BR112019015749B1 - Processo para a produção de grânulos de polialeto - Google Patents

Abstract

Um processo para a produção de grânulos de polialeto a partir de pó de polialeto seco fino compreendendo preparar uma mistura de aglutinante-água e misturar a mistura de aglutinante- água com o pó de polialeto em um misturador, adicionar água continuamente ao misturador para produzir um material de polialeto, descarregar o material de polialeto do misturador e introduzir o material em um leito fluidizado, secar o material e peneirar o material para receber os grânulos que variam em tamanho entre 1,4 mm a 4,75 mm é fornecido neste documento.

Description

Campo da Invenção

[001] A presente invenção refere-se ao campo de fertilizantes, especificamente à produção de grânulos de polialeto para atuar como fertilizante.

Fundamentos da Invenção

[002] Para crescer adequadamente, as plantas precisam de nutrientes (nitrogênio, potássio, cálcio, zinco, magnésio, ferro, manganês, etc.) que normalmente podem ser encontrados no solo. Às vezes, os fertilizantes são necessários para atingir o crescimento desejado, pois podem aumentar o crescimento das plantas.

[003] Esse crescimento de plantas é atendido de duas maneiras, sendo a tradicional, aditivos que fornecem nutrientes. O segundo modo pelo qual alguns fertilizantes agem é aumentando a eficácia do solo ao modificar sua retenção de água e aeração. Os fertilizantes normalmente fornecem, em proporções variáveis, três macronutrientes principais: Nitrogênio (N): crescimento foliar; Fósforo (P): Desenvolvimento de raízes, flores, sementes, frutos; Potássio (K): Crescimento forte do caule, movimento da água nas plantas, promoção da floração e frutificação; três macronutrientes secundários: cálcio (Ca), magnésio (Mg) e enxofre (S); micronutrientes: cobre (Cu), ferro (Fe), manganês (Mn), molibdênio (Mo), zinco (Zn), boro (B) e, ocasionalmente, há silício (Si), cobalto (Co) e vanádio (V) mais catalisadores minerais raros.

[004] A maneira mais confiável e eficaz de fazer com que a disponibilidade de nutrientes coincida com as exigências da planta é controlando sua liberação na solução do solo, usando fertilizantes de liberação lenta ou de liberação controlada.

[005] Tanto os fertilizantes de liberação lenta (SRF) quanto os fertilizantes de liberação controlada (CRF) fornecem nutrientes gradualmente. No entanto, fertilizantes de liberação lenta e fertilizantes de liberação controlada diferem em muitos aspectos: a tecnologia que eles usam, o mecanismo de liberação, longevidade, fatores de controle de liberação e muito mais.

[006] Fertilizantes sólidos incluem grânulos, pérolas, cristais e pós. Um fertilizante perolado é um tipo de fertilizante granular que é quase esférico, feito pela solidificação das gotículas em queda livre no ar ou em um meio fluido. A maioria dos fertilizantes de liberação controlada (CRFs) utilizados em viveiros comerciais são fertilizantes em comprimido que foram revestidos com enxofre ou um polímero. Estes produtos foram desenvolvidos para permitir a liberação lenta de nutrientes na zona da raiz durante o desenvolvimento da cultura.

[007] O polialeto é um mineral evaporado, um sulfato hidratado de potássio, cálcio e magnésio com a fórmula: K2Ca2Mg(SO4)42H2O. O polialeto é usado como um fertilizante uma vez que contém quatro nutrientes importantes e possui baixo teor de cloreto: 48% de SO3 como sulfato 14% de K2O como sulfato de potássio 6% de MgO como sulfato de magnésio 17% de CaO como sulfato de cálcio

Sumário da Invenção

[008] De acordo com algumas modalidades demonstrativas, é fornecido um processo para a granulação de polialeto.

[009] De acordo com algumas modalidades demonstrativas, os grânulos de polialeto podem proporcionar características superiores, incluindo, por exemplo, uma liberação prolongada e/ou controlada do fertilizante no solo, por exemplo, devido ao tamanho e/ou diâmetro substancialmente semelhantes dos grânulos.

[010] De acordo com algumas modalidades, a utilização de polialeto em grânulos também é benéfica para evitar a segregação de polialeto em uma mistura em pó. A segregação geralmente ocorre devido a diferenças no tamanho ou densidade do componente da mistura. Normalmente, as partículas menores e/ou mais densas tendem a se concentrar na base do recipiente com as maiores e/ou menos densas no topo. Uma granulação ideal conterá todo polialeto da mistura em uma proporção correta em cada grânulo e não ocorrerá a segregação de grânulos.

