BR112020001130A2 - grânulo de fertilizante de ureia de sulfato de cálcio, mescla de fertilizante ou fertilizante composto, método para produzir um grânulo de fertilizante de ureia de sulfato de cálcio, pasta fluida de ureia de sulfato de cálcio, e, método para fertilização. - Google Patents
grânulo de fertilizante de ureia de sulfato de cálcio, mescla de fertilizante ou fertilizante composto, método para produzir um grânulo de fertilizante de ureia de sulfato de cálcio, pasta fluida de ureia de sulfato de cálcio, e, método para fertilização. Download PDFInfo
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Landscapes
- Fertilizers (AREA)
Abstract
São descritos um grânulo de fertilizante de ureia de sulfato de cálcio (UCS) e métodos para produzir e utilizar o mesmo. O grânulo pode incluir ureia, sulfato de cálcio e um aduto de ureia de sulfato de cálcio. O grânulo pode conter de 33% a 40% em peso de nitrogênio elementar, 2% a 5% em peso de cálcio elementar, e 2% a 5% em peso de enxofre elementar.
Description
1 / 44 GRÂNULO DE FERTILIZANTE DE UREIA DE SULFATO DE CÁLCIO, MESCLA DE FERTILIZANTE OU FERTILIZANTE COMPOSTO,
[001] Este pedido reivindica o benefício de prioridade do Pedido de Patente da Índia nº 201711026033 depositado em 21 de julho de 2017 e do Pedido de Patente Provisório US Nº 62/626.932 depositado em 06 de fevereiro de 2018, cujos conteúdos integrais são aqui incorporados por referência em sua totalidade.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO A. Campo da invenção
[002] A invenção refere-se, de modo geral, a um grânulo de fertilizante de ureia de sulfato de cálcio que inclui um ou mais adutos de ureia de sulfato de cálcio. O grânulo pode conter 33% em peso a 40% em peso de nitrogênio elementar, 2% em peso a 5% em peso de cálcio elementar e 2% em peso a 5% em peso de enxofre elementar. B. Descrição da técnica relacionada
[003] Os nutrientes do solo, tais como nitrogênio, fósforo, potássio e enxofre, bem como oligoelementos tais como ferro, zinco, cobre e magnésio, são úteis para alcançar uma agricultura próspera e o crescimento de plantas. Após ciclos repetidos de plantio, a quantidade desses nutrientes no solo pode ser esgotada, resultando em crescimento inibido das plantas e diminuição da produção. Para combater esse efeito, fertilizantes foram desenvolvidos para ajudar a substituir os nutrientes vitais esgotados. Fertilizantes com um único nutriente e fertilizantes com múltiplos nutrientes, tais como misturas de fertilizantes, foram desenvolvidos para atender às diversas necessidades da produção agrícola em todo o mundo.
2 / 44
[004] Os fertilizantes que contêm nitrogênio são usados para auxiliar o crescimento e a fotossíntese saudáveis das plantas. A ureia (CH4N2O) é um composto que contém nitrogênio e é amplamente usado como fonte de nitrogênio em fertilizantes. No entanto, devido à sua rápida hidrólise e nitrificação no solo, o nitrogênio da ureia pode ser rapidamente perdido. Além disso, o uso de ureia em misturas de fertilizantes que contêm outros nutrientes do solo é difícil, pois a ureia reage de maneira indesejável a compostos tais como hidratos de fosfato de cálcio e sulfato e fertilizantes orgânicos. Essas reações podem produzir água que liquefaz grânulos sólidos ou produtos de mistura seca, causa aglomeração e perda de produto e aumenta a taxa na qual essas reações indesejáveis ocorrem. Ver Biskupski et al. (EP 2.774.907); ver também Achard et al. (US 5.409.516). Além disso, a produção de água aumenta a quantidade de água que deve ser removida durante a produção de fertilizantes contendo ureia, dificultando e tornando mais caro esses fertilizantes misturados. Ver Schwob (FR 2.684.372).
[005] Alguns dos problemas quanto ao uso de ureia em fertilizantes foram reduzidos ou superados pela ligação da ureia ao sulfato de cálcio como um aduto de ureia de sulfato de cálcio. No passado, o objetivo da produção de adutos de ureia para uso em fertilizantes, tais como os adutos UCS, era ligar o máximo possível de ureia livre no aduto. Portanto, no passado, os esquemas de produção de adutos UCS evitavam o uso de ureia em quantidades estequiométricas excessivas, para que a ureia livre no produto pudesse ser minimizada ou evitada. A título de exemplo, Biskupski et al. descreve o uso de um aduto de ureia de sulfato de cálcio, CaSO4∙4CO(NH2)2, e a produção do mesmo em um processo contínuo por reação de uma solução de ureia- ácido sulfúrico com rocha fosfática. Esta publicação enfoca o uso de quantidades estequiométricas ou menores de ureia para produzir o aduto de ureia de sulfato de cálcio, para aparentemente evitar a presença de ureia livre durante o processamento e nos produtos. Além disso, uma quantidade substancial de
3 / 44 água (16% a 25% em peso) é usada na reação para garantir que a polpa de aduto produzida possa ser transportada eficientemente (por exemplo, bombeada) da câmara de reação para uma câmara de secagem. Biskupski et al. também descreve que o aumento do teor de água na câmara de reação é desejável para obter uma rotação completa da reação, produzir uma polpa adequada para granulação e evitar a exigência de envelhecimento ou reciclagem a frio. A quantidade de água usada no processo de Biskupski et al. pode ser problemática do ponto de vista da fabricação, pois os custos e as dificuldades de remover essa água durante o processamento final podem ser bastante altos e levar a ineficiências.
[006] Como outro exemplo, Achard et al. descreve a produção de aduto de ureia de sulfato de cálcio na produção de produtos fosfo- nitrogenados por reação de um reagente de sulfo-ureia com fosfato de cálcio. Achard et al. ensina que a formação do aduto de ureia de sulfato de cálcio é útil para evitar que a ureia permaneça no produto e reduza as dificuldades na secagem de produtos que contêm ureia. No entanto, esses benefícios foram observados apenas quando a ureia e o sulfato de cálcio foram reagidos em proporções estequiométricas para a produção de CaSO4∙4CO(NH2)2. Notavelmente, foi sugerido em Biskupski et al. que a reação de Achard et al. cria quantidades significativas de compostos de amido de enxofre indesejados no produto (mais de 1%).
