BR112015004322B1

BR112015004322B1 - Técnica de passivação de ureia e novo produto de ureia passivada, para fazer ureia ou composto baseado em ureia universalmente misturável

Info

Publication number: BR112015004322B1
Application number: BR112015004322-4A
Authority: BR
Inventors: Francois Ledoux
Original assignee: Yara International Asa
Priority date: 2012-08-29
Filing date: 2013-08-28
Publication date: 2021-06-22
Also published as: NO20120973A1; WO2014033160A2; CN104736499B; US20150210604A1; WO2014033160A3; NO341768B1; BR112015004322A2; EP2890662A2; AU2013307321A1; AU2013307321B2; EP2890662B1; US9487452B2; CA2882954C; CA2882954A1; CN104736499A

Abstract

TÉCNICA DE PASSIVAÇÃO DE UREIA E NOVO PRODUTO DE UREIA PASSIVADA, PARA FAZER UREIA OU COMPOSTO BASEADO EM UREIA UNIVERSALMENTE MISTURÁVEL. A invenção se refere a um método de produzir ureia passivada ou compostos à base de ureia para misturas de fertilizante em que as partículas de ureia são tratadas com um ácido mineral que reage com ureia e cria uma camada de agarramento. Posteriormente, uma base sólida em for ma de pó é adicionada em excesso às partículas para revestir a superfície de partícula acidificada. A invenção também se refere a uma mistura de fertilizante compreendendo a ureia passivada ou compostos à base de ureia com um ou ma is de AN ou composto à base de AN, produtos NS, superfosfatos, e mais genericamente com a priori a maioria dos compostos com os quais ureia é suscetível de reagir quando em contato direto. Uma mistura segura compreende mais de 40% em peso da ureia passivada.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção se refere à ureia e compostos baseados em ureia, e seu uso em fertilizantes nitrogenosos.

ANTECEDENTES

[0002] Ureia é atualmente o principal fertilizante nitrogenoso usado mundialmente. Ureia que é quimicamente pura tem um teor de nitrogênio de 46,6% de N (expresso como N). Ureia que é comumente disponível e usada como fertilizante é normalmente muito pura e tem tipicamente um teor de nitrogênio de 46% N. Ureia é, portanto, o fertilizante com a concentração mais elevada de nitrogênio, um dos motivos de sua popularidade.

[0003] Ureia pode ser aplicada como tal para fertilização nitrogenosa direta, ou em combinações com outros elementos, como, por exemplo, tipos de NS nos quais fontes de nitrogênio e enxofre são combinadas, tipos de NP (respectivamente NK) nos quais fontes de nitrogênio e fosfato (respectivamente potassa) são combinadas, NPK combinando os três principais nutrientes exigidos pelas culturas, etc.

[0004] Esses elementos diferentes podem ser combinados com ureia como uma mistura física de produtos diferentes, ou produtos sendo misturados/processados juntos em grânulos homogêneos, por exemplo, por granulação, compactação, etc.

[0005] Alguns exemplos de produtos à base de ureia: - produtos de NS como UAS que são misturas de ureia e sulfato de amônio, por exemplo, com um teor de N de 40% N, - NPK triplo 19 expresso em N/P2O5/K2O, que são combinações de ureia, DAP (fosfato de diamônio) e muriato de potassa (MOP), - etc.

[0006] Ureia e compostos à base de ureia são frequentemente misturados com outros fertilizantes para ajustar a fórmula e desse modo fornecer uma nutrição equilibrada com os diferentes elementos exigidos para o crescimento de planta. As principais vantagens de mistura são, evidentemente, que a partir de uma quantidade limitada de produtos disponíveis, é possível produzir virtualmente uma quantidade infinita de tipos ajustados à exigência, em um modo muito flexível. Entretanto, a mistura de ureia e de compostos à base de ureia é às vezes difícil ou mesmo impossível, devido à incompatibilidade química dos produtos. Referência é feita ao bem documento e explícito “Guidance for the compatibility of fertilizer blending materials” publicado por EFMA em junho de 2006.

[0007] Em particular, ureia e compostos a base de ureia utilizados em fertilizante são bem conhecidos como não sendo misturáveis com nitrato de amônio e produto à base de nitrato de amônio (CAN, NPK, etc.), bem como com superfosfatos (superfosfato único SSP, superfosfato triplo TSP, etc.) . Ureia e compostos à base de ureia são também conhecidos como sendo difíceis para misturar com nitrato de cálcio.

[0008] Essas incompatibilidades ou limitações de mistura têm causas diferentes.

