potássio granulado desagregável de acordo com a presente invenção compreende:

a) cálcio e/ou magnésio e potássio;
b) opcionalmente, pelo menos um agente quelante; e
c) opcionalmente, pelo menos um micro e/ou macro nutriente, em que o cálcio e/ou magnésio é(são) proveniente(s) de pelo menos uma fonte que contém óxido e/ou hidróxido dos referidos elementos.

[081] A concentração de cada elemento do fertilizante é definida de acordo com a necessidade do cliente e da cultura agrícola, onde o fertilizante proposto será aplicado.

[082] A concentração de cálcio na composição final do fertilizante expresso como Ca elementar varia de 0% a 50%, em peso. A concentração de magnésio na composição final do fertilizante expresso como Mg elementar varia de 0% a 38%, em peso.

[083] O cálcio e magnésio provêm de uma única fonte ou mistura de várias fontes que contenham cálcio e/ou magnésio compreendendo, mas não sendo limitado a calcário calcítico, calcário dolomítico, calcário magnesiano, magnesita, escória, termofosfatos, gesso, fosfogesso, lama de cal, óxidos de cálcio, óxidos de magnésio, hidróxidos de cálcio, hidróxidos de magnésio, cal virgem, cal hidratada, cal calcítica, cal magnesiana, cal dolomítica, ou mistura destes.

[084] Pelo menos uma fonte empregada deverá ter na sua composição cálcio e magnésio na forma química de óxidos e/ou hidróxidos, incluindo, mas não se limitando a óxidos de cálcio, óxidos de magnésio, hidróxidos de cálcio, hidróxidos de magnésio, cal virgem, cal hidratada, cal calcítica, cal magnesiana, cal dolomítica, ou mistura destes.

[085] A participação em massa da fonte que contenha cálcio e/ou magnésio na forma de óxidos e/ou hidróxidos depende dos fatores agronômicos, incluindo a cultura onde o fertilizante será aplicado e o solo onde 0 fertilizante será usado. Desta forma essa participação poderá variar de 10% a 100% em peso da massa de todas as fontes fornecedoras de cálcio e/ou magnésio.

[086] A concentração do potássio na composição final do fertilizante expresso na forma de K2O varia entre 5% e 55%, em peso.

[087] O potássio provém dos sais de potássio selecionados a partir de, mas não limitados a sais de potássio, incluindo, de forma não limitante, acetato de potássio, citrato de potássio, borato de potássio, cloreto de potássio, sulfato de potássio, nitrato de potássio, fosfato monopotássico, fosfato tripotássico, carbonato de potássio, bicarbonato de potássio, fosfito de potássio ou minerais que contenham sais de potássio isolados ou associados aos outros sais, incluindo mas não se limitando a glauconita, silvinita, cainita, silvina, carnallita, polihalita e afins.

[088] A granulometria das fontes de cálcio, magnésio e potássio escolhidas deve ser inferior a 2 milímetros, mais preferencialmente inferior a 0,3 milímetros e mais preferencialmente, inferior a 0,045 milímetros. Ressalta-se, no entanto, que quando a fonte escolhida for adicionada na forma de solução, sua granulometria original será irrelevante.

[089] O fertilizante da presente invenção pode ainda compreender um agente quelante, podendo ser escolhido, mas não limitado ao grupo constituído de EDTA, etilenodiamina, DPPE, ácidos húmicos, ácidos fúlvicos, humatos e afins adequados, ou misturas destes.

[090] A concentração do quelante na composição final do fertilizante varia entre 0% e 20% em peso, preferencialmente entre 0,1% e 5% em peso.

[091] O fertilizante da presente invenção pode ainda compreender micro e/ou macro nutrientes, podendo estes serem escolhidos de, mas não limitados a elementos selecionados do grupo constituído de nitrogênio, fósforo, enxofre, ferro, cloro, boro, zinco, cobre, níquel, molibdênio e afins adequados, ou misturas destes.

[092] A concentração do micro e/ou macro nutrientes na composição final do fertilizante varia entre 0% e 20% em peso, preferencialmente entre 1 % e 5% em peso.

[093] A porcentagem de desagregação do fertilizante final deve ser tal que, no mínimo 30%, mais preferencialmente mais de 50% e ainda mais preferencialmente mais de 70% dos grãos passem em uma malha de 0,3 mm após uma hora de contato com a água.

[094] Como descrito acima, a desagregação do grão em contato com água é avaliada de acordo com um procedimento que se inicia pela pesagem de uma massa inicial do produto em grão (m1). A seguir, o produto em grão e água suficiente para cobri-lo são dispostos em uma cápsula. Após uma hora, toda suspensão é transferida com ajuda da pipeta para uma peneira ABNT 50 (abertura se 0,3 mm). A peneira, junto com o resíduo da desagregação, é lavada em água corrente. O resíduo que sobrou na peneira após a lavagem é transferido para uma cápsula e seco em uma estufa a 100⍛C. Após a secagem, o resíduo final é pesado, obtendo-se a massa m2. A desagregação do produto é calculada pela fórmula a seguir:

[095] O fertilizante de cálcio e/ou magnésio e potássio desagregável da presente invenção apresenta uma granulometria entre 0,3 a 4 milímetros, mais preferencialmente, entre 2 e 3 milímetros.