[007] Assim, o uso de quantidades estequiométricas ou menores de ureia ao sulfato de cálcio na produção de um aduto de ureia de sulfato de cálcio é ensinado para reduzir ou eliminar a ureia livre problemática em produtos fertilizantes. Contudo, o aduto de ureia de sulfato de cálcio produzido pelos métodos acima pode conter apenas um máximo de 27% em peso de nitrogênio elementar, substancialmente menor do que o provido apenas pela ureia (46% em peso). Além disso, como descrito acima, são necessárias grandes quantidades de água para produzir o aduto usando um
4 / 44 processo baseado em pasta fluida. Além disso, produtos secundários indesejados podem ser formados usando os métodos de produção conhecidos.
[008] Outros tentaram produzir um aduto de ureia de sulfato de cálcio usando ureia em excesso estequiométrico. No entanto, a quantidade de nitrogênio e/ou enxofre em seus produtos finais ainda é baixa e/ou o teor de umidade é alto. A título de exemplo, na Patente da Polônia 206.964, o uso de seis moles de ureia para cada mol de sulfato de cálcio produziu apenas um produto com 32,7% de nitrogênio e 6,3% de enxofre (ver Exemplo 3). Whittaker et al. (Industrial and Engineering Chemistry, 1933; 25 (11):1280- 1282) relata que os produtos de aduto no mesmo continham menos de quatro ureias por sulfato de cálcio e menos de 33% em peso de nitrogênio (ver Tabelas II e III). Além disso, a Patente da Romênia 111183 descreve no Exemplo 2 um fertilizante que tem 28% de nitrogênio, 6,4% de cálcio, 5,2% de enxofre e 11% de água. O exemplo 3 da patente romena descreve um fertilizante que tem 34% de nitrogênio, 4,1% de cálcio e 3,2% de enxofre, mas o produto continha uma quantidade alta de água (6,5%). Essas quantidades elevadas de água podem causar liquefação de fertilizantes sólidos ou secos, aglomeração e perda de produto, e aumentos na taxa na qual ocorrem reações indesejáveis, tais como reações com ureia livre. Consequentemente, ainda é necessário fertilizantes de nitrogênio estáveis que possam ser produzidos eficientemente em escala comercial.
[009] Uma descoberta foi feita que aborda pelo menos alguns dos problemas associados aos fertilizantes à base de ureia e fertilizantes à base de aduto de sulfato de cálcio e ureia (aduto UCS). A descoberta tem como premissa o uso de ureia em excesso da razão estequiométrica para a produção de um fertilizante à base de aduto UCS, que é estável e pode conter nitrogênio elementar em concentrações acima de 27% em peso. Por exemplo, os grânulos UCS da presente invenção podem incluir 33% em peso a 40% em
5 / 44 peso de nitrogênio elementar, 2% em peso a 5% em peso de cálcio elementar e 2% em peso a 5% em peso de enxofre elementar. Em alguns casos preferidos, o grânulo UCS pode ser um fertilizante à base de 33-0-0. Isso pode ser benéfico quando são desejadas concentrações mais altas de nitrogênio e pode reduzir a quantidade de fertilizante de aduto UCS necessária para prover uma quantidade alvo de nitrogênio. Além disso, foi inesperadamente verificado que, nos processos de produção baseados em pasta fluida, o uso de ureia em excesso das razões estequiométricas permitiu o uso de menos água para criar uma pasta fluida aceitável capaz de ser transportada (por exemplo, bombeada) e granulada. Isso é benéfico na redução dos requisitos e custos de energia associados à secagem da pasta fluida, reciclagem de água e fornecimento de água fresca. Além disso, foi determinado que a combinação de ácido sulfúrico e amônia na pasta fluida de aduto UCS cria sulfato de amônio por meio de uma reação exotérmica. O calor dessa reação pode ser usado para remover a totalidade ou parte da água da pasta fluida. Isso é benéfico à redução de energia e custos na secagem da pasta fluida e também provê o grânulo UCS com fertilizante de sulfato de amônio. Além disso, foi determinado, como mostrado de maneira não limitativa nos Exemplos, que um grânulo UCS contendo MgO substancialmente aumentou a dureza e a estabilidade do grânulo UCS.
[0010] Em um aspecto da invenção, grânulos de fertilizantes UCS são descritos. O grânulo de fertilizante UCS pode incluir um aduto UCS. O aduto UCS pode ser CaSO4∙4CO(NH2)2. Até 30% em peso da ureia no grânulo pode ser compreendida no aduto UCS. Alternativamente, pelo menos 30% em peso da ureia no grânulo pode ser compreendida no aduto UCS. Em algumas modalidades, o grânulo de fertilizante pode incluir 33% em peso a 40% em peso de nitrogênio elementar, 2% em peso a 5% em peso de cálcio elementar e 2% em peso a 5% em peso de enxofre elementar. Em um exemplo, o grânulo de fertilizante UCS pode incluir 33% em peso a 37% em peso de
6 / 44 nitrogênio elementar, 3% em peso a 5% em peso de cálcio elementar e 3% em peso a 5% em peso de enxofre elementar.
Em outro exemplo, o grânulo de fertilizante UCS pode incluir 33% em peso a 35% em peso de nitrogênio elementar, 4% em peso a 5% em peso de cálcio elementar e 4% em peso a 5% em peso de enxofre elementar.
O teor de umidade livre do grânulo de fertilizante UCS pode ser menor que 1% em peso, preferencialmente menor que 0,8% em peso, menor que 0,5% em peso de água ou 0,25% em peso a 0,7% em peso de água.
Em alguns casos, o grânulo de fertilizante UCS não inclui fósforo ou potássio, ou ambos.