[0009] Ao misturar produtos à base de ureia juntamente com compostos à base de nitrato de amônio, a mistura rapidamente se tornará úmida e absorve umidade a partir do ambiente em volta, transformando os grânulos de fluxo livre em uma lama úmida. Mesmo se absorção de umidade a partir da atmosfera em volta for evitada, a mistura se tornará úmida a partir de seu próprio teor de água presente desde o início. O motivo é que ureia e nitrato de amônio formam um sal duplo que é especialmente higroscópico. Assim que ureia e nitrato de amônio estão em contato, esse sal duplo está se formando e começa a se tornar líquido. Sendo mais higroscópico do que os constituintes iniciais, atrairá a umidade a partir do resto da mistura. A fase líquida formada dissolverá o produto em contato, desse modo formando mais sais duplos de UAN e aumentará o fenômeno que propagará ainda mais.

[00010] O efeito de incompatibilidade, por exemplo, com superfosfatos e nitrato de cálcio é diferente. Muitos sais contêm um pouco de água de cristalização, como superfosfatos e nitrato de cálcio. Na presença de tais sais, ureia tem a tendência geral de formar sais duplos, desse modo liberando a água de cristalização. Portanto, as misturas de ureia e compostos a base de ureia com SSP/TSP e com nitrato de cálcio também terão a tendência de se tornar lamacenta, independentemente da captação de umidade a partir do ambiente em volta.

[00011] Se esses produtos forem muito secos, então têm a possibilidade de ligar um pouco da água que seria liberada a partir dos sais duplos em formação com ureia, tornando a mistura ainda exeqüível. Esse é o motivo pelo qual na orientação de mistura pré-mencionada de EFMA, o comentário sobre nitrato de cálcio e ureia é feito: a compatibilidade é limitada, captação de umidade deve ser absolutamente evitada, portanto, citação: “considerar a umidade relativa durante mistura”.

[00012] É importante observar que a mistura de UAS com nitrato de cálcio é bem mais um problema, devido à formação de UAN (nitrato de amônio ureia) e subseqüente formação de fase líquida. Realmente, sulfato de amônio a partir de UAS pode reagir com nitrato de cálcio para formar nitrato de amônio e sulfato de cálcio, e nitrato de amônio forma o sal duplo UAN muito higroscópico como descrito acima.

[00013] No passado, houve um desenvolvimento de uma técnica permitindo a mistura de ureia com, por exemplo, TSP. Isso foi baseado em um revestimento de enxofre de um ou ambos os componentes. Tipicamente, ureia é revestida com aproximadamente 20% de enxofre derretido, para criar uma barreira forte isolando a ureia a partir do superfosfato. A abordagem oposta foi possível, isto é, para produzir TSP revestido com enxofre para tornar o mesmo misturável com ureia. Tal abordagem sofre de desvantagens significativas, que a presente invenção supera. Primeiramente de tudo tal camada de enxofre, se bem apertada, cria um efeito de liberação retardado uma vez que enxofre é insolúvel em água. Significa que um composto, ureia ou TSP dependendo de qual foi revestido com enxofre, terá algum efeito de liberação retardada que não é necessariamente o objetivo. Além disso, o invólucro de enxofre permanecerá por muito tempo no campo, não tendo virtualmente efeito positivo para a fertilização. Para obter um revestimento de enxofre adequado, tipicamente 20% de enxofre necessitam ser aplicados. Se menos, revestimento não é espesso o bastante e será imperfeito, levando à degradação ao longo do tempo da mistura. Esse revestimento atua então como um diluente do fertilizante sem trazer valor de fertilização extra. Além disso, enxofre é incompatível com nitrato de amônio, portanto, tal técnica de revestimento de enxofre não é aplicável a misturas contendo nitrato de amônio.

[00014] Com base no mesmo princípio de um revestimento insolúvel, podem-se mencionar as possibilidades de misturar um pouco de ureia revestida com polímero com, por exemplo, nitrato de amônio. Tal produto de ureia revestido de polímero é disponível, por exemplo, no mercado norte-americano, vide, por exemplo, revestimentos como descrito no pedido de patente internacional WO2012/064730. É produzido para obter um efeito de liberação lenta de ureia de nitrogênio. Graças a esse revestimento de liberação lenta, a mesma pode ser misturada com a maioria dos outros produtos, porém por natureza seu nitrogênio será liberado com retardo em comparação com os outros nutrientes. Além disso, tal revestimento de polímero não tem em si próprio valor de fertilização e dilui em vários por centos o teor de nitrogênio de ureia.

[00015] FR 2 686 861 descreve um procedimento de revestimento que substitui o revestimento tradicional com selagem dos fertilizantes em partículas por uma cápsula sólida. Provê aos fertilizantes uma melhor proteção e evita que os mesmos mais eficientemente aglutinem do que um revestimento tradicional o faz. O procedimento de revestimento é realizado por pulverizar os fertilizantes em partículas com um primeiro reagente na forma de uma base mineral, como magnésio, óxido de bário ou cálcio, seguido por uma solução aquosa de um segundo reagente, como ácido fosfórico, sulfúrico, nítrico ou cítrico que reage com o primeiro reagente para formar um cápsula sólida de um sal de metal. A aplicação da base e ácido tem de ser repetida duas vezes para formar a cápsula sólida. De acordo com essa patente o contato entre o ácido e o grânulo é evitado para impedir que o ácido forme uma pasta com o grânulo. Tal revestimento não aderiria suficientemente ao núcleo de fertilizante e não seria adequado em misturas.