[096] O fertilizante de cálcio e/ou magnésio e potássio desagregável da presente invenção apresenta umidade abaixo de 4%, preferencialmente abaixo de 2%, mais preferencialmente abaixo de 1%.

[097] O fertilizante de cálcio e/ou magnésio e potássio desagregável da presente invenção apresenta uma resistência superior a 0,5 kgf/cm2 (49,033 kPa).

Exemplos

[098] Os exemplos não limitantes a seguir servem à demonstração do efeito técnico obtido pela presente invenção.
Exemplo 1: para o preparo do fertilizante de cálcio, magnésio e potássio desagregável foi escolhido óxido de cálcio e magnésio, que foi hidratado com umidade residual livre após o término da hidratação de 18% e descansado por 48 horas, como fonte de cálcio e magnésio e cloreto de potássio como fonte de potássio. Não foi utilizado nenhum quelante. Em um granulador-misturador intensivo foram misturados 800 g de hidróxido de cálcio e magnésio e 200 g de cloreto de potássio. As fontes utilizadas apresentavam granulometria inferior a 0,3 mm. Os grãos de fertilizante formados entre 2 e 3 milímetros foram secos a 100⍛C na estufa. O fertilizante de cálcio, magnésio e potássio granulado desagregável assim obtido apresentou uma resistência de 1,3 kgf/cm2 (127,48 kPa) e 74% dos grãos desagregaram em água após uma hora. O método para calcular a desagregação utilizado foi aqui anteriormente descrito. A composição final do fertilizante continha 20% em peso de Ca, 12% em peso de Mg e 12% em peso de K2O.
Exemplo 2: para o preparo de fertilizante de magnésio e potássio desagregável foi escolhido hidróxido magnésio como fonte de magnésio e cloreto de potássio como fonte de potássio. Não foi utilizado nenhum quelante. O hidróxido de magnésio foi umidificado com excesso de água, de forma a apresentar umidade final de 20%, e descansado por 24 horas. Em um granulador-misturador intensivo foram misturados 450 g de hidróxido de magnésio e 550 g de cloreto de potássio. As fontes utilizadas apresentavam granulometria inferior a 0,3 mm. Os grãos de fertilizante formados entre 2 e 3 milímetros foram secos a 100⍛C na estufa. O fertilizante de magnésio e potássio granulado desagregável assim obtido apresentou uma resistência de 3,04 kgf/cm2 (298,12 kPa) e 85% dos grãos dispersaram em água após uma hora. O método para calcular a desagregação utilizado foi aqui anteriormente descrito. A composição final do fertilizante continha 0% em peso de Ca, 15% em peso de Mg e 33% em peso de K2O.
Exemplo 3: para o preparo do fertilizante de cálcio, magnésio e potássio desagregável foi escolhido óxido de cálcio e magnésio, que foi hidratado com umidade residual livre após 0 término da hidratação de 18% e descansado por 48 horas. Outra fonte de cálcio selecionada foi fosfogesso. Utilizou-se 0 cloreto de potássio como fonte de potássio. Não foi utilizado nenhum quelante. Em um granulador-misturador intensivo foram misturados 450 g de hidróxido de cálcio e magnésio, 300 g de fosfogesso e 250 g de cloreto de potássio. As fontes utilizadas apresentavam granulometria inferior a 0,3 mm. Os grãos de fertilizante formados entre 2 e 3 milímetros foram secos a 100⍛C na estufa. O fertilizante de cálcio, magnésio e potássio granulado desagregável assim obtido apresentou uma resistência de 1,2 kgf/cm2 (117,68 kPa) e 44% dos grãos desagregaram em água após uma hora. O método para calcular a desagregação utilizado foi aqui anteriormente descrito. A composição final do fertilizante continha 16% em peso de Ca, 7% em peso de Mg, 4% de S e 15% em peso de K2O.

Considerações finais

[099] É de se notar que o método para obtenção de fertilizante de cálcio e/ou magnésio e potássio granulado desagregável e o fertilizante de cálcio e/ou magnésio e potássio, de acordo com a presente invenção, são novos e inventivos em relação ao estado da técnica pertinente, além de serem dotados de aplicação industrial.

Conclusão

[0100] Será facilmente compreendido por aqueles versados na técnica que modificações podem ser realizadas na presente invenção sem com isso se afastar dos conceitos expostos na descrição acima. Essas modificações devem ser consideradas como compreendidas pelo escopo da presente invenção. Consequentemente, as concretizações particulares descritas em detalhe anteriormente são somente ilustrativas e exemplares e não limitativas quanto ao escopo da presente invenção, ao qual deve ser dada a plena extensão das reivindicações em anexo e de todos e quaisquer equivalentes da mesma.