O grânulo pode ter uma densidade maior que a água (por exemplo, maior que 1,0 g/ml). O grânulo de fertilizante UCS pode ser composto de uma ou mais partículas.
As partículas podem incluir um núcleo e uma ou mais camadas que cobrem pelo menos uma porção do núcleo.
Uma primeira porção das partículas pode ser o aduto UCS, e uma segunda porção das partículas pode formar a camada que cobre pelo menos uma porção do aduto UCS.
A camada pode se auto montar durante a fabricação do grânulo.
Em certos aspectos não limitativos, a primeira porção das partículas pode ter um tamanho médio de partícula de 1 até 15 micrômetros, e a segunda porção das partículas pode ter um tamanho médio de partícula de 15 a 900 micrômetros.
A camada pode ser composta de partículas de ureia, partículas de sulfato de cálcio e/ou partículas do aduto UCS, ou qualquer combinação ou todas as mesmas.
Em algumas modalidades, as partículas menores e maiores podem ser partículas alongadas ou podem ser partículas substancialmente esféricas ou outras formas ou combinações de tais formas.
Os grânulos de fertilizantes UCS podem conter MgO.
Em alguns casos, os grânulos de fertilizante UCS podem conter 0,1% em peso a 5% em peso de MgO, 1,5% em peso a 4% em peso de MgO ou 2% em peso a 4% em peso de MgO.
Os grânulos UCS podem ter uma resistência a esmagamento de 1 N/grânulo a 50 N/grânulo, preferencialmente 9 N/grânulo a 45 N/grânulo.
Os grânulos de fertilizante UCS contendo MgO
7 / 44 têm, de preferência, uma resistência a esmagamento de 11 N/grânulo a 50 N/grânulo, ou qualquer faixa na mesma. Os grânulos de fertilizante UCS da presente invenção podem conter sulfato de amônio. Em alguns casos, os grânulos de fertilizante UCS contêm 0,1% em peso a 50% em peso, 0,1% em peso a 30% em peso, 0,1% em peso a 10% em peso, 5% em peso a 10% em peso, ou qualquer faixa no mesmo de sulfato de amônio. Os grânulos de fertilizante UCS da presente invenção podem ser ácidos. Em alguns aspectos particulares, os grânulos de fertilizante UCS, em uma solução aquosa, podem ter um pH de 3 a 6, preferencialmente de 4 a 5. Além disso, os grânulos de fertilizante UCS da presente invenção podem ter um tamanho médio de partícula de 1 milímetro (mm) a 5 mm, de preferência 2 a 4 mm. Os grânulos de fertilizante UCS da presente invenção também podem conter um ou mais aditivos. O aditivo pode ser um fertilizante, um micronutriente, um nutriente secundário ou um aditivo orgânico. O aditivo pode ser um fertilizante, composto ou composição que provê um fertilizante à base de nitrogênio, um fertilizante à base de fosfato, um fertilizante à base de potássio, um fertilizante à base de ureia, um fertilizante que provê nitrogênio-fósforo- potássio (NPK), fosfato de diamônio (DAP), fosfato de monoamônio (MAP), superfosfato simples (SSP), superfosfato triplo (TSP), ureia, cloreto de potássio, sulfato de potássio, sulfato de magnésio, superfosfatos, rochas fosfáticas, potássio, sulfato de potássio (SOP), cloreto de potássio (MOP), cieserita, carnalita, magnesita, dolomita, ácido bórico, boro (B), cobre (Cu), ferro (Fe), manganês (Mn), molibdênio (Mo), zinco (Zn), selênio (Se), silício (Si), Ca livre, magnésio (Mg), enxofre elementar (S), óleo de neem, extrato de algas marinhas, bioestimulantes, carvão animal, cinzas da incineração de resíduos de animais ou tecidos de animais, ou qualquer combinação dos mesmos.
[0011] Em outro aspecto da presente invenção, uma pasta fluida de ureia de sulfato de cálcio (pasta fluida UCS) é descrita. A pasta fluida UCS
8 / 44 pode ser uma pasta fluida que, quando seca, pode produzir os grânulos de fertilizante UCS da presente invenção. A pasta fluida UCS pode conter ureia em excesso estequiométrico até a quantidade necessária para produzir um aduto de ureia de sulfato de cálcio. A pasta fluida UCS pode conter ureia, sulfato de cálcio, um aduto UCS, e 12% em peso a 20% em peso de água. Em alguns casos, a pasta fluida UCS contém 12% em peso a 16% em peso de água. Em alguns casos, a quantidade de 12% em peso a 20% em peso de água ou de 12% em peso a 16% em peso de água na pasta fluida é o teor de umidade livre da pasta fluida. Em alguns casos, a água de 12% em peso a 20% em peso ou de 12% em peso a 16% em peso na pasta fluida é provida pela combinação de água que não estava contida ou mesclada por ureia e/ou sulfato de cálcio. A pasta fluida UCS pode conter MgO, MgSO4, sulfato de amônio, amônio, ácido sulfúrico, um fertilizante, um micronutriente, um nutriente secundário ou um aditivo orgânico ou uma combinação dos mesmos.
[0012] Em ainda outro aspecto da invenção, são descritos processos para produzir os grânulos de fertilizantes UCS da presente invenção. Um processo pode incluir (a) combinar ureia, sulfato de cálcio hidratado ou anidro e água em condições suficientes para formar uma pasta fluida aquosa, (b) misturar a pasta fluida aquosa em condições suficientes para produzir um aduto UCS e (c) remover pelo menos uma porção da água da pasta fluida aquosa para formar o grânulo de fertilizante UCS. A ureia pode ser combinada além da razão estequiométrica para a produção de um aduto UCS. Em alguns casos, mais de quatro moles de ureia são adicionados para cada mol de sulfato de cálcio. Em alguns casos, 5 moles, 6 moles, 7 moles, 8 moles, 9 moles, 10 moles ou mais, ou qualquer faixa ou valor entre eles, de ureia são adicionados para cada mol de sulfato de cálcio. Em alguns casos, nenhum outros ingredientes hidratados são adicionados à pasta fluida aquosa. A ureia usada na etapa (a) pode estar na forma de pastilhas, partículas, ureia
9 / 44 fundida ou uma solução tendo ureia dissolvida na mesma.