[00016] Goodale e outros (Patente US no. 3.419.379) mostra um revestimento para grânulos de nitrato de amônio (NH4NO3) em que os grânulos foram primeiramente revestidos com um ácido super fosfórico ácido (H3PO4) ou óleo. Os grânulos úmidos foram então colocados em contato com materiais básicos como NH3, MgO, ou CO. O produto de reação do ácido com o material básico produziu um revestimento em torno dos grânulos que evitou que os mesmos aglutinassem e retardou sua dissolução em contato com solo úmido.

[00017] WO99/15480 se refere a um método para revestir fertilizantes em partículas como fertilizante de nitrogênio, fósforo e potássio (NPK) complexo, fertilizante do tipo nitrogênio e potássio (NK), fertilizante de nitrato de amônio (AN) , fertilizante de nitrato de cálcio (CN) ou ureia para reduzir a formação de pó e aglutinação durante manipulação e armazenagem. Não há referência a nenhuma mistura física. O método compreende aplicar uma solução aquosa de um ácido mineral, como ácido fosfórico, ácido sulfúrico, ácido nítrico ou ácido cítrico e uma base mineral, como óxido de magnésio, óxido de cálcio, óxido de bário, dolomita ou uma mistura de dois ou mais. O tratamento combinado é executado somente uma vez para formar um invólucro contendo nutriente de um sal de metal ou mistura de sais de metal no fertilizante em partículas. A razão entre o ácido e a base aplicada sobre os fertilizantes em partículas está entre 1,0 e 1,5 peso/peso. tal processo não resultaria em um revestimento adequado para fazer misturas de fertilizante.

[00018] A presente invenção supera essas desvantagens diferentes como liberação retardada ou diluição do teor de nutriente sem ocasionar propriedades de fertilização. Além disso, é barato de executar e especialmente adaptado para misturadores .

OBJETIVO DA INVENÇÃO

[00019] É o objetivo da presente invenção superar as incompatibilidades de mistura química de ureia e compostos à base de ureia e tornar a ureia universalmente misturável. Outro objetivo da invenção é encontrar um método de produzir compostos à base de ureia e ureia passivada. Um terceiro objetivo é obter uma mistura de ureia passivada e nitrato de amônio. Um objetivo adicional é obter mistura de fertilizante de nitrato de amônio segura.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[00020] Os objetivos da invenção são obtidos pelo produto e método descritos a seguir e como definido pelas reivindicações apensas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[00021] A invenção se refere a um método de produzir compostos à base de ureia ou ureia passivada, para misturas de fertilizante em que as partículas de ureia são tratadas com um ácido mineral que reage com ureia e cria uma camada de agarramento. Uma base sólida em forma de pó é posteriormente adicionada em excesso às partículas para revestir a superfície de partícula acidificada. O termo “passivação” é usado para expressar a incompatibilidade de mistura de ureia com compostos diferentes é um fenômeno que acontece na superfície das partículas, nos pontos de contato. A superfície da ureia é em geral ativa, visto que reações de superfície podem ocorrer com outros compostos. Nosso tratamento torna a superfície de ureia inativa, isto é, passiva, portanto, o termo passivação. As reações indesejáveis são bloqueadas graças a essa passivação. O termo passivação é também escolhido para insistir no fato de que essa invenção não é somente um “revestimento” ou simplesmente construindo uma camada de um terceiro composto, como aplicação de um revestimento espesso, por exemplo, de enxofre ou um polímero. É realmente sobre a execução de reações de superfície; primeiro ácido com ureia como uma camada de agarramento e a seguir ácido com base.

[00022] As partículas são preferivelmente tratadas com 0,1 a 2,0% em peso de ácido e 2 a 6% em peso de base. Um tratamento de ácido adicional é preferido. O ácido mineral pode ser selecionado de ácido sulfúrico, ácido fosfórico ou ácido nítrico, e a base sólida é selecionada de MgO, dolomita, Magnesita, calcário, calcita, giz, oxido de cálcio ou hidróxido de cálcio. Outros tratamentos preferidos incluem 0,2% em peso de ácido e 3-5,5% em peso de base e 0,9 a 1,0% em peso de ácido e 2,5 a 4,0% em peso de base sólida, com base no peso das partículas de ureia. Os compostos baseados em ureia são selecionados de ureia, UAS, NPK, NK, NP e ureia com micronutrientes. A ureia pode ser pré-tratada por secagem ou pré-aquecimento. O tratamento posterior por revestimento também é possível.