[011] De acordo com algumas modalidades demonstrativas, um processo para a produção de grânulos de polialeto a partir de pó de polialeto seco fino compreendendo: preparar uma mistura de aglutinante-água e misturar a mistura de aglutinante-água com o pó de polialeto em um misturador; adicionar água continuamente ao misturador para produzir um material de polialeto; descarregar o material de polialeto do misturador e introduzir o material em um leito fluidizado; secar o material; e peneirar o material para receber os grânulos que variam em tamanho entre 1,4 mm a 4,75 mm é fornecido neste documento.

[012] De acordo com algumas modalidades, o processo pode compreender a preparação de uma mistura de aglutinante-água compreende misturar um aglutinante em uma concentração entre 2,5-10% do peso de alimentação com água em uma concentração entre 3-9% do peso de alimentação.

[013] De acordo com algumas modalidades, a mistura de aglutinante-água pode ser misturada com o pó de polialeto em um misturador por 5 a 15 minutos.

[014] De acordo com algumas modalidades, a adição contínua de água ao misturador para produzir um material de polialeto pode compreender adicionar água continuamente durante, pelo menos, mais dois minutos.

[015] De acordo com algumas modalidades, a descarga do material do misturador e a introdução do material em um leito fluidizado são realizadas durante um minuto a 20 °C.

[016] De acordo com algumas modalidades, a secagem do material pode ser realizada a 150 °C, por exemplo, em um leito fluidizado ou secador de tambor.

Descrição Detalhada da Invenção

[017] De acordo com algumas modalidades demonstrativas, é fornecido um processo para a granulação de polialeto.

[018] De acordo com algumas modalidades demonstrativas, os grânulos de polialeto podem proporcionar características superiores, incluindo, por exemplo, uma liberação prolongada e/ou controlada do fertilizante no solo, por exemplo, devido ao tamanho e/ou diâmetro substancialmente semelhantes dos grânulos.

[019] De acordo com algumas modalidades demonstrativas, a expressão "fertilizante" pode incluir qualquer material de origem natural ou sintética que é aplicado aos solos ou tecidos vegetais para fornecer um ou mais nutrientes vegetais essenciais para o crescimento das plantas, incluindo, por exemplo, fertilizantes mononutrientes tais como o nitrato de amônio, ureia, nitrato de amônio e cálcio, superfosfato, por exemplo, "superfosfato simples" (SSP), fosfogesso, superfosfato triplo (TSP) ou uma mistura destes; fertilizantes multinutrientes tais como fertilizantes binários (NP, NK, PK), por exemplo, fosfato de monoamônio (MAP) e/ou fosfato de diamônio (DAP), fertilizantes NPK que sejam fertilizantes de três componentes fornecendo nitrogênio, fósforo e potássio; fertilizantes que incluam uma ou mais das fontes principais de micronutrientes de ferro, manganês, boro, molibdénio, zinco, cobre e semelhantes; fertilizantes compostos, por exemplo, que contenham N, P e K; fertilizantes orgânicos tais como turfa, resíduos animais, resíduos vegetais da agricultura e lamas de depuração; e/ou outros elementos como cálcio, magnésio e enxofre.

[020] De acordo com algumas modalidades, a utilização de polialeto em grânulos também é benéfica para evitar a segregação de polialeto em uma mistura em pó. A segregação geralmente ocorre devido a diferenças no tamanho ou densidade do componente da mistura. Normalmente, as partículas menores e/ou mais densas tendem a se concentrar na base do recipiente com as maiores e/ou menos densas no topo. Uma granulação ideal conterá todo polialeto da mistura em uma proporção correta em cada grânulo e não ocorrerá a segregação de grânulos.

[021] De acordo com algumas modalidades demonstrativas, os grânulos de polialeto são produzidos a partir de material fino, por exemplo, pó com uma Distribuição de Tamanho de Partículas (Particle Size Distribution - PSD) que seja demasiada pequena para ser utilizada por outros métodos convencionais, por exemplo, mistura a granel.

[022] De acordo com algumas modalidades, o material fino (também referido neste documento como pó de polialeto seco fino tem um PSD entre 0,01 mm-1 mm, preferivelmente entre 0,03 mm-0,08 mm.

[023] De acordo com algumas modalidades, os grânulos de polialeto da presente invenção podem ter uma forma esférica e, consequentemente, se misturar aos outros nutrientes (via, por exemplo, mistura a granel), podendo proporcionar uma composição mais homogênea, os grânulos podem também possuir uma baixa tendência de segregação, os grânulos podem também apresentar baixa tendência de quebrar em pequenas partículas, os grânulos podem também apresentar uma velocidade de dissolução fácil, os grânulos podem ser facilmente revestidos e apresentam uma baixa tendência para produzir poeira, diminuindo assim a poluição do ambiente (sem liberação de poeira).