As condições da etapa (a) podem incluir uma temperatura de 85°C a 120°C.
Em algumas modalidades, pelo menos 25% ou pelo menos 30% da ureia da etapa (a) é convertida no aduto UCS.
Em algumas modalidades, sulfato de cálcio adicional, grânulos UCS reciclados (isto é, grânulos produzidos a partir do processo) e/ou água podem ser providos na etapa (a) e/ou (b). Sem querer ser limitado pela teoria, acredita-se que, em alguns casos, uma camada que circunda pelo menos uma porção do aduto UCS formado se auto monta durante esse processo de produção do grânulo.
A pasta fluida aquosa pode incluir uma quantidade suficiente de água, de modo que a composição seja transportável por uma bomba, como uma bomba projetada para mover líquidos ou uma bomba projetada para mover uma pasta fluida.
Em alguns casos, a pasta fluida aquosa contém uma quantidade suficiente de água a ser processada em um processo contínuo.
A pasta fluida aquosa pode conter 12% em peso a 16% em peso de água.
Em alguns casos, os 12% em peso a 16% em peso de água são adicionados pela combinação de água que não está contida ou mesclada à ureia ou sulfato de cálcio.
A água pode ser removida da pasta fluida aquosa a uma temperatura de 80°C a 100°C, preferencialmente 85°C a 95°C ou 85°C a 90°C ou qualquer faixa ou valor entre eles.
Em alguns casos, pelo menos uma porção da água é removida pela adição de ácido sulfúrico e amônia à pasta fluida aquosa para causar uma reação exotérmica, em que o calor gerado a partir da reação exotérmica é suficiente para remover pelo menos uma porção da água da pasta fluida aquosa.
Em alguns casos, o calor gerado pela reação exotérmica é suficiente para remover 1% a 100%, 10% a 99,75%, 10% a 90%, 10% a 50%, 20% a 99%, 30% a 99%, 40% a 99%, 50% a 99%, 60 a 99,5%, 70 a 99,75%, 90 a 99,75%, ou qualquer faixa ou valor na mesma da água na pasta fluida aquosa.
Em alguns casos, o calor gerado pela reação exotérmica é suficiente para remover a água de uma pasta fluida que contém 1% em peso a 20% em peso de água, tal como 1, 2, 3, 4, 5,
10 / 44 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 ou 20% em peso de água ou qualquer faixa ou valor entre elas. A água pode ser removida por evaporação causada pelo calor da reação exotérmica. A quantidade de ácido sulfúrico adicionada pode ser de cerca de 1% a 15%, 5% a 10% ou 8% a 11%, ou qualquer faixa ou valor na mesma no peso da pasta fluida aquosa. A quantidade de amônia adicionada pode ser de cerca de 0,5 mol a 3 moles, 1 mol a 2,5 moles, 1,5 moles a 2,5 moles ou 2 moles, ou qualquer faixa ou valor na mesma para cada mol de ácido sulfúrico adicionado. Em alguns casos, a amônia anidra é adicionada. Em alguns casos, uma solução de 98% em peso de ácido sulfúrico é adicionada. O ácido sulfúrico e a amônia podem reagir para formar sulfato de amônio. O sulfato de amônio produzido pode ser de cerca de 1% a 35%, 5% a 30%, 5% a 20% ou 8% a 11%, ou qualquer faixa na mesma do peso da pasta fluida aquosa. A pasta fluida aquosa pode conter MgO. Em alguns casos, o MgSO4 pode ser adicionado à pasta fluida aquosa para prover MgO. O MgSO4 pode ser MgSO4 anidro, MgSO4 monohidrato ou MgSO4 heptahidrato. A quantidade de MgSO4 adicionado pode ser suficiente para prover 1,5% em peso a 5% em peso, 2% em peso a 4% em peso, ou qualquer faixa da mesma de MgO nos grânulos de fertilizante UCS produzidos pelo método.
[0013] Em outro aspecto da presente invenção, métodos de fertilização são descritos. Um método pode incluir a aplicação de uma pluralidade de grânulos de fertilizante UCS da presente invenção a uma porção de um solo, a uma colheita ou a uma combinação do solo e da colheita. Em algumas modalidades, o solo é pelo menos parcial ou totalmente submerso em água (por exemplo, arrozais) e os grânulos afundam na água para entrar em contato com o solo. Isso pode permitir uma distribuição mais homogênea dos grânulos para o solo, em vez da coalescência dos grânulos na ou sobre a superfície da água.
[0014] Também são descritas no contexto da presente invenção
11 / 44 composições de fertilizantes compostos ou mesclados que incluem uma pluralidade de grânulos de fertilizantes UCS da presente invenção misturados com outros fertilizantes, micronutrientes, nutrientes secundários ou aditivos orgânicos. Os fertilizantes podem ser particulados na forma (por exemplo, ureia, fosfato de monoamônio (MAP), fosfato de diamônio (DAP), cloreto de potássio (MOP) e/ou sulfato de potássio (SOP)). De preferência, os grânulos UCS e fertilizantes adicionais são compatíveis entre si (por exemplo, podem entrar em contato um com o outro sem que ocorra uma reação química). O fertilizante composto ou mesclado pode conter, além dos grânulos de fertilizante UCS, um fertilizante à base de nitrogênio, um fertilizante à base de fosfato, um fertilizante à base de potássio, um fertilizante à base de ureia, um fertilizante que provê nitrogênio, fósforo e potássio (NPK), fosfato de diamônio (DAP), fosfato de monoamônio (MAP), superfosfato único (SSP), superfosfato triplo (TSP), ureia, cloreto de potássio, sulfato de potássio, sulfato de magnésio, superfosfatos, rochas fosfáticas, potássio, sulfato de potássio (SOP), cloreto de potássio (MOP), kieserita, carnalita, magnesita, dolomita, ácido bórico, B, Cu, Fe, Mn, Mo, Zn, Se, Si, Ca, Mg, S, óleo de neem, extrato de algas, bioestimulantes, carvão animal, cinzas da incineração de resíduos de animais ou tecidos de animais etc., ou qualquer combinação dos mesmos.