[00023] A invenção também se refere a uma mistura de fertilizante compreendendo os compostos baseados em ureia ou ureia passivada com um ou mais de um AN ou composto baseado em AN, produtos NS, superfosfatos e mais genericamente com a priori a maioria dos compostos com os quais ureia é suscetível a reagir quando em contato direto. Preferivelmente, a mistura compreende ureia ou compostos à base de ureia e compostos à base de nitrato de amônio. Os compostos de nitrato de amônio conteriam sais capazes de ligar água de cristalização, quando necessário. O sal é selecionado de nitrato de magnésio ou sulfato de magnésio ou misturas dos mesmos. Preferivelmente, a quantidade de sal é 0,5 a 3% em peso. uma mistura preferida compreende ureia passivada e nitrato de amônio com nitrato de magnésio. Uma mistura segura compreende mais de 40% em peso da ureia passivada.

[00024] Graças a um processo de passivação das partículas de ureia as mesmas são transformadas em um produto novo de ureia passivada. A superfície das partículas de ureia é tratada com uma pequena quantidade de ácido mineral, como ácido sulfúrico ou ácido fosfórico, que tem a propriedade de reagir com a ureia. Então uma base sólida em forma de pó, como óxido de magnésio ou dolomita, é adicionada em excesso para revestir a superfície acidificada, e reage com o ácido. A camada final passivará a superfície de ureia graças a uma combinação de 1) uma camada de agarramento feita de sais duplos de ureia, 2) sais de metal e 3) base não reagida.

[00025] Variações desse princípio são possíveis, porém um aspecto chave é claramente adicionar uma quantidade suficiente de ácido primeiramente para criar uma camada de agarramento. Se ácido for adicionado após o pó, então a camada de passivação é fraca, porque não adere suficientemente, e uma grande parte do pó é na realidade não fixa, porém perdida.

[00026] Como ureia e nitrato de amônio são os produtos mais difíceis de unir em uma mistura, o foco principal foi colocado em obter misturas adequadas desses dois compostos, a seguir estender o trabalho para outras aplicações como nitrato de cálcio e superfosfatos. A descrição se baseia em tornar possível tais misturas “impossíveis”, porém não limitado a isso. Realmente a técnica e produto novo desenvolvido de acordo com essa invenção são aplicáveis a outros campos/outras misturas etc.

[00027] A invenção também se refere a partículas passivadas de ureia ou compostos baseados em ureia tendo uma superfície que compreende sais duplos de ureia, sais de metal e base não reagida obtenível por tratar as partículas com um ácido mineral que reage com ureia e um excesso de uma base sólida em forma de pó.

PROCESSO

[00028] O núcleo do processo é utilizar um sistema onde síntese da camada de passivação possa ser realizada com homogeneidade suficiente. Tipicamente, um tambor de revestimento, ou um misturador rotativo, ou um recipiente, isto é, técnicas padrão utilizadas na indústria de fertilizante. Um caminhão de cimento, com sua seção rotativa, pode ser perfeito para a finalidade usado como unidade de mistura móvel. No resto do texto, o termo “tambor” é indiferentemente usado para essa seção do processo, porém não limitado ao mesmo. Por exemplo, todos os testes realizados para desenvolver essa invenção foram na realidade realizados em uma pequena escala, utilizando um misturador de concreto de aproximadamente 50 L.

[00029] O pré-tratamento e pós-tratamento antes e após o tambor podem ser utilizados, dependendo das condições efetivas, qualidade de materiais disponíveis, qualidade alvo do produto final, etc.

[00030] Por exemplo, se a ureia passivada deve ser transportada/armazenada após a passivação, adição de revestimento repelente a água pode ser de interesse, para manter a qualidade do produto até seu uso final. A adição de tal revestimento é uma etapa de processo padrão na indústria de fertilizante. Como tal não é núcleo da presente invenção, porém leva qualidade adicional para o produto.

[00031] O processo de produção pode ser realizado como um processo de batelada, ou continuamente.

PROCESSO DE BATELADA:

[00032] Para um processo de batelada os compostos diferentes seriam tipicamente introduzidos um a um, em uma sequência como: Ureia A seguir ácido A seguir pó alcalino A seguir ácido extra, se necessário A seguir revestimento, se necessário A seguir segundo composto como nitrato de amônio, TSP, etc.

PROCESSO CONTÍNUO:

[00033] É feit a referência à figura 1, mostrando um processo contínuo. Ureia (ou composto à base de ureia) é introduzida em um tambor de revestimento 1 preferivelmente após pré-tratamento. O ácido é adicionado, posteriormente o pó alcalino 2 e então ácido extra, se necessário. O pré- tratamento é como tal não necessário, porém pode ajudar. O pré-tratamento é tipicamente secagem e pré-secagem. Pode ser realizado, por exemplo, com um permutador de fluxo transversal como um equipamento de leito fluidificado, um aquecedor/secador de co-corrente ou contracorrente, ou, por exemplo, um aquecedor de fluxo de volume, etc. O pré- tratamento pode ser especialmente de interesse para aplainar flutuações de qualidade dos produtos que são usados, por exemplo, no caso os mesmos possam ter sofrido de captação de umidade entre o momento em que foram produzidos e o momento em que são usados para produzir a mistura. Além disso, se os produtos forem mais quentes do que a temperatura ambiente, limita a captação de umidade durante a manipulação. O pós- tratamento pode ser também realizado. Uma etapa de retirar pó 3 é evidentemente importante para melhorar a qualidade de produto, porém não é obrigatório. Se o produto não tiver o pó retirado, pó solto simplesmente terá tendência a acumular no fundo do saco no qual o produto seria armazenado. A secagem também é importante, e pode ser combinada com uma etapa de retirar pó. Durante a maioria dos experimentos, a secagem não foi realizada provando que não é exigida, porém evidentemente a remoção de água é sempre um benefício para assegurar propriedades de armazenagem mais elevadas do produto.

