BR112019010352A2 - partícula de fertilizante para fertirrigação, método para produzir uma partícula de fertilizante para fertirrigação, produto, e, uso de uma partícula - Google Patents
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Abstract
a presente descrição provê partículas robustas de fertilizantes apropriadas para fertirrigação. uma composição compreendendo óleo mineral, alquilaminas primárias e partículas insolúveis em água pode revestir partículas de fertilizante e tornar as mesmas apropriadas para fertirrigação. além disso, as partículas revestidas exibem uma tendência reduzida ao polvilhamento. a composição de revestimento pode ser aplicada como uma camada fina, simples e contínua cobrindo o núcleo da partícula. o revestimento pode evitar problemas de película na superfície quando as partículas são dissolvidas em água, mesmo se o óleo mineral muito hidrofóbico for menos denso do que água. pode ser contra intuitivo incluir partículas insolúveis em água em uma partícula de fertilizante para fertirrigação, no entanto, as partículas reivindicadas podem ser dissolvidas para preparar uma solução de fertirrigação que evita problemas em tanques, bicos e tubulações dos sistemas de fertirrigação.
Description
PARTÍCULA DE FERTILIZANTE PARA FERTIRRIGAÇÃO, MÉTODO PARA PRODUZIR UMA PARTÍCULA DE FERTILIZANTE PARA FERTIRRIGAÇÃO, PRODUTO, E, USO DE UMA PARTÍCULA Campo da invenção [001] A presente descrição refere-se a partículas de fertilizante para fertirrigação.
Fundamentos da invenção [002] Fertirrigação é o processo bem conhecido da aplicação combinada de água e nutrientes em uma planta.
[003] Plantas exigem o uso de nutrientes para crescimento. Existem pelo menos 16 nutrientes considerados como essenciais para o crescimento da planta, e comumente classificados como macronutrientes e micronutrientes em relação às necessidades das plantas. Nutrientes primários são carbono (C), hidrogênio (H), e oxigênio (O), nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K). Macronutrientes secundários são cálcio (Ca), magnésio (Mg), e enxofre (S). Adicionalmente, os chamados micronutrientes, também comumente providos por fertilizantes minerais são: boro (B), cloro (Cl), cobre (Cu), ferro (Fe), manganês (Mn), zinco (Zn) e molibdênio (Mo).
[004] Alguns dos nutrientes primários são supridos pelo ar e água:
carbono (C), hidrogênio (H), e oxigênio (O). O resto dos nutrientes primários podem ser fornecidos pelo solo, no entanto, quando o suprimento do solo é insuficiente para o crescimento ideal, eles podem ser supridos por fertilizantes. Os nutrientes primários de fertilizantes para plantas são à base de nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K). Os nutrientes primários de fertilizantes são absorvidos principalmente pelas plantas na forma de íons, tais como NO3·, NHÇ, ΗΡΟΛ, H2PO4· e K+. Consequentemente, a maioria dos fertilizantes inorgânicos proveem sais compreendendo alguns ou todos os íons mencionados.
[005] O tipo de nutriente primário de fertilizantes é frequentemente
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2/19 declarado com X-Y-Z em que o valor de X corresponde a uma percentagem teórica de nitrogênio elementar em peso no fertilizante. Y é o teor de fósforo correspondente a uma fração em peso imaginária de P2O5. Z é o teor de potássio correspondente a uma fração em peso imaginária de K2O. De acordo com este sistema, nitrato de amônio puro deve ser declarado como 35-0-0 e potassa pura (KC1) deve ser declarada como 0-0-60.
[006] Fertilizantes, provendo todos os nutrientes fertilizantes primários em uma forma disponível para as plantas, são frequentemente referidos como fertilizantes NPK. Partículas de NPK são fertilizantes NPK na forma sólida. A maioria das partículas de NPK compreende níveis significativos de partículas insolúveis em água, frequentemente na faixa de 5 a 20% peso/peso das partículas de fertilizante. Consequentemente, tais partículas não são apropriadas para fertirrigação que quase não exige a presença de materiais insolúveis. Qualquer presença de partículas insolúveis (finos) após a dissolução pode afetar o desempenho de sistemas de fertirrigação bloqueando ou obstruindo os sistemas de fertirrigação.
[007] Granulação em fusão é o processo industrial mais comumente usado para produção de partículas de fertilizante. Um tipo de processo de granulação em fusão envolve aquecimento de uma mistura aquosa compreendendo sais de fertilizante para gerar uma fusão de fertilizante. Outro tipo de processos de granulação em fusão envolve a reação entre ácidos minerais e amônia para produzir uma mistura de reação aquecida compreendendo sais de fertilizante. Esta mistura de reação é também uma fusão de fertilizante que pode ser granulada por técnicas bem conhecidas (por exemplo, GB2116159 e US2614040).
[008] Partículas de fertilizante devem ser robustas a fim de manter a integridade física durante fabricação, armazenamento, transporte e manipulação. Consequentemente, com frequência é desejado que as partículas de fertilizante tenham baixa higroscopicidade, alta resistência de partículas,
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3/19 baixa tendência à aglomeração e baixa tendência ao polvilhamento.