[0015] Também são descritas as seguintes Modalidades 1 a 21 da presente invenção. A Modalidade 1 é um grânulo de fertilizante de ureia de sulfato de cálcio (UCS) que compreende ureia, sulfato de cálcio e um aduto de ureia de sulfato de cálcio, em que o grânulo compreende 33% em peso a 40% em peso de nitrogênio elementar, 2% em peso a 5% em peso cálcio elementar e 2% em peso a 5% em peso de enxofre elementar. A Modalidade 2 é o grânulo de fertilizante UCS da Modalidade 1, em que pelo menos 30% em peso da ureia no grânulo está compreendida no aduto de ureia de sulfato de cálcio. A Modalidade 3 é o grânulo de fertilizante UCS de qualquer uma das
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Modalidades 1 a 2, compreendendo 33% em peso a 37% em peso de nitrogênio elementar, 3% em peso a 5% em peso de cálcio elementar e 3% em peso a 5% em peso de enxofre elementar.
A Modalidade 4 é o grânulo de fertilizante UCS da Modalidade 3, compreendendo 33% em peso a 35% em peso de nitrogênio elementar, 4% em peso a 5% em peso de cálcio elementar e 4% em peso a 5% em peso de enxofre elementar.
A Modalidade 5 é o grânulo de fertilizante UCS de qualquer uma das Modalidades 1 a 4, compreendendo ainda menos de 1% em peso de umidade livre, preferencialmente menos de 0,8% em peso de umidade livre, menos de 0,5% em peso de umidade livre ou 0,25% em peso a 0,7% em peso de umidade livre.
A Modalidade 6 é o grânulo de fertilizante UCS de qualquer uma das Modalidades 1 a 5, em que o aduto é CaSO4∙4CO(NH2)2. A Modalidade 7 é o grânulo de fertilizante UCS de qualquer uma das Modalidades 1 a 6, compreendendo partículas de aduto de sulfato de cálcio e ureia, partículas de ureia e partículas de sulfato de cálcio.
A Modalidade 8 é o grânulo de fertilizante UCS de qualquer uma das Modalidades 1 a 7, compreendendo ainda 1,5% em peso a 4% em peso de MgO e em que o grânulo tem uma dureza de 10 N/grânulo a 50 N/grânulo.
A Modalidade 9 é o grânulo de fertilizante UCS de qualquer uma das Modalidades 1 a 8, compreendendo ainda o sulfato de amônio.
A Modalidade 10 é uma mescla de fertilizante ou fertilizante composto compreendendo o grânulo de fertilizante UCS de qualquer uma das Modalidades 1 a 9 e pelo menos um componente adicional, de preferência o pelo menos um componente adicional é um fertilizante.
A Modalidade 11 é a mescla de fertilizante ou fertilizante composto da Modalidade 10, em que pelo menos um componente adicional é um fertilizante à base de fosfato, um fertilizante à base de ureia ou um fertilizante à base de potássio.
A Modalidade 12 é a mescla de fertilizante ou fertilizante composto de qualquer uma das Modalidades 10 a 11, em que o pelo menos um componente adicional é um micronutriente, um nutriente secundário, um
13 / 44 aditivo orgânico ou qualquer combinação dos mesmos.
A Modalidade 13 é a mescla de fertilizante ou fertilizante composto de qualquer uma das Modalidades 10 a 12, em que o pelo menos um componente adicional é sulfato de potássio (SOP), em que a mescla de fertilizante ou fertilizante composto compreende 19% em peso a 33% em peso de nitrogênio elementar, 2% em peso a 5% em peso de cálcio elementar, 5% em peso a 10% em peso de enxofre elementar e 0,001% em peso a 20% em peso de K2O.
A Modalidade 14 é um método de produção de um grânulo de fertilizante de ureia de sulfato de cálcio (UCS) de qualquer uma das Modalidades 1 a 9, o método compreendendo: combinação de ureia, sulfato de cálcio e água para formar uma pasta fluida aquosa, em que a ureia é combinada em excesso da razão estequiométrica para a produção de um aduto de ureia de sulfato de cálcio; misturar a pasta fluida aquosa sob condições suficientes para produzir um aduto de ureia de sulfato de cálcio; e remover pelo menos uma porção da água da pasta fluida aquosa para formar o grânulo de fertilizante de ureia de sulfato de cálcio (UCS). A Modalidade 15 é o método da Modalidade 14, em que a pasta fluida aquosa compreende 12% em peso a 16% em peso de água e, de preferência, em que a combinação de ureia, sulfato de cálcio e água compreende a combinação de 12% em peso a 16% em peso de água em adição à água contida na ureia e sulfato de cálcio.
A Modalidade 16 é o método de qualquer uma das Modalidades 14 a 15, em que a remoção de pelo menos uma porção da água da pasta fluida aquosa compreende a adição de ácido sulfúrico e amônia para causar uma reação exotérmica, em que o calor gerado a partir da reação exotérmica é suficiente para remover pelo menos uma porção da água da pasta fluida aquosa.
A Modalidade 17 é o método da Modalidade 16, em que a quantidade de ácido sulfúrico adicionada é de cerca de 5% a 15% do peso da pasta fluida aquosa.
A Modalidade 18 é o método de qualquer uma das Modalidades 16 a 17, em que de cerca de 1,5 a 2,5 moles de amônia são adicionados para cada um mol de ácido sulfúrico.