[00034] A secagem é de interesse específico, não somente para remover água das matérias primas ou absorvida durante o processamento, como também porque a reação do ácido com o pó alcalino produz água. Apenas para ilustrar com um exemplo

[00035] Se uma etapa de retirar pó for realizada, tipicamente pelo uso de ar, então esse ar é limpo 4 com técnicas padrão, preferivelmente utilizando técnicas secas como ciclones, eletrofiltros ou filtros de saco, por exemplo, permitindo uma reciclagem direta do pó de volta para o tambor 1 para reprocessamento. No caso de esfregação úmida, por exemplo, então integração de processo com, por exemplo, a usina de NPK pode ser otimizada, ou a produção de um fertilizante líquido utilizando o líquido de esfregação.

[00036] As partículas podem ser opcionalmente revestidas 5 por um revestimento padrão, antes de serem misturadas 6 com outros compostos em uma etapa final.

[00037] Filtração para calibrar o produto e remover partículas finas/tamanho grande/torrões devido, por exemplo, a incrustação progressiva do equipamento, também pode ser naturalmente realizada como pré- ou pós-tratamento ou ambos.

TESTE

[00038] Foi primeiramente estudado/observado que a mistura de grânulos de ureia de qualidade padrão juntamente com nitrato de amônio de qualidade padrão ou CAN foi às vezes possível, com a condição de que o produto era seco desde o início, ensacado para evitar qualquer captação de umidade, e armazenado em temperatura ambiente. Para simular condições mais resistentes, um teste de laboratório específico foi desenvolvido. Em particular temperaturas mais elevadas tipicamente encontradas localmente devido a radiações do sol quando os sacos são armazenados no exterior ou mesmo em alguns armazéns, onde a temperatura pode elevar significativamente. Uma temperatura genericamente aceita para simular tais condições de armazenagem é 50 graus C, isto é, tipicamente utilizada ao executar, por exemplo, testes de segurança na termociclagem de produtos AN.

[00039] Portanto, para avaliar o desempenho dos produtos testados durante o desenvolvimento dessa invenção, um teste denominado de jarro foi executado. O teste de jarro é como a seguir: em um recipiente de vidro de 1000 mL, 150 g de composto à base de ureia em uma forma granular são misturados com uma quantidade equivalente do outro composto, por exemplo, grânulos de nitrato de amônio, selados hermeticamente e armazenados durante 24 horas a 50 graus C. Uma vez que o recipiente é de vidro, é fácil observar o comportamento e a evolução do produto no interior. Esse teste é rigoroso, uma vez que o produto tem de resistir por 24 horas uma temperatura que é raramente atingida na maioria dos climas, e especialmente por tal período de tempo longo.

[00040] Os resultados a partir do teste de jarro são simples: - quando os produtos são bem misturáveis, mantêm seu aspecto, permanecendo em fluxo livre - ao contrário, quando os produtos não são misturáveis, como ureia com nitrato de amônio, então uma grande quantidade de fase de líquido é gerada, e grânulos não dissolvidos restantes são visíveis nessa fase de líquido. Quando a temperatura está esfriando, tudo cristaliza junto. - intermediariamente, existem situações diferentes: por exemplo, alguns poucos grânulos ficam metade aglomerados, metade fundidos juntos (tipicamente se, por exemplo, um grânulo de ureia estava presente sem ser passivada conforme a invenção), isto é, um fenômeno local não influenciando o resto. Ou um fenômeno global, quando, por exemplo, os grânulos estão ficando aderentes e lamacentos.

[00041] A segunda fase do desenvolvimento foi realizada como uma escala piloto por processo de batelada, utilizando um misturador de concreto de ~50L de volume tanto para passivação como para revestimento quando necessário, e um resfriador de leito fluidificado pequeno de 1 m2 para retirada de pó.

[00042] A invenção será adicionalmente ilustrada pelos seguintes exemplos:

[00043] Todas as misturas sólidas de dois compostos descritos nos exemplos abaixo foram realizadas em uma base 50/50, expressa em massa. AN (nitrato de amônio) foi AN33,5 estabilizado com nitrato de magnésio, exceto quando especificado de outro modo.

EXEMPLO 1

[00044] Produtos padrão foram misturados juntos em um jarro e expostos a um aumento de temperatura etapa por etapa.