Claims

Método para obtenção de fertilizante de cálcio e/ou magnésio e potássio granulado desagregável, caracterizado pelo fato de compreender as seguintes etapas:
- i. escolha das fontes de cálcio e/ou magnésio e potássio;
- ii. preparação das fontes de cálcio e/ou magnésio e potássio;
- iii. mistura das fontes de cálcio e/ou magnésio;
- iv. granulação; e
- V. secagem,
em que as fontes de potássio são adicionadas às fontes de cálcio e/ou magnésio na etapa ii, iii ou iv, e
em que pelo menos uma fonte de cálcio e/ou magnésio está na forma química de óxido e/ou hidróxido dos referidos elementos.
Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a etapa i. compreender escolher fontes de cálcio e/ou de magnésio a partir de uma ou mais fontes, compreendendo calcário calcítico, calcário dolomítico, calcário magnesiano, magnesita, escória, termofosfatos, gesso, fosfogesso, lama de cal, óxidos de cálcio, óxidos de magnésio, hidróxidos de cálcio, hidróxidos de magnésio, cal virgem, cal hidratada, cal calcítica, cal magnesiana e cal dolomítica.
Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de a etapa i compreender ainda escolher fontes de potássio a partir de uma ou mais fontes, compreendendo acetato de potássio, citrato de potássio, borato de potássio, cloreto de potássio, sulfato de potássio, nitrato de potássio, fosfato monopotássico, fosfato tripotássico, carbonato de potássio, bicarbonato de potássio, fosfito de potássio, silvinita, cainita, silvina, carnallita, glauconita, polihalita.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de a etapa ii compreender moagem das fontes de cálcio e/ou magnésio e potássio até obtenção de uma granulometria inferior a 2 milímetros, preferencialmente inferior a 0,3 milímetros e mais preferencialmente inferior a 0,045 milímetros.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de a etapa ii compreender hidratação das fontes de cálcio e/ou magnésio provenientes de fontes de óxidos e/ou umidificação das fontes de cálcio e/ou magnésio provenientes de fontes de hidróxidos.
Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de compreender manter as fontes de cálcio e/ou magnésio hidratadas e/ou umidificadas em descanso por pelo menos 24 horas, mais preferencial mente por mais de 168 horas antes da etapa iii.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente a adição de agentes quelantes durante hidratação e/ou umidificação da etapa ii, na etapa iii, na etapa iv, ou ao final do método na superfície do grão fertilizante final seco.
Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato dos agentes quelantes serem selecionados a partir do grupo consistindo de EDTA, etilenodiamina, DPPE, ácidos húmicos, ácidos fúlvicos e humatos, ou misturas destes.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente a adição de micro e/ou macro nutrientes durante hidratação e/ou umidificação da etapa ii, na etapa iii, na etapa iv ou ao final do método na superfície do grão fertilizante final seco.
Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato dos micro e/ou macro nutrientes serem selecionados a partir do grupo consistindo de nitrogênio, fósforo, enxofre, ferro, cloro, boro, zinco, cobre, níquel e molibdênio, bem como sais, óxidos, hidróxidos, complexos orgânicos ou complexos quelados dos mesmos, ou misturas destes.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de a etapa de secagem v ocorrer a uma temperatura entre 50⍛C e 150⍛C, preferencialmente entre 90⍛C e 110⍛C.
Fertilizante de cálcio e/ou magnésio e potássio granulado desagregável, caracterizado por ser obtido pelo método definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11.
Fertilizante de cálcio e/ou magnésio e potássio granulado desagregável, caracterizado pelo fato de compreender:
- (a) de 0% a 50% em peso de cálcio, expresso como Ca elementar;
- (b) de 0% a 38% em peso de magnésio, expresso como Mg elementar;
- (c) de 5% a 55% em peso de potássio, expresso como K2O;
- (d) de 0% e 20% em peso de agente quelante; e
- (e) de 0% e 20% em peso de micro e/ou macro nutrientes,
em que o cálcio e/ou magnésio é(são) proveniente(s) de pelo menos uma fonte que contém óxido e/ou hidróxido dos referidos elementos.
Fertilizante de cálcio e/ou magnésio e potássio granulado desagregável de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato da porcentagem de desagregação do fertilizante ser tal que, no mínimo 30%, mais preferencialmente mais de 50% e ainda mais preferencialmente mais de 70%, dos grãos passem em uma malha de 0,3 mm após uma hora de contato com a água.
Fertilizante de cálcio e/ou magnésio e potássio granulado desagregável de acordo com a reivindicação 13 ou 14, caracterizado pelo fato de apresentar uma umidade abaixo de 4%, preferencialmente abaixo de 2%, mais preferencialmente abaixo de 1%.
Invenção de produto, processo, sistema, kit ou uso, caracterizada pelo fato de que compreende um ou mais elementos descritos no presente pedido de patente.