A Modalidade
14 / 44 19 é o método de qualquer uma das Modalidades 14 a 18, compreendendo ainda a adição de uma quantidade suficiente de MgSO4 para obter um grânulo de fertilizante de ureia de sulfato de cálcio (UCS), compreendendo ainda 1,5% em peso a 5% em peso de MgO, preferencialmente 2% em peso a 4% em peso de MgO. A Modalidade 20 é uma pasta fluida de ureia de sulfato de cálcio (UCS) que compreende 12 a 16% de água e ureia, sulfato de cálcio e um aduto de ureia de sulfato de cálcio em quantidades tais que, quando a pasta fluida é seca, a pasta fluida seca compreende 33% em peso a 40% em peso de nitrogênio elementar, 2% em peso a 5% em peso de cálcio elementar e 2% em peso a 5% em peso de enxofre elementar. A Modalidade 21 é um método de fertilização, o método que compreende a aplicação de um grânulo de fertilizante UCS, uma mescla de fertilizante ou um fertilizante composto de qualquer uma das Modalidades 1 a 13, ou qualquer combinação das mesmas, a uma porção de um solo, a uma colheita ou ao solo e à colheita.
[0016] A seguir são incluídas definições de vários termos e frases usados ao longo deste relatório descritivo.
[0017] O termo “fertilizante” é definido como um material aplicado ao solo ou aos tecidos vegetais para fornecer um ou mais nutrientes essenciais ou benéficos ao crescimento de plantas e/ou estimulantes ou melhoradores para aumentar ou aprimorar o crescimento das plantas. Exemplos não limitativos de fertilizantes incluem materiais com um ou mais de ureia, nitrato de amônio, nitrato de cálcio e amônio, um ou mais superfosfatos, fertilizantes binários de NP, fertilizantes binários de NK, fertilizantes binários de PK fertilizantes de NPK, molibdênio, zinco, cobre, boro, cobalto e/ou ferro. Em alguns aspectos, os fertilizantes incluem agentes que aumentam o crescimento da planta e/ou aumentam a capacidade de uma planta receber o benefício de um fertilizante, tal como, mas não limitados a bioestimulantes, inibidores de urease e inibidores de nitrificação. Em alguns casos particulares, o fertilizante é ureia.
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[0018] O termo “micronutriente” é definido como um elemento químico ou substância necessária em quantidades vestigiais para o crescimento e desenvolvimento normal de uma planta. Exemplos não limitativos de micronutrientes incluem B, Cu, Fe, Mn, Mo, Zn, Se e Si ou compostos dos mesmos.
[0019] O termo “nutriente secundário” é definido como um elemento ou substância química necessária em quantidades moderadas para o crescimento das plantas e tem menor probabilidade de limitar o crescimento das culturas em comparação com N, P e K. Exemplos não limitativos de nutrientes secundários incluem Ca, Mg e S.
[0020] O termo “agente orgânico” é definido como uma substância que é produzida por ou é uma parte de um organismo. Exemplos não limitativos de agentes orgânicos adequados para um fertilizante incluem óleo de neem, extrato de algas marinhas, bioestimulantes, carvão de animal, cinzas da incineração de resíduos de animais ou tecidos de animais e terra diatomácea.
[0021] O termo “grânulo” pode incluir um material sólido. Um grânulo pode ter uma variedade de formas diferentes, exemplos não limitativos dos quais incluem uma forma esférica, um disco, um ovoide, uma haste, um oblongo ou uma forma aleatória.
[0022] Os termos “cerca de” ou “aproximadamente” são definidos como sendo próximos a, como entendido por uma pessoa versada na técnica. Em uma modalidade não limitativa, os termos são definidos como estando dentro de 10%, preferivelmente dentro de 5%, mais preferivelmente dentro de 1%, e o mais preferivelmente dentro de 0,5%
[0023] Os termos “% em peso”, “% em volume” ou “% em mol” referem-se a uma porcentagem em peso de um componente, uma porcentagem em volume de um componente ou uma porcentagem molar de um componente, respectivamente, com base em o peso total, o volume total
16 / 44 de material ou moles totais, que inclui o componente. Em um exemplo não limitativo, 10 gramas de componente em 100 gramas de material são 10% em peso de componente.
[0024] O termo “substancialmente” e suas variações são definidos para incluir faixas dentro de 10%, dentro de 5%, dentro de 1% ou dentro de 0,5%.
[0025] Os termos “inibir” ou “reduzir” ou “impedir” ou “evitar” ou qualquer variação desses termos, quando usados nas reivindicações e/ou no relatório descritivo, incluem qualquer diminuição mensurável ou inibição completa para alcançar o resultado desejado.
[0026] O termo “teor de umidade livre”, como o termo usado neste relatório descritivo e/ou reivindicações, significa a água ou a umidade não associada ao di-hidrato ou hemi-hidrato de sulfato de cálcio. Este termo significa qualquer outra água ou umidade livre.
[0027] O termo “eficaz”, como o termo é usado neste relatório descritivo e/ou nas reivindicações, significa adequado para alcançar um resultado desejado, esperado ou pretendido.
[0028] O uso das palavras “um” ou “uma” quando usadas em conjunto com qualquer um dos termos “compreendendo”, “incluindo”, “contendo” ou “tendo”, nas reivindicações ou no relatório descritivo, pode significar “um”, mas também é consistente com o significado de “um ou mais”, “pelo menos um” e “um ou mais de um”.
[0029] As palavras “compreendendo” (e qualquer forma de compreender, tal como “compreendem” e “compreende”), “tendo” (e qualquer forma de ter, tal como “tenha” e “tem”), “incluindo” (e qualquer forma de incluindo, tal como “inclui” e “incluir”) ou “contendo” (e qualquer forma de contendo, tal como “contém” e “contêm”) são inclusivas ou abertas e não excluem elementos não especificados, adicionais, ou etapas do método.
[0030] Os grânulos de fertilizante UCS da presente invenção podem
17 / 44 “compreender”, “consistir essencialmente em” ou “consistir em” ingredientes, componentes, composições etc. particulares descritos ao longo do relatório descritivo. No que diz respeito à fase de transição “consistindo essencialmente em”, em um aspecto não limitativo, uma característica básica e nova dos grânulos de fertilizante UCS da presente invenção é a presença de um aduto UCS contendo 33% em peso a 40% em peso de nitrogênio elementar, 2% em peso a 5% em peso de cálcio elementar e 2% em peso a 5% em peso de enxofre elementar. Além disso, os grânulos de fertilizantes UCS estáveis podem ser produzidos usando ureia em excesso estequiométrico.