[00045] Duas misturas foram preparadas no teste de jarro, o primeiro era grânulos de ureia misturadas com CAN estabilizado com sulfato de alumínio e o segundo CAN estabilizado com nitrato de magnésio.

[00046] Após serem expostas a 30 graus C, as duas misturas permaneceram corretas. A 40 graus C, a mistura com CAN estabilizou com sulfato de alumínio começou a se tornar úmida e liquefazer, enquanto a outra permaneceu em estado perfeito. A 50 graus C, as duas misturas se tornaram totalmente pastas.

EXEMPLO 2

[00047] No laboratório, grânulos de ureia foram submersos em um béquer cheio de ácido sulfúrico concentrado (96% em peso) em temperatura ambiente e agitados por 10 a 20 segundos para assegurar um bom contato da superfície de área e o ácido sem dissolver os grânulos no líquido.

[00048] Grânulos foram então extraídos e colocados em um filtro Buchner para uma primeira remoção do excesso de ácido, após o que papel foi usado para secar adicionalmente as amostras até atingir um peso constante. Os grânulos acidificados tinham um pH de 2,6. A quantidade de íons de amônio, NH4+, foi checada e se verificou ser somente 40 ppm, indicando que nenhuma ureia foi decomposta durante o tratamento, que teria mostrado a presença de íons de amônio (na forma de sulfato de amônio).

[00049] A superfície desses grânulos foi então tratada com pó de óxido de magnésio, pó de óxido de magnésio em excesso sendo removido por peneiração. Desse modo, o pH dos grânulos acidificados foi elevado de 2,6 para mais de 10. A análise química do produto indica que continha 0,85% de ácido sulfúrico equivalente e 2,8% de oxido de magnésio equivalente.

[00050] O produto resultante foi misturado com AN, e passado com sucesso pelo teste de jarro. Variações dos testes anteriores foram realizadas, utilizando respectivamente ácido fosfórico (tipo fertilizante, 54% de P2O5) e óxido de magnésio, porém também ácido sulfúrico com dolomita, e levando a resultados bem sucedidos similares. Testes adicionais foram então realizados em escala maior, utilizando ácido sulfúrico e óxido de magnésio como referência.

EXEMPLO 3

[00051] Em um misturador de concreto de aproximadamente 50 l de volume 20 kg de grânulos de ureia foram colocados. Uma quantidade alvo de ácido sulfúrico foi deixada cair sobre os grânulos rolando, o que requer aproximadamente 5 minutos. o produto foi então girado adicionalmente por 5 minutos para promover uma distribuição de ácido uniforme, boa. Uma quantidade alvo de pó de óxido de magnésio foi adicionada utilizando um alimentado de vibração pequeno, e o produto foi girado por mais 5 minutos para obter uma dispersão uniforme do pó, bem visível na superfície branca dos grânulos de ureia. Parte do produto poderia ser amostrada como tal, parte teve adicionalmente o pó retirado em um resfriador de leito fluidificado por 4 minutos. ar no resfriador de leito fluidificado é seco (ponto de névoa de 5 graus C) e quente (35 graus C), para retirar o pó do produto. Nenhum efeito de secagem, ou muito pequeno, foi observado no leito fluidificado em tais condições.

[00052] A quantidade respectivamente de ácido equivalente e óxido de magnésio equivalente no produto final foi verificada. A quantidade de ácido estava sempre muito próxima à quantidade dosada, porém a quantidade de pó estava variando de 60 a 90% da quantidade dosada. Todos os algarismos mencionados nos exemplos correspondem às quantidades dosadas, exceto como especificado de outro modo.

EXEMPLO 4

[00053] Seguindo esse procedimento para teste de mistura de concreto, misturas diferentes foram testadas: - 1% ácido sulfúrico com 2% de óxido de magnésio. O produto falhou no teste de jarro. - 1% ácido sulfúrico com 4% de óxido de magnésio. O produto passou com sucesso no teste de jarro. - 0,5% ácido sulfúrico com 4% de óxido de magnésio. O produto falhou no teste de jarro. - 0,5% ácido sulfúrico com 6% de óxido de magnésio. O produto passou com sucesso no teste de jarro. - 0,2% ácido sulfúrico com 4% de óxido de magnésio. O produto quase passou no teste de jarro. - 0,2% ácido sulfúrico com 6% de óxido de magnésio. O produto passou no teste de jarro.

EXEMPLO 5

[00054] Testes alternativas foram realizados para sintonizar com a técnica.

[00055] 6% de pó foram adicionados primeiramente, e posteriormente 0,2% de ácido. O produto foi analisado e continha somente 2,3% de pó e 0,15% de ácido. O produto falhou no teste de jarro. Contudo, é notável que a maior parte de ácido possa ser analisada nos grânulos. O rendimento de fixação de pó foi, entretanto, muito baixo.