[024] O processo pode ser alterado de acordo com as necessidades e desenvolvimento do mercado, novas linhas de produtos com diferentes comportamentos químicos e físicos podem ser produzidas.

[025] De acordo com algumas modalidades, os grânulos da presente invenção podem ser revestidos com vários materiais de revestimento, por exemplo, para fins antipoeira e antiaglomerantes, liberação lenta e para a adição de microelementos e/ou macroelementos.

[026] De acordo com algumas modalidades demonstrativas, os grânulos da presente invenção podem incluir também um ou mais aglutinantes que incluem qualquer material ou composto adequado que possa mecânica e/ou quimicamente manter ou extrair outros materiais em conjunto para formar um todo coesivo incluindo, por exemplo, aglutinantes orgânicos ou inorgânicos, tais como silicato de sódio, silicato de potássio, cinzas volantes, geopolímeros, amido, bentonita, lignossulfonatos, melaços, cal hidratada, betume, cimento Portland, argila, ácidos (nítrico, clorídrico, fosfórico, sulfúrico), goma de celulose, sacarose, água, vidro líquido, cimentos ou combinações destes.

[027] De acordo com algumas modalidades, preferivelmente, os aglutinantes são silicato de sódio, silicato de potássio e/ou cinzas volantes.

[028] De acordo com algumas modalidades demonstrativas, é fornecido um processo para a produção de grânulos de polialeto que inclui: Encher um misturador com polialeto seco e misturar por um minuto Misturar um aglutinante, por exemplo, em uma concentração entre 2,5 e 10% do peso de alimentação, preferivelmente 5%, com água, por exemplo, em uma concentração entre 3-9% do peso de alimentação, preferivelmente 6%, em um recipiente separado, para produzir uma mistura de aglutinante-água; Adicionar a mistura de aglutinante-água ao misturador incluindo o polialeto e misturar por 5 a 15 minutos; Adicionar 0,5% de água sem parar o misturador e misturar por, pelo menos, mais dois minutos; Descarregar o material do misturador e introduzir o material no leito fluidizado durante um minuto a 20 °C; Secar o material a 150 °C em leito fluidizado ou secador de tambor; e Peneirar o material para receber os grânulos que variam em tamanho entre 1,4 mm e 4,75 mm

Exemplos Exemplo 1

[029] Velocidade do misturador: 350 rpm (velocidade linear de 7,3 M/seg.)

[030] Velocidade do Picador: 1500 rpm

[031] Tempo de residência 7' 10 min,

[032] O rendimento é de aproximadamente 50-70%. A sequência do processo: 1- Encha o misturador e misture por um minuto e pare. 2- Misture o aglutinante (5% do peso de alimentação) com a água (6% do peso de alimentação) em um recipiente pequeno (a mistura). 3- Adicione a mistura (aglutinante + água) ao misturador e inicie-o e o picador por 5 minutos. 4- Adicione água ao misturador em uma quantidade igual a 0,5% do peso de alimentação sem parar e após a adição da água, pare o picador. 5- Continue a misturar por mais dois minutos 6- Descarregue o material 7- Introduza o material no leito fluidizado por um minuto a 20 °C 8- Seque o material a 150 °C por cinco minutos. 9- Peneire o material para 1,4 mm a 4,75 mm

Ensaios em tambor

[033] Ensaios em tambor foram realizados em tambor com 80 cm de diâmetro. Velocidade de rotação 20 rpm. Adicionou-se água por pulverização por bocal a 4 atm.

[034] 20 kg de polialeto foram misturados com aglutinantes ponderados durante 1 minuto a 300 rpm. Água foi adicionada aos materiais e isto foi rotacionado por um tempo adicional.

[035] Os grânulos foram secos a 150 °C durante 20 minutos.

Exemplo 2

[036] Quantidade de aglutinante 3-5% de cinzas volantes. Adicionou-se 5-7,5% de água, tempo de granulação 7-8 minutos.

[037] A resistência dos grânulos antes da umidade 1,7-2,9 kg/grânulo e depois da umidade a 77% durante 24 horas 0,7-1,6 kg/grânulo, os rendimentos foram de 60-67%.