[009] Absorção de umidade durante armazenamento e manipulação pode reduzir a qualidade física de partículas de fertilizante. A maioria das partículas de fertilizante são higroscópicas, mas a higroscopicidade depende de vários parâmetros, incluindo a composição química e a área de superfície. Geralmente, a absorção de água acontece se a pressão de vapor de água do ar exceder a pressão de vapor de água da partícula de fertilizante. A absorção de umidade pode levar a diversos problemas incluindo aglomeração das partículas durante o armazenamento. Um mecanismo de aglomeração para partículas de NPK inorgânicas, compreendendo nitrato de amônio, envolve a formação de pontes de cristal entre as partículas.
[0010] Partículas de NPK inorgânicas podem ser revestidas para prevenção de absorção de umidade. Tais revestimentos podem desintegrar, se tomar permeáveis ou dissolver quando aplicados no solo, dependendo da composição de revestimento. Alguns revestimentos de fertilizante são projetados para liberar lentamente o teor de nutriente do núcleo da partícula. No entanto, para fertirrigação, é desejado que quaisquer partículas de fertilizante revestidas dissolvam de modo rápido e completo.
[0011] Alguns revestimentos de fertilizantes compreendendo ceras são conhecidos para reduzir o polvilhamento, como descrito em US6475259. No entanto, partículas de fertilizante compreendendo revestimentos contendo cera ou polímero provavelmente causariam problemas nas películas na superfície se dissolvidas em água.
[0012] Por outro lado, US4150965 descreve um sistema de revestimento de duas camadas que supostamente melhora as propriedades durante armazenamento e transporte, em que pelotas individuais de fertilizante são providas completamente em toda a sua superfície com um revestimento uniforme e substancialmente contínuo de alquilamina no estado sólido e com uma camada de óleo mineral aplicada sobre referido
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4/19 revestimento. O revestimento de alquilamina pode constituir 0,02 a 0,05% peso/peso da partícula e o revestimento de óleo mineral pode constituir 0,03 a 0,15 peso/peso da partícula.
[0013] Assim, existe uma necessidade de partículas de fertilizante robustas e altamente solúveis em água, com revestimentos de camada única apropriadas para fertirrigação.
Sumário [0014] A presente descrição provê partículas de fertilizante robustas apropriadas para fertirrigação. Uma composição compreendendo óleo mineral, alquilaminas primárias e partículas insolúveis em água pode revestir partículas de fertilizante e tomar as mesmas apropriadas para fertirrigação. Além disso, as partículas revestidas exibem tendência reduzida ao polvilhamento. A composição de revestimento pode ser aplicada como um revestimento contínuo, único e fino cobrindo o núcleo da partícula. O revestimento pode evitar problemas de película na superfície quando as partículas revestidas são dissolvidas em água, mesmo se o óleo mineral muito hidrofóbico for menos denso do que água. Pode ser contra intuitivo incluir partículas insolúveis em água em uma partícula de fertilizante para fertirrigação, no entanto, as partículas reivindicadas podem ser dissolvidas para produzir uma solução de fertirrigação que evita problemas nos tanques, bicos e tubulações dos sistemas de fertirrigação.
[0015] Em uma primeira modalidade, é provida uma partícula de fertilizante para fertirrigação compreendendo um núcleo e um revestimento contínuo em que o núcleo compreende sais de nutrientes inorgânicos e em que o revestimento contínuo compreende 97 a 99% peso/peso de um óleo mineral e 1 a 3% peso/peso de alquilaminas primárias e representa 0,05 a 0,25% peso/peso da partícula. Em um aspecto da primeira modalidade, a partícula de fertilizante é uma partícula de NPK ou uma partícula de NP.
[0016] Em um segundo aspecto da primeira modalidade, o núcleo
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5/19 compreende o produto de reação de pelo menos um ácido mineral selecionado dentre ácido nítrico, ácido fosfórico, ácido sulfúrico e misturas destes; e amônia.
[0017] Em um terceiro aspecto da primeira modalidade, o núcleo consiste do produto de reação de pelo menos um ácido mineral selecionado dentre ácido nítrico, ácido fosfórico, ácido sulfúrico e misturas destes; e amônia.
[0018] Em um quarto aspecto da primeira modalidade, o núcleo compreende menos do que 1,0% peso/peso de material insolúvel em água.
[0019] Em um quinto aspecto da primeira modalidade, o núcleo compreende menos do que 0,7% peso/peso de material insolúvel em água.
[0020] Em um sexto aspecto da primeira modalidade, o núcleo tem um formato grosseiramente esférico.
[0021] Em um sétimo aspecto da primeira modalidade, o revestimento contínuo representa 0,05 a 0,2% peso/peso da partícula.
[0022] Em um oitavo aspecto da primeira modalidade, o diâmetro do núcleo está na faixa de 2 a 4 mm.
[0023] Em um nono aspecto da primeira modalidade, o revestimento compreende 0,1 a 1,0% peso/peso de partículas insolúveis em água.
[0024] Em um décimo aspecto da primeira modalidade, o revestimento compreende 0,1 a 0,5% peso/peso de partículas de talco com um tamanho médio de partícula (d50) na faixa de 10 a 30 pm.
[0025] Em um décimo primeiro aspecto da primeira modalidade, o óleo mineral compreende uma fração de petróleo naftênico pesado hidro tratado.
[0026] Em um décimo segundo aspecto da primeira modalidade, as alquilaminas primárias são aminas de sebo hidrogenado.
[0027] Em uma segunda modalidade, é provido um método para produzir uma partícula de fertilizante para fertirrigação compreendendo as
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6/19 etapas
a. reagir pelo menos um ácido mineral selecionado dentre ácido nítrico, ácido fosfórico, ácido sulfúrico e misturas destes; com amônia para formar uma mistura de reação aquosa aquecida
b. reduzir em partículas a mistura de reação aquosa aquecida
c. revestir as partículas da etapa b com uma composição de revestimento compreendendo 97 a 99% peso/peso de um óleo mineral ela 3% peso/peso de alquilaminas primárias [0028] Em um aspecto da segunda modalidade, água é evaporada da mistura de reação aquosa aquecida a um nível abaixo de 2% peso/peso antes da etapa de formação de partículas.
[0029] Em um segundo aspecto da segunda modalidade, a viscosidade do óleo mineral está na faixa de 90 a 130 mm2/s (90 a 130 centistokes) a 40°C.
[0030] Em um terceiro aspecto da segunda modalidade, a formação de partículas é um processo de perolação, agitação ou esferoidização.
[0031] Em um quarto aspecto da segunda modalidade, a composição de revestimento compreende 0,1 a 0,5% peso/peso de partículas insolúveis em água.
[0032] Em uma terceira modalidade, é provido um produto obtido pelo processo da segunda modalidade.
[0033] Em uma quarta modalidade, é provido um uso das partículas de acordo com a primeira modalidade para fertirrigação.
Descrição Detalhada [0034] E verificado que uma composição de revestimento específica compreendendo óleo mineral e alquilaminas primárias pode ser usada para revestir partículas de fertilizante. Tais partículas de fertilizante revestidas exibem baixa tendência ao polvilhamento e são apropriadas para fertirrigação.
[0035] Fertirrigação é um método para prover uma solução aquosa
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7/19 compreendendo nutrientes fertilizantes dissolvidos para plantas. Consequentemente, a necessidade de nutrientes fertilizantes e água pode ser simultaneamente atendida. Como usada aqui, a solução de fertirrigação é a solução de fertilizante aquosa a ser aplicada no campo. Ela pode ser feita dissolvendo partículas de fertilizante apropriadas para fertirrigação em água. A solução de fertirrigação pode ser provida comercialmente como tal, mas devido ao alto custo de transporte, é conveniente que a solução de fertirrigação seja feita localmente nas fazendas. Assim, existe uma necessidade de partículas de fertilizante apropriadas para fertirrigação. Como usado aqui, partículas de fertilizante, apropriadas para fertirrigação, significa partículas de fertilizante robustas, altamente solúveis em água, compreendendo um revestimento que pode evitar a geração severa de película na superfície na solução de fertirrigação e/ou no equipamento de fertirrigação como tanques, bicos, distribuidores de água e tubulações. Em particular, a solução de fertirrigação deve ser capaz de ser distribuída por pivôs, aspersor de tipo macro e micro.
[0036] Um benefício da fertirrigação pode ser uma maior flexibilidade e controle de nutrientes aplicados do que o espalhamento convencional de partículas de fertilizante sólidas. Além disso, os nutrientes podem ser aplicados quando necessário, e em pequenas doses, o que reduz o potencial de lixiviação de nutriente nos arredores. Uma desvantagem da fertirrigação pode ser a obstrução de bicos e tubulações devido ao material insolúvel na solução de fertirrigação. O material insolúvel em água pode estar presente na partícula de fertilizante ou resultar de reações entre os componentes do fertilizante e impurezas e/ou contaminantes na água. Exemplos de tal material insolúvel em água incluem fosfato de cálcio, silicatos de cálcio e talco. Consequentemente, para soluções de fertirrigação compreendendo fosfato, o nível de íons de cálcio na solução de fertirrigação deve ser tão baixo quanto possível para evitar a formação de particulados de
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8/19 fosfato de cálcio insolúveis.
[0037] Uma variedade de partículas de fertilizante compreendendo sais de nutrientes inorgânicos, isto é, sais de fertilizante, é conhecida. Como usados aqui, sais de nutrientes inorgânicos, são sais solúveis em água, não tóxicos compreendendo pelo menos um dos ions NO3·, NHV, ΗΡΟΛ, H2PO4 e K+. A maioria dos fertilizantes inorgânicos compreende sais solúveis em água que proveem alguns ou todos destes íons em uma forma disponível para as plantas. Por sais solúveis em água deve ser entendido sais que têm uma solubilidade em água a 25°C acima de 1 g por litro.
[0038] Como usado aqui, fertilizante NPK significa fertilizantes compreendendo todos os três nutrientes primários de fertilizantes na forma de sais de nutrientes inorgânicos solúveis em água. Como usado aqui, fertilizante NP significa fertilizantes compreendendo uma fonte de nitrogênio e uma fonte fosforosa na forma de sais de nutrientes inorgânicos solúveis em água. Consequentemente, tanto os fertilizantes NPK como os fertilizantes NP compreendem fosfato. A partícula de NPK é um fertilizante NPK na forma sólida. A partícula de NP é um fertilizante NP na forma sólida.
[0039] Partículas de fertilizantes inorgânicos, que proveem alguns ou todos os nutrientes primários de fertilizantes em uma forma disponível para as plantas, são frequentemente produzidas por granulação de uma fusão de fertilizante. Como usado aqui, uma fusão de fertilizante é qualquer fluido compreendendo sais de fertilizante completamente e/ou parcialmente dissolvidos nos quais o teor de água é menor do que 20% peso/peso. Consequentemente, a fusão de fertilizante pode ser sólida em temperatura ambiente, mas líquida em temperaturas aumentadas, como acima de 100°C. O excesso de água é com frequência evaporado da fusão de fertilizante antes da etapa de geração de gotas. A etapa de geração de gotas pode envolver pulverização da fusão de fertilizante através dos bicos. As gotas líquidas podem ser então solidificadas por vários métodos bem conhecidos. A
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9/19 perolação é um tipo de processo de granulação em fusão que pode produzir partículas esféricas razoavelmente uniformes pela solidificação das gotas à medida em que elas caem através de um fluido de resfriamento. A granulação em panelas é um tipo de processo de granulação em fusão que solidifica as gotas por agitação e formação de camadas. Tais processos de granulação em fusão podem ser usados para formar partículas grosseiramente esféricas. Para uma partícula grosseiramente esférica, todos os diâmetros menores de todas as seções transversais são similares. Para uma partícula grosseiramente esférica, todos os diâmetros maiores de todas as seções transversais são todos similares. Além disso, para uma partícula grosseiramente esférica, o diâmetro maior está na faixa de 100 a 120% do diâmetro menor da partícula.
[0040] Quando soluções aquosas de ácidos minerais são reagidas com anidro ou amônia aquosa, uma mistura de reação aquosa aquecida compreendendo sais de fertilizante pode ser obtida. Esta mistura de reação pode formar uma fusão de fertilizante que pode ser granulada por técnicas bem conhecidas. Dependendo da pureza das matérias primas, tais fusões de fertilizante podem ter níveis muito baixos de material insolúvel em água. Sem ser limitado pela teoria, é esperado que se ácidos minerais puros são reagidos com amônia pura, essencialmente todos os sais gerados serão solúveis em água. Ácidos minerais incluem ácido clorídrico, ácido nítrico, ácido fosfórico e ácido sulfúrico. No entanto, para uso no fertilizante, ácido clorídrico é frequentemente evitado. Como usado aqui, os ácidos minerais apropriados são selecionados dentre ácido nítrico, ácido fosfórico, ácido sulfúrico e quaisquer misturas de qualquer um destes. Como usado aqui, os ácidos minerais incluem as soluções aquosas obtidas quando dissolvendo os ácidos minerais em água. Segue-se que as partículas de fertilizante obtidas a partir de tais fusões de fertilizante são também altamente solúveis em água, como esperado, isto é, contenham níveis muito baixos de material insolúvel em água. Em particular, as partículas de fertilizante obtidas a partir de tais fusões
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10/19 de fertilizante podem compreender menos do que 1% peso/peso de material insolúvel em água. Em particular as partículas de fertilizante obtidas a partir de tais fusões de fertilizante podem compreender menos do que 0,7% peso/peso de material insolúvel em água. Em particular as partículas de fertilizante obtidas a partir de tais fusões de fertilizante podem compreender menos do que 0,5% peso/peso de material insolúvel em água. Em particular as partículas de fertilizante obtidas a partir de tais fusões de fertilizante podem compreender 0,1 a 1% peso/peso material insolúvel em água ou mais particularmente 0,1 a 0,7% peso/peso, ou 0,1 a 0,5% peso/peso de material insolúvel em água. Tais partículas de fertilizante podem ser revestidas a fim de manter a integridade física durante fabricação, armazenamento, transporte e manipulação.
[0041] Cátions divalentes presentes em quaisquer dos ingredientes usados para processos de granulação em fusão podem gerar sais insolúveis em água. Em particular, o sal de fosfato de cálcio CaHPO4 pode ser gerado se soluções compreendendo íons de cálcio são misturadas com soluções compreendendo fosfato. Outros sais insolúveis em água também podem ser formados a partir de íons ferrosos, férricos ou de magnésio. Como usado aqui, sais insolúveis em água, são sais com uma solubilidade em água a 25°C abaixo de 1 g por litro.
[0042] Para partículas de fertirrigação, é desejado geralmente prover uma composição de revestimento que seja capaz de proteger o núcleo com uma camada única, continua e fina. Como usado aqui, um revestimento contínuo irá cobrir a superfície do núcleo de modo suficiente para evitar problemas de aglomeração. Em particular, o revestimento contínuo pode cobrir mais do que 90% da superfície do núcleo. Em particular, o revestimento contínuo pode cobrir mais do que 95% da superfície do núcleo. Em particular, o revestimento contínuo pode cobrir mais do que 98% da superfície do núcleo. Em particular, o revestimento contínuo pode cobrir mais
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11/19 do que 99% da superfície do núcleo. Em particular, o revestimento contínuo pode cobrir o núcleo completamente. A espessura de uma camada pode ser definida pela quantidade de um revestimento contínuo aplicado como uma percentagem em peso em comparação com o peso da partícula. Quantidades apropriadas de revestimento a serem aplicadas nas partículas são discutidas em maiores detalhes abaixo para produzir apropriadamente uma camada “fina”. Sem ser limitado pelo teoria, camadas que são muito espessas podem levar à obstrução de bicos e tubulações devido ao material insolúvel no revestimento.
[0043] Foi verificado que uma composição de revestimento compreendendo 97 a 99% peso/peso de um óleo mineral era benéfica; em particular, os exemplos demonstram uma composição de revestimento compreendendo uma fração de petróleo naftênico pesado hidrotratado. Em particular, os exemplos demonstram uma composição de revestimento compreendendo 98% peso/peso de uma fração de petróleo naftênico pesado hidrotratado.
[0044] Óleos minerais podem ser refinados a partir de óleos brutos de petróleo ou obtidos sinteticamente. Como usado aqui, óleo mineral significa uma mistura que é líquida em temperatura ambiente, tem um ponto de ebulição na faixa de 300 a 600°C e compreende predominantemente hidrocarbonetos C15 a C50 lineares, hidrocarbonetos ramificados e/ou hidrocarboneto s aromáticos. Quando óleos minerais são usados em revestimentos de fertilizante, pode ser esperado que qualquer fração pequena de componentes voláteis evapore ao longo do tempo. Consequentemente, a composição química do óleo mineral pode mudar gradualmente ao longo do tempo sem efeitos maiores na sua apropriabilidade.
[0045] Hidrotratamento de um óleo mineral pode incluir saturação de ligações, dessulfurização e remoção de impurezas. Consequentemente, “fração de petróleo naftênico pesado hidrotratado” é um óleo mineral que
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12/19 pode ser obtido por destilação de petróleo para obter uma fração que é subsequentemente hidrotratada. Após o hidrotratamento, a fração consiste predominantemente de cicloalcanos saturados C20 a C50 na forma de um óleo com uma viscosidade cinemática de pelo menos 19 mm2/s (19 centistokes) a 40°C. Consequentemente, “fração de petróleo parafínico hidrotratado” é um óleo mineral que pode ser obtido por destilação de petróleo para obter uma fração que é subsequentemente hidrotratada. Após o hidrotratamento, a fração consiste predominantemente de alcanos lineares ou ramificados saturados C20 a C50.
[0046] A viscosidade de óleos minerais depende de sua composição, e, é verificado que níveis de polvilhamento estão correlacionados com a viscosidade do óleo mineral. A viscosidade dos óleos minerais usados no revestimento pode estar na faixa de 20 a 140 mm2/s (20 a 140 centistokes) a 40°C. Mais particularmente, a viscosidade pode estar na faixa de 30 a 130 mm2/s (30 a 130 centistokes) a 40°C. Mais particularmente, a viscosidade pode estar na faixa de 90 a 130 mm2/s (90 a 130 centistokes) a 40°C. As viscosidades referidas do início ao fim deste documento são viscosidades cinemáticas.
[0047] Como os óleos minerais são hidrofóbicos e menos densos do que água, espera-se que eles flutuem. Consequentemente, é benéfico ter a espessura do revestimento tão pequena quanto possível para uma partícula de fertirrigação. Foi verificado que a presente composição de revestimento é capaz de proteger o núcleo com uma camada fina, simples e contínua cobrindo o núcleo completamente. Como usado aqui, uma camada contínua, única e fina pode cobrir partículas de fertilizante quando a composição de revestimento é aplicada na faixa de 0,05 a 0,25% peso/peso da partícula. Mais particularmente, a composição de revestimento é aplicada na faixa de 0,05 a 0,20 % peso/peso, e ainda mais particularmente dentro da faixa de 0,05 a 0,15% peso/peso da partícula. E observado que granulação em fusão pode ser
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13/19 usada para gerar tais núcleos de partículas grosseiramente esféricas e que a área de superfície para volume é minimizada, assim também minimizando a quantidade de composição de revestimento necessária para cobrir o núcleo. Partículas de NPK de diferentes tamanhos e formatos podem exigir mais ou menos da composição de revestimento para cobrir o núcleo, e a quantidade necessária pode ser facilmente determinada pelos versados na técnica. Mais particularmente, o diâmetro da partícula de núcleo está entre 2 e 4 mm.
[0048] Foi também verificado que a composição de revestimento descrita aqui pode evitar os problemas principais de película na superfície quando as partículas revestidas são dissolvidas em água. Em contraste, espera-se que partículas de fertilizante com revestimentos contendo cera causem problemas na superfície da solução de fertirrigação ou nos bicos de fertirrigação. Sem ser limitado pela teoria, o óleo mineral pode fazer com que os particulados se originando da composição de revestimento passem mais facilmente pelos bicos de fertirrigação. No entanto, a composição de revestimento aplicada na faixa de 0,05 a 0,25% peso/peso da partícula, como descrito no parágrafo anterior, foi verificada como sendo apropriada para uso da partícula revestida em aplicações de fertirrigação.
[0049] A composição de revestimento também provida compreende uma quantidade menor de alquilaminas primárias. Sem ser limitado pela teoria, é especulado que estes compostos podem evitar a formação de pontes fortes de cristal entre as partículas. As alquilaminas primárias podem ser compostos únicos ou misturas de tais compostos tendo um ponto de ebulição acima da temperatura ambiente. Em particular, as alquilaminas primárias podem ser compostos C12 a C20 lineares com uma amina terminal. Em particular, as alquilaminas primárias podem ser compostos C14 a Cl8 lineares com uma amina terminal. Em particular, as alquilaminas primárias podem ser compostos C16 a C18 lineares com uma amina terminal. Várias misturas de alquilaminas primárias apropriadas estão disponíveis, por exemplo, Armeen
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HT da AkzoNobel Surface Chemistry e amina de sebo hidrogenado de vários fornecedores.
[0050] A composição de revestimento provida pode compreender também uma quantidade menor de partículas insolúveis em água. Pode parecer contra intuitivo adicionar partículas insolúveis em água em um fertilizante para fertirrigação, no entanto, isto foi verificado como melhorando as propriedades de manipulação do fertilizante sem afetar adversamente a própria fertirrigação. Tais várias partículas insolúveis em água são conhecidas no campo de fertilizantes, por exemplo, talco, argilas, dolomita, silicatos de cálcio. Como usado aqui, partículas insolúveis em água, são partículas sólidas com uma solubilidade em água a 25°C abaixo de 1 g por litro. Tais partículas podem ser aplicadas em um revestimento como um pó. Sem ser limitado pela teoria, estas partículas podem evitar o contato íntimo entre as partículas de fertilizante e reduzir, assim, a tendência à aglomeração. As partículas insolúveis em água podem ser adicionadas às partículas de fertilizante antes da etapa de revestimento ou após a etapa de revestimento. As partículas insolúveis em água podem ter, por exemplo, um volume com base no tamanho médio de partícula (d50) na faixa de 10 a 30 pm (como medido por métodos convencionais de difração de laser). Elas podem ter também um tamanho médio de partícula (d50) na faixa de 15 a 25 pm. Elas podem ter também um tamanho médio de partícula (d50) na faixa de 18 a 23 pm. Quando a composição de revestimento compreende tais partículas insolúveis em água, a aglomeração pode ser reduzida enquanto as partículas podem evitar a sedimentação no equipamento de fertirrigação. Sem ser limitado pela teoria, as partículas podem permanecer em contato com os componentes de revestimento hidrofóbicos na solução de fertirrigação. Em particular, a composição de revestimento pode compreender 0,1 a 0,5% peso/peso de partículas insolúveis em água. Em particular, a composição de revestimento pode compreender 0,2 a 0,4% peso/peso de partículas insolúveis em água. Em
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15/19 particular, a composição de revestimento pode compreender cerca de 0,3% peso/peso partículas insolúveis em água. Em particular, a composição de revestimento pode compreender 0,1 a 0,5% peso/peso de partículas de talco com um tamanho médio na faixa de 10 a 30 pm. Em particular, a composição de revestimento pode compreender 0,2 a 0,4% peso/peso de partículas de talco com um tamanho médio de partícula na faixa de 10 a 30 pm. Em particular, a composição de revestimento pode compreender cerca de 0,3% peso/peso de partículas de talco com um tamanho médio de partícula na faixa de cerca de 20 pm.
[0051] “Cerca de X”, como usado aqui, significa qualquer valor medido que pode ser arredondado para X.
[0052] A presente invenção é definida pelas reivindicações e não pelos exemplos seguintes:
EXEMPLOS
Exemplo 1 [0053] Ácido nítrico aquoso (60-65% peso/peso), ácido fosfórico aquoso (grau de fertilizante, 52% peso/peso) e ácido sulfúrico (98% peso/peso) foram reagidos com amônia anidra (100% peso/peso) para formar uma mistura de reação compreendendo 15% peso/peso de água sob pressão atmosférica. A mistura de reação foi adicionada em um granulador para prover partículas de NPK altamente solúveis em água (13-4-25). Estas partículas podem ser revestidas para obter partículas de fertilizante para fertirrigação.
Exemplo 2 [0054] Impacto de composições de revestimento nas partículas de
| n: | PK(14 | [-7-18): | ||||
| Amostra | Composição de revestimento | Quant, revestimen to peso/ peso partí cuia | % de água absorvida de peso de grânulo | Resist, ao esmag. (kgf) 24 h após 1 % peso/ peso de água adicio nada | Aglomeração (gf)a25°C/ 60% de umidade relativa | Polvilhamento mg/kg |
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16/19
| Amostra | Composição de revestimento | Quant, revestimen to peso/ peso partí cuia | % de água absorvida de peso de grânulo | Resist, ao esmag. (kgf) 24 h após 1 % peso/ peso de água adicio nada | Aglomeração (gf)a25°C/ 60% de umidade relativa | Polvilhamento mg/kg |
| 1 | Cera, óleo, aminas, talco | 0,18% | 1,88 | 7,3 | 777 | 2387 |
| 2A | 92% p/p de fração de petróleo naftênico pesado hidrotratado (viscosidade 31 mm2/s (31 centistokes)), 8% p/p de amina de sebo hidrogenado e 0,3% p/p de talco | 0,08% | 1,83 | 6,7 | 744 | 3041 |
| 2B | 92% p/p de fração de petróleo naftênico pesado hidrotratado (viscosidade 110mm2/s (110 centistokes)), 8% p/p de amina de sebo hidrogenado e 0,3% p/p de talco | 0,08% | 1,84 | 7,3 | 846 | 3127 |
| 3A | 92% p/p de fração de petróleo naftênico pesado hidrotratado (viscosidade 31 mm2/s (31 centistokes)), 8% p/p de amina de sebo hidrogenado e 0,4% p/p de talco | 0,08% | 1,84 | 7,2 | 775 | 3806 |
| 3B | 92% p/p de fração de petróleo naftênico pesado hidrotratado (viscosidade 110mm2/s (110 centistokes)), 8% p/p de amina de sebo hidrogenado e 0,4% p/p de talco | 0,08% | 1,93 | 7,4 | 610 | 3298 |
| 4A | 98% p/p de fração de petróleo naftênico pesado hidrotratado (viscosidade 31 mm2/s (31 centistokes)), 2% p/p de amina de sebo hidrogenado e 0,3% p/p talco | 0,08% | 1,88 | 7,3 | 748 | 2318 |
| 4B | 98% p/p de fração de petróleo naftênico pesado hidrotratado (viscosidade 110mm2/s (110 centistokes)), 2% p/p de amina de sebo hidrogenado e 0,3% p/p de talco | 0,08% | 1,88 | 7,4 | 834 | 2082 |
| 5 | Sem | - | 1,77 | 7,4 | 2617 | 4315 |
Tabela 1 [0055] Na amostra 1, partículas de NPK, 14-7-18, foram revestidas com 0,18% peso/peso de uma composição compreendendo ceras, óleo, aminas e talco. A robustez, incluindo higroscopicidade, resistência de partícula, tendência à aglomeração e nível de polvilhamento foram, então,
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17/19 testados por métodos convencionais.
[0056] Na amostra 2A, partículas de NPK, 14-7-18, foram revestidas com 0,08% peso/peso de uma composição compreendendo 92% peso/peso de fração de petróleo naftênico pesado hidrotratado (viscosidade 31 mm2/s (31 centistokes) a 40°C), 8% peso/peso de amina de sebo hidrogenado e 0,3% peso/peso de talco. A robustez, incluindo higroscopicidade, resistência de partícula, tendência à aglomeração e nível de polvilhamento foram, então, testados por métodos convencionais.
[0057] Na amostra 2B, partículas de NPK, 14-7-18, foram revestidas com 0,08% peso/peso de uma composição compreendendo 92% peso/peso fração de petróleo naftênico pesado hidrotratado (viscosidade 110 mm2/s (110 centistokes) a 40°C), 8% peso/peso de amina de sebo hidrogenado e 0,3% peso/peso talco. A robustez, incluindo higroscopicidade, resistência de partícula, tendência à aglomeração e nível de polvilhamento foram, então, testados por métodos convencionais.
[0058] Na amostra 3A, partículas de NPK, 14-7-18, foram revestidas com 0,08% peso/peso de uma composição compreendendo 92% peso/peso fração de petróleo naftênico pesado hidrotratado (viscosidade 31 mm2/s (31 centistokes) a 40°C), 8% peso/peso de amina de sebo hidrogenado e 0,4% peso/peso de talco. A robustez, incluindo higroscopicidade, resistência de partícula, tendência à aglomeração e nível de polvilhamento foram, então, testados por métodos convencionais.
[0059] Na amostra 3B, partículas de NPK, 14-7-18, foram revestidas com 0,08% peso/peso de uma composição compreendendo 92% peso/peso fração de petróleo naftênico pesado hidrotratado (viscosidade 110 mm2/s (110 centistokes) a 40°C), 8% peso/peso de amina de sebo hidrogenado e 0,4% peso/peso de talco. A robustez, incluindo higroscopicidade, resistência de partícula, tendência à aglomeração e nível de polvilhamento foram, então, testados por métodos convencionais.
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18/19 [0060] Na amostra 4A, partículas de NPK, 14-7-18, foram revestidas com 0,08% peso/peso de uma composição compreendendo 98% peso/peso fração de petróleo naftênico pesado hidrotratado (viscosidade 31 mm2/s (31 centistokes) a 40°C), 2% peso/peso de amina de sebo hidrogenado e 0,3% peso/peso de talco. A robustez, incluindo higroscopicidade, resistência de partícula, tendência à aglomeração e nível de polvilhamento foram, então, testados por métodos convencionais.
[0061] Na amostra 4B, partículas de NPK, 14-7-18, foram revestidas com 0,08% peso/peso de uma composição compreendendo 98% peso/peso de fração de petróleo naftênico pesado hidrotratado (viscosidade 110 mm2/s (110 centistokes) a 40°C), 2% peso/peso de amina de sebo hidrogenado e 0,3% peso/peso de talco. A robustez, incluindo higroscopicidade, resistência de partícula, tendência à aglomeração e nível de polvilhamento foram, então, testados por métodos convencionais.
[0062] Na amostra 5, partículas de NPK não revestidas (14-7-18) foram testadas como amostra 1 a 4B.
[0063] Como evidente a partir dos resultados, partículas de NPK não revestidas (amostra 5) e partículas de NPK compreendendo um revestimento contendo cera (amostra 1) são usadas como referência. Usando um revestimento diferente sem cera, compreendendo 92% peso/peso de óleo mineral e 8% peso/peso de alquilaminas primárias, a higroscopicidade, resistência de partícula e tendência à aglomeração não foram significativamente afetadas. No entanto, surgiram problemas de polvilhamento (amostra 2A, 2B, 3A e 3B). Mudando a composição de revestimento para 98% peso/peso de óleo mineral e 2% peso/peso de aminas (amostra 4A e 4B), a tendência ao polvilhamento foi similar a das partículas revestidas com o revestimento contendo cera. Os melhores valores de polvilhamento foram alcançados com a amostra 4B que continha um óleo mineral com uma viscosidade de 110 mm2/s (110 centistokes) a 40°C.
Petição 870190047545, de 21/05/2019, pág. 28/37
19/19
Exemplo 3 [0064] Partículas de fertilizante (13-4-25) foram revestidas para alcançar um revestimento contínuo compreendendo 98% peso/peso de uma fração de petróleo naftênico pesado hidrotratado (viscosidade 110 mm2/s (110 centistokes) a 40°C), 2% peso/peso de amina de sebo hidrogenado, e 0,3% peso/peso de partículas de talco. Amostras das partículas de fertilizante revestidas foram dissolvidas em água a 21 °C, e agitadas 1 hora para obter soluções de fertirrigação compreendendo 5, 10, 15% peso/peso do fertilizante. Subsequentemente, as soluções de fertirrigação foram filtradas através de um filtro de 3 pm, os vidros foram lavados com pequenas quantidades de isopropanol, e as frações insolúveis foram coletadas e pesadas após a secagem. A secagem foi feita em um forno durante 30 minutos a 105°C. Como pode ser visto a partir da tabela 2, soluções de fertirrigação compreendendo 5 ou 10% peso/peso das partículas de fertirrigação dissolvidas continham menos do que 1,0% peso/peso de matéria insolúvel coletadas pelo filtro de 3 pm,______________________________________________
| Solução de fertirrigação obtida dissolvendo as partículas de fertilizante do exemplo 3 | Matéria insolúvel coletada no filtro com relação ao peso das partículas de fertilizante |
| 0% peso/peso (controle) | 0% peso/peso |
| solução a 5% peso/peso | 0,8% peso/peso |
| solução a 10% peso/peso | 0,9% peso/peso |
| solução a 15% peso/peso | 1,7% peso/peso |
Tabela 2
Claims (21)
- REIVINDICAÇÕES1. Partícula de fertilizante para fertirrigação, caracterizada pelo fato de que compreende um núcleo e um revestimento contínuo, em que o núcleo compreende sais de nutrientes inorgânicos e o revestimento contínuo é uma camada única e compreende 97 a 99% peso/peso de um óleo mineral, 1 a 3% peso/peso de alquilaminas primárias e 0,1 a 1,0% w/w de partículas insolúveis em água e representa 0,05 a 0,25% peso/peso da partícula.
- 2. Partícula de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a partícula de fertilizante é uma partícula de NPK ou uma partícula de NP.
- 3. Partícula de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o núcleo compreende o produto de reação de pelo menos um ácido mineral selecionado dentre ácido nítrico, ácido fosfórico, ácido sulfúrico e misturas destes; e amônia.
- 4. Partícula de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o núcleo consiste do produto de reação de pelo menos um ácido mineral selecionado dentre ácido nítrico, ácido fosfórico, ácido sulfúrico e misturas destes; e amônia.
- 5. Partícula de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que o núcleo compreende menos do que 1,0% peso/peso de material insolúvel em água.
- 6. Partícula de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que o núcleo compreende menos do que 0,7% peso/peso de material insolúvel em água.
- 7. Partícula de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que o núcleo tem um formato grosseiramente esférico.
- 8. Partícula de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que o revestimento contínuo compreende 97 aPetição 870190047545, de 21/05/2019, pág. 35/372/399% peso/peso de um óleo mineral e representa 0,05 a 0,20% do peso da partícula.
- 9. Partícula de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que o diâmetro médio do núcleo está na faixa de 2 a 4 mm.
- 10. Partícula de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que o revestimento compreende 0,1 a 0,5% peso/peso de partículas insolúveis em água.
- 11. Partícula de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que o revestimento compreende 0,1 a 0,5% peso/peso de partículas de talco com um tamanho médio de partícula (d50) na faixa de 10 a 30 pm.
- 12. Partícula de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 all, caracterizada pelo fato de que o óleo mineral compreende uma fração de petróleo naftênico pesado hidrotratado.
- 13. Partícula de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizada pelo fato de que as alquilaminas primárias são aminas de sebo hidrogenado.
- 14. Método para produzir uma partícula de fertilizante para fertirrigação, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas dea. reagir pelo menos um ácido mineral selecionado dentre ácido nítrico, ácido fosfórico, ácido sulfúrico e misturas destes; com amônia para formar uma mistura de reação aquosa aquecidab. reduzir em partículas a mistura de reação aquosa aquecidac. revestir as partículas da etapa b com uma camada única de uma composição de revestimento compreendendo 97 a 99% peso/peso de um óleo mineral, 1 a 3% peso/peso de alquilaminas primárias e 0,1 a 1,0% w/w de partículas insolúveis em água de modo que a composição de revestimento representa 0,05 a 0,25% peso/peso das partículas.Petição 870190047545, de 21/05/2019, pág. 36/373/3
- 15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que água é evaporada da mistura de reação aquosa aquecida a um nível abaixo de 2% peso/peso antes da etapa de formação de partículas.
- 16. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 15, caracterizado pelo fato de que a viscosidade do óleo mineral está na faixa de 90 a 130 mm2/s (90 a 130 centistokes) a 40°C.
- 17. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 16, caracterizado pelo fato de que a formação de partículas é um processo de perolação, agitação, ou esferoidização.
- 18. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 17, caracterizado pelo fato de que a composição de revestimento compreende 0,1 a 0,5% peso/peso de partículas insolúveis em água.
- 19. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 18, caracterizado pelo fato de que a composição de revestimento representa 0,05 a 0,2% peso/peso das partículas.
- 20. Produto, caracterizado pelo fato de que é obtido pelo processo como definido em qualquer uma das reivindicações 14 a 19.
- 21. Uso de uma partícula como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de ser para fertirrigação.
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