[00056] 4% de pó foram adicionados primeiramente, e posteriormente 1% de ácido. O produto falhou, entretanto, no teste de jarro.

[00057] Ácido foi testado em uma aplicação dividida: 0,5% de ácido sulfúrico primeiramente, a seguir 4% de óxido de magnésio, a seguir 0,5% novamente. O produto passou o teste de jarro.

[00058] Esses exemplos mostram claramente que uma primeira adição de ácido é necessária, para atuar como uma camada de agarramento para o pó, porém também para executar uma passivação uniforme da superfície, obrigatória para mistura adequada com nitrato de amônio.

[00059] Pós-aplicação, por exemplo, de ácido, é evidentemente possível e pode ser parte de ajustes de produção em uma unidade industrial.

EXEMPLO 6

[00060] Os testes foram realizados para avaliar a poeira dos produtos.

[00061] Poeira é definido em PPM como a quantidade de perda de peso após fluidificar o produto em um procedimento padronizado por 2 minutos. Algarismos abaixo de 300 ppm levam a um produto virtualmente sem pó durante manipulação, enquanto os produtos com mais de 1000 ppm estarão empoeirados durante manipulação. Grânulos de ureia padrão variam tipicamente entre 100 e 1000 ppm de nível de poeira por essa técnica.

[00062] Antes da etapa de retirada de pó na planta piloto, isto é, produto amostrado logo após o misturador de concreto, os algarismos eram elevados variando de 2500 a 10000 ppm se utilizando 0,2% de ácido somente. Os algarismos mais elevados são devido a pequenos torrões de pó que desintegram totalmente no teste de pó. Ao utilizar 1% de ácido, os algarismos estavam também na faixa de 2000-3000 ppm. Os algarismos mais baixos antes de qualquer retirada de pó foram obtidos com pré- e pós-adição de ácido. Os testes com 0,5% de ácido, a seguir 4% de pó, então 0,5% de ácido, forneceram algarismos de 1000 ppm.

[00063] Após a etapa de retirada de pó na planta piloto, os algarismos eram tipicamente 800 a 1200 ppm de pó se utilizando 0,2% de ácido somente versus menos de 500 ppm quando 1% de ácido foi utilizado. Além disso, após a adição de um óleo de revestimento como é padrão na indústria de fertilizante, a poeira pode ser adicionalmente reduzida. Em qualquer caso, o revestimento do produto com um revestimento repelente de água é aconselhável para limitar qualquer captação de umidade e transferência de umidade durante manipulação antes e após mistura.

[00064] A partir desses testes, mostra que a adição de ácido em duas etapas pode ser um bom meio para limitar a poeira do produto, que é de interesse especial para um processo de batelada.

[00065] Entretanto, se uma etapa de retirada de pó for prevista no processo, não houve diferença entre os produtos onde 1% de ácido foi diretamente adicionado ou quando foi adicionado em duas vezes de 0,5%.

EXEMPLO 7 Transferência de umidade:

[00066] Toda ureia passivada no misturador de concreto teve um aumento de umidade significativo durante o teste, em particular devido à higroscopicidade do ácido sulfúrico concentrado. O trem de umidade foi analisado por método Karl

Fisher:

[00067] Ureia antes de qualquer tratamento 0,36% de água.

[00068] Ureia amostrada no misturador de concreto após adição de ácido sulfúrico 96%: 0,58% de água, devido à captação de umidade a partir do ambiente em volta.

[00069] Ureia amostrada após adição de 4% MgO: 0,72% de água (desde a reação entre ácido sulfúrico e liberação de óxido de magnésio 1 mol de água).

[00070] Ureia amostrada após a remoção de pó do leito fluidificado (4 minutos a 35 graus C): 0,7% de água.

[00071] Amostra final, mantida a 50 graus C durante o final de semana: 0,6% de água.

[00072] Ureia amostrada após a remoção de pó do leito fluidificado (4 minutos a 65 graus C): 0,54% de água.

[00073] Amostra final, seca por infravermelho a 100 graus C: 0,16% de água.

[00074] Esse trem de umidade mostra que a maior parte da água pode ser facilmente removida em um processo industrial. primeiramente por evitar captação de umidade durante a aplicação do ácido, em segundo lugar por incluir uma etapa de secagem em temperatura suave no processo, tipicamente entre 50 e 100 graus C.

[00075] Em qualquer caso, apesar do teor de água relativamente elevado das amostras produzidas em nosso teste, os testes com AN foram bem sucedidos como descrito acima. Ser mais seco significa somente formar robustez extra no produto.

EXEMPLO 8

[00076] Para avaliar o potencial de transferência de umidade de tal ureia passivada no AN durante a mistura, uma amostra de 20 g de ureia passivada foi colocada em um copo em um dessecador cheio de 200 gramas de AN, e mantido durante a noite.

[00077] Se for mantida em temperatura ambiente, o teor de água da ureia passivada diminuiu de 0,68% para 0,52%. Se for mantido a 50 graus C, o teor de água da ureia passivada diminuiu de 0,68% para 0,46%.