Exemplo 3

[038] Como o exemplo 2, com 4% de cinzas volantes + 1% de hidróxido de cálcio. Tempo de granulação de 7 minutos. A resistência do grânulo antes da umidade 2,6-3,5 kg/grânulo e 1,6-1,8 kg/grânulo depois da umidade, os rendimentos foram de 52-74%.

Exemplo 4

[039] Como o exemplo 2, com 2% de cinzas volantes +1% de hidróxido de cálcio. A resistência do grânulo antes da umidade 2,6 kg/grânulo e 1,5 kg/grânulo depois da umidade. O rendimento foi de 43%.

Ensaios de Relha do arado

[040] A relha do arado tem um volume de 1000 Lit. Materiais de enchimento a 15%. A velocidade era de 300 rpm e a velocidade do Picador era de 1500 rpm.

[041] 10-15 kg de polialeto foram misturados com aglutinantes ponderados durante 1 minuto a 300 rpm. Adicionou-se água e continuou-se a misturar por um tempo adicional, depois os grânulos foram secos a 150°C durante 20 minutos.

Exemplo 5

[042] 10 kg de polialeto foi misturado com 7% de cinzas volantes + 5% de hidróxido de cálcio durante 1 minuto. Adicionou-se água e misturou-se por 5 minutos. O produto foi seco. A resistência dos grânulos antes da umidade 4 kg/grânulo e 1,9-2,1 depois da umidade a 77% durante 24 horas e 1,7 kg/grânulo depois de 72 horas a 77% de umidade.

Exemplo 6

[043] 15 kg de polialeto foram misturados com 6,5% de cinzas volantes + 2,-4% de hidróxido de cálcio durante 1 minuto. Adicionou-se água e misturou-se por 5 minutos. O produto foi seco. A resistência dos grânulos antes da umidade 2,2-2,9 kg/grânulo e 0,4-0,8 depois da umidade a 77% durante 24 horas e 1,7 kg/grânulo depois de 72 horas a 77% de umidade.

Exemplo 7

[044] Relha de arado com 150 L. Encher com materiais a 40%, velocidade de 300 rpm. Velocidade do Picador de 1500 rpm. O polialeto misturado com aglutinantes ponderados com 4% de cinzas volantes e 1% de hidróxido de cálcio durante 1 minuto a 300 rpm. Adicionou-se água e misturou-se por 5 minutos. O produto foi seco durante 10 minutos a 140 °C e peneirado.

[045] O PSD médio foi de 1,4-4,75 mm. A resistência única dos grânulos foi de 3,6-4,3 kg/grânulos antes da umidade e 1,4-1,5 kg/grânulo após a umidade a 77 e 86% durante 24 horas. Força coletiva de 77-78%. Aglomerados de 0,3 kg, e o rendimento de 62-73%. Após 180 dias, a resistência única dos grânulos foi de 2,82,9 Kg/grânulos coletiva de 68-71% e aglomerado de 2,7Kg.

[046] Embora esta invenção tenha sido descrita em termos de alguns exemplos específicos, muitas modificações e variações são possíveis. Portanto, entende-se que, no escopo das reivindicações anexas, a invenção pode ser executada de outra forma que não como especificamente descrita neste documento.

Claims (6)

1- Processo para a produção de grânulos de polialeto a partir de pó de polialeto seco fino com uma PSD entre 0,03mm-0,08mm, caracterizado pelo fato de que compreende: preparar uma mistura de aglutinante-água misturando um aglutinante em uma concentração de entre 2,5-10% do peso de alimentação com água em uma concentração de entre 3-9% do peso de alimentação; misturar referida mistura de aglutinante-água com o pó de polialeto em um misturador; adicionar continuamente água ao misturador para produzir um material de polialeto; descarregar o material de polialeto do misturador e introduzir o material em um leito fluidizado a 20 °C; secar o material a 150 °C; e peneirar o material para receber grânulos que variam em tamanho entre 1,4 mm e 4,75 mm; em que um aglutinante na referida mistura de aglutinante-água são cinzas volantes.

2- Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a preparação de uma mistura de aglutinante-água compreende misturar o referido aglutinante em uma concentração de 5% do peso de alimentação com água em uma concentração de 6% do peso de alimentação.

3- Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a mistura de aglutinante-água é misturada ao pó de polialeto em um misturador por 5 a 15 minutos.

4- Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a adição contínua de água ao misturador para produzir um material de polialeto compreende adicionar água continuamente durante, pelo menos, mais dois minutos.

5- Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a descarga do material do misturador e a introdução do material em um leito fluidizado são realizadas durante um minuto a 20°C.

6- Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a referida secagem é realizada em um leito fluidizado ou secador de tambor.