[0031] As vantagens da presente invenção podem tornar-se evidentes para os especialistas na técnica com o benefício da descrição detalhada a seguir e com referência aos desenhos anexos.
[0032] As Figuras 1A a 1C mostram um esquema de um sistema que pode ser usado para produzir grânulos de fertilizantes UCS da presente invenção em que a ureia sólida pode ser usada como material de partida e 1B é um esquema de um sistema que pode ser usado onde a ureia em solução, ureia fundida ou uma pasta fluida de sulfato de cálcio pode ser usada como material reagente, e 1C um esquema de um sistema que pode ser usado onde uma reação exotérmica pode ser usada para remover parte da água de um aduto UCS contendo pasta fluida.
[0033] Embora a invenção seja suscetível a várias modificações e formas alternativas, modalidades específicas da mesma são mostradas a título de exemplo nos desenhos. Os desenhos podem não estar em escala.
[0034] O grânulo UCS da presente invenção pode incluir um aduto UCS formado a partir da seguinte reação: CaSO4·nH2O + 4CO(NH2)2 → CaSO4·4CO(NH2)2 + nH2O, onde: n é um valor entre 0 e 2 (por exemplo, 0, 0,5, 1, 2)
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[0035] O grânulo UCS pode ser produzido usando ureia em excesso da razão estequiométrica para a produção de um aduto UCS (por exemplo, mais de quatro moles de ureia para cada mol de sulfato de cálcio). O grânulo UCS produzido é estável e pode conter nitrogênio elementar em concentrações acima de 27% em peso (por exemplo, pelo menos, igual ou entre dois de 27% em peso, 28% em peso, 29% em peso e 30% em peso, 31% em peso, 32% em peso, 33% em peso, 34% em peso, 35% em peso, 36% em peso, 37% em peso, 38% em peso e 40% em peso). Por exemplo, os grânulos UCS da presente invenção podem incluir 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39 ou 40% em peso de nitrogênio elementar, 2, 3, 4 ou 5% em peso de cálcio elementar e 2, 3, 4 ou 5% em peso de enxofre elementar. Os grânulos UCS da presente invenção podem incluir 33% em peso a 37% em peso de nitrogênio elementar, 3% em peso a 5% em peso de cálcio elementar e 3% em peso a 5% em peso de enxofre elementar. O grânulo de fertilizante UCS pode incluir 33% em peso a 35% em peso de nitrogênio elementar, 4% em peso a 5% em peso de cálcio elementar e 4% em peso a 5% em peso de enxofre elementar. Os grânulos UCS da presente invenção podem incluir 33% em peso, 34% em peso ou 35% em peso de nitrogênio elementar, 4% em peso ou 5% em peso de cálcio elementar e 4% em peso ou 5% em peso de enxofre elementar. Os grânulos UCS da presente invenção podem incluir 33% em peso ou 34% em peso de nitrogênio elementar, 4% em peso ou 5% em peso de cálcio elementar e 4% em peso ou 5% em peso de enxofre elementar. Os grânulos UCS da presente invenção podem incluir 33% em peso de nitrogênio elementar, 5% em peso de cálcio elementar e 5% em peso de enxofre elementar. Os grânulos UCS da presente invenção podem incluir 34% em peso de nitrogênio elementar, 5,5% em peso de cálcio elementar e 5% em peso de enxofre elementar. Em alguns casos, o grânulo não inclui fósforo, potássio ou ambos. Em alguns casos preferidos, o grânulo UCS pode ser um fertilizante à base de 33-0-0. Isso pode ser benéfico quando maiores concentrações de nitrogênio
19 / 44 são desejadas em um fertilizante granulado estável e pode ser benéfico reduzindo a quantidade de material necessário para prover nitrogênio em um fertilizante estável.
[0036] O grânulo UCS produzido também pode conter baixas quantidades de umidade. O teor de umidade livre do grânulo pode ser inferior a 1% em peso, de preferência inferior a 0,8% em peso, inferior a 0,5% em peso de água ou 0,25% em peso a 0,7% em peso de água. Em alguns casos, o teor de umidade livre é de 1, 0,9, 0,8, 0,7, 0,6, 0,5, 0,4, 0,3, 0,2, 0,1 ou 0% em peso.
[0037] Além disso, foi inesperadamente verificado que, ao usar excesso de ureia para produzir o aduto UCS, menos água é necessária para criar uma pasta fluida capaz de ser transportada (por exemplo, bombeada) e adequada para granulação. Isso é benéfico na redução da energia e dos custos de secagem da pasta fluida, reciclagem da água e provimento de água fresca. Além disso, foi determinado que a combinação de ácido sulfúrico e amônia na pasta fluida de aduto UCS causa uma reação exotérmica suficiente para remover a totalidade ou parte da água na pasta fluida. Isso é benéfico na redução de energia e custos na secagem da pasta fluida. O produto da reação exotérmica, sulfato de amônio, também beneficia o fertilizante, pois o sulfato de amônio é um fertilizante prontamente solúvel que pode ser rapidamente disponibilizado às culturas após a aplicação. Além disso, foi determinado que um grânulo UCS contendo MgO substancialmente aumenta a dureza e a estabilidade do grânulo UCS. Em alguns casos, o MgSO4 pode ser adicionado ao grânulo UCS ou à pasta fluida de aduto UCS para prover o MgO. Em modalidades particularmente preferidas, as composições de fertilizante compreendendo uma pluralidade de grânulos da presente invenção estão na forma seca e não na forma de pasta fluida.
[0038] Em alguns casos, a superfície do aduto UCS pode incluir uma camada com ureia, sulfato de cálcio ou aduto UCS adicional, ou qualquer
20 / 44 combinação dos mesmos ou o total dos mesmos. A título de exemplo, a camada pode ser formada em pelo menos uma porção da superfície externa do aduto UCS, e a camada pode incluir: (1) ureia; (2) sulfato de cálcio; (3) aduto UCS adicional; (4) ureia e sulfato de cálcio; (5) ureia e aduto UCS adicional; (6) sulfato de cálcio e aduto UCS adicional; (7) ou ureia, sulfato de cálcio e aduto UCS adicional. A camada pode se formar ou se auto montar durante o processo de produção do grânulo UCS. A ureia, sulfato de cálcio e/ou aduto UCS na camada podem estar na forma de partículas. O aduto da USC também pode incluir uma camada que tem ureia, sulfato de cálcio ou aduto UCS adicional ou uma combinação dos mesmos ou o total dos mesmos. A camada pode ser partículas de ureia, sulfato de cálcio ou aduto UCS adicional. Além disso, e sem desejar ser limitado pela teoria, acredita-se que a camada se auto monta durante a fabricação do grânulo.
[0039] O grânulo pode ser compreendido por uma ou mais partículas. Uma primeira porção das partículas pode ser o aduto de ureia de sulfato de cálcio e uma segunda porção das partículas pode formar uma camada que cobre pelo menos uma porção do aduto de ureia de sulfato de cálcio. Em certos aspectos não limitativos, a primeira porção das partículas pode ter um tamanho médio de partícula de 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 ou 15 micrômetros, e a segunda porção das partículas pode ter um tamanho médio de partícula de 15, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800 ou 900 micrômetros ou qualquer tamanho entre eles. A camada pode ser composta de partículas de ureia, partículas de sulfato de cálcio e/ou partículas de aduto de ureia de sulfato de cálcio, ou qualquer combinação, ou o total das mesmas. Em algumas modalidades, as partículas menores e maiores podem ser partículas alongadas ou podem ser partículas substancialmente esféricas ou outras formas, ou combinações de tais formas. Exemplos não limitativos de formas incluem uma forma esférica, um disco, uma forma oval, uma haste, um oblongo ou uma forma aleatória.
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[0040] Os grânulos UCS podem ter uma resistência a esmagamento de 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 kg/grânulo, ou mais, ou qualquer quantidade entre, de preferência 2 kg/grânulo para 5 kg/grânulo.
[0041] Um benefício adicional não limitativo dos grânulos UCS da presente invenção é que eles podem ser um bom acidificante, o que pode contribuir para uma distribuição eficiente de nutrientes no solo e/ou plantas. Ainda mais, os grânulos podem aumentar a absorção de nutrientes pelas plantas devido, pelo menos em parte, a essas características ácidas. Em alguns aspectos particulares, os grânulos podem ter um pH de 3, 3,5, 4, 4,5, 5, 5,5 ou 6, preferencialmente 4 a 5 quando misturados com água. Além disso, os grânulos da presente invenção podem ter um tamanho médio de 1, 1,5, 2, 2,5, 3, 3,5, 4, 4,5 ou 5 mm, preferencialmente cerca de 2 mm a 4 mm. Acredita-se também que os teores e/ou a estrutura dos grânulos da presente invenção podem ajudar na redução da volatilização do nitrogênio.
[0042] Estes e outros aspectos não limitativos da presente invenção são discutidos em mais detalhes nas seções a seguir. A. Processo para produzir grânulos de fertilizante UCS
[0043] Os grânulos UCS da presente invenção podem ser feitos usando um sistema de granulação mostrado na Figura 1A, Figura 1B, ou Figura 1C, ou uma combinação dos mesmos. O sistema de granulação pode ser um processo contínuo capaz de lidar com pastas fluidas. O sistema de granulação pode incluir uma zona de mistura (mistura). A zona de mistura pode estar em um reator de tanque agitado contínuo. Na zona de mistura, a ureia sólida (por exemplo, pastilhas de ureia frescas) (Figura 1A), sulfato de cálcio (por exemplo, gesso) e água podem ser combinadas em uma unidade de mistura (por exemplo, um reator de tanque agitado contínuo) para formar uma pasta fluida aquosa. Em alguns casos, um excesso estequiométrico de ureia, tal como mais de quatro moles de ureia por cada mol de sulfato de cálcio, é misturado na zona de mistura. Em alguns casos, o excesso de ureia é pelo
22 / 44 menos igual a, ou entre dois de 5 moles, 6 moles, 7 moles, 8 moles, 9 moles e 10 moles ou mais de ureia para cada mol de sulfato de cálcio.
Em alguns casos, o teor de água da pasta fluida aquosa é de 12% a 20% em peso, 12% a 16% em peso ou 13% a 15% em peso.
Inesperadamente foi verificado que o uso dessa quantidade de água ainda produziu uma pasta fluida que agia como um fluido e era bombeável.
Em alguns casos, o teor de água é provido pela água que não está mesclada ou contida na ureia ou no sulfato de cálcio.
Um alto nível de mistura (por exemplo, rpm do agitador superior a 200 rpm) pode ser usado para promover a formação do aduto UCS para diminuir a quantidade de calor necessária para a formação.
Adicionalmente ou alternativamente, a solução de ureia (ver Figura 1B) e/ou a ureia fundida podem ser usadas e podem ser introduzidas na zona de mistura.
O sulfato de cálcio em qualquer forma de hidratação ou não hidratação (por exemplo, sulfato de cálcio anídrico, hemi-hidrato de sulfato de cálcio e di-hidrato de sulfato de cálcio) pode ser usado como o sulfato de cálcio.
Estes sulfatos de cálcio com graus variados de hidratação podem então ser convertidos em di- hidrato de sulfato de cálcio adequado para a formação do aduto UCS.
Adicional ou alternativamente, uma pasta fluida de sulfato de cálcio (Ver, Figura 1B) pode ser usada e pode ser introduzida na zona de mistura.
A dissolução da ureia é um processo endotérmico.
Opcionalmente, a temperatura da zona de mistura pode ser aumentada para 1) aumentar a formação do aduto, 2) diminuir a quantidade de água necessária e/ou 3) diminuir a viscosidade da pasta fluida aquosa.
O calor pode ser provido por qualquer meio adequado ou conhecido.
Em alguns casos, o vapor é usado.
O uso opcional do vapor pode inibir a absorção de calor do ambiente e, portanto, diminuir o requisito de temperatura na zona de mistura sem energia adicional.
Com a injeção de vapor, a ureia pode ser rapidamente dissolvida enquanto o material