[00078] Portanto, é crucial que o composto de AN tenha um pouco de capacidade de ligação de água, ou que a ureia passivada seja suficientemente seca. Isso pode ser feito para evitar qualquer captação de umidade durante sua produção e ainda melhor, para incluir uma etapa de secagem. Em nossos testes, o AN 33.5 foi estabilizado com 2,3% de nitrato de magnésio e contém tipicamente ~0,5 - 0,8% antes da mistura. O teste falhou se o AN continha 1,3% de água desde o início, que corresponde ao limite de sem água livre a 50 graus C.

EXEMPLO 9

[00079] Alguns testes extras foram realizados para verificar o potencial da invenção para outras misturas.

[00080] Ureia foi misturada com grânulos TSP contendo 1% de água analisada por Karl Fisher (KF). A mistura não pode passar no teste de jarro.

[00081] Ureia passivada com 1% de ácido e 4% de óxido de magnésio foi misturada com o mesmo TSP. Passou com sucesso pelo teste de jarro.

[00082] UAS foi passivado com 1% de ácido sulfúrico e 4% de óxido de magnésio, e misturado com grânulos de nitrato de cálcio. A mistura passou pelo teste de jarro.

[00083] Na presente invenção estamos trabalhando com razões baixas de ácido para base. Como demonstrado pelos exemplos, esse processo de passivação não está trabalhando com uma razão constante nem fixa de ácido para base. Quanto menos ácido é adicionado, mais base é necessária para compensar. Um grande excesso de base é usado.

Claims

1. Método de produzir partículas passivadas compreendendo ureia, ou compostos à base de ureia, para misturas de fertilizante, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: tratar partículas contendo ureia com 0,1% a 2,0% em peso de um ácido mineral que reage com ureia, de modo a criar uma superfície de partícula acidificada e formando uma camada de agarramento feita de um sal duplo de ureia; e depois adicionar um excesso de 2% a 6% em peso, com base no peso das partículas contendo ureia, de uma base sólida em forma de pó às partículas para revestir a superfície de partícula acidificada e obter uma camada compreendendo 1) a referida camada de agarramento, 2) sais de metal formados da reação do referido ácido mineral com a referida base sólida na forma de pó, e 3) base não reagida.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as partículas contendo ureia são tratadas com 0,9 a 1,0% em peso de ácido e 2,5 a 4,0% em peso de base sólida, com base no peso das partículas contendo ureia.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as partículas contendo ureia são tratadas com 0,2 a 0,8% em peso de ácido e 3 a 5,8% em peso de base, com base no peso das partículas contendo ureia.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma etapa adicional de tratamento de ácido é realizada.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ácido mineral é selecionado de ácido sulfúrico ou ácido fosfórico ou ácido nítrico.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a base sólida é selecionada de MgO, dolomita, Magnesita, calcita, óxido de cálcio ou hidróxido de cálcio, calcário ou giz.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o composto à base de ureia das partículas contendo ureia é selecionado entre ureia, UAS, NPK, NK, NP, ureia com micronutrientes, ou qualquer mistura dos mesmos.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as partículas contendo ureia são pré-tratadas por secagem ou pré-aquecimento.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as partículas contendo ureia passivada são adicionalmente revestidas.

10. Mistura de fertilizante caracterizada pelo fato de que compreende: partículas passivadas compreendendo ureia, ou um composto à base de ureia, produzido pelo método como definido na reivindicação 1, e um ou mais de nitrato de amônio, composto à base de nitrato de amônio, nitrato de cálcio, superfosfatos, produtos NS, ou um composto com o qual ureia é suscetível de reagir quando em contato direto.

11. Mistura de fertilizante, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que a mistura compreende partículas passivadas compreendendo ureia, ou um composto à base de ureia, e compostos à base de nitrato de amônio, e opcionalmente sais capazes de ligar com água de cristalização.

12. Mistura de fertilizante, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que o sal é nitrato de magnésio, sulfato de magnésio ou misturas dos mesmos.

13. Mistura de fertilizante, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que a quantidade de sal é 0,5 a 3% em peso.

14. Mistura de fertilizante, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que compreende partículas passivadas compreendendo ureia, ou um composto à base de ureia, e nitrato de amônio compreendendo nitrato de magnésio.

15. Mistura de fertilizante, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que compreende mais de 40% em peso de partículas passivadas compreendendo ureia, ou composto a base de ureia.

16. Partículas passivadas de ureia ou de compostos à base de ureia caracterizadas pelo fato de que têm uma superfície compreendendo 1) uma camada de agarramento de sais duplos de ureia, 2) sais de metal e 3) base não reagida, em que as partículas passivadas de ureia ou de compostos à base de ureia são obtidas por tratamento das partículas com 0,1% a 2,0% em peso de um ácido mineral que reage com ureia e um excesso de 2% a 6% em peso de uma base sólida em forma de pó, com base no peso de partículas contendo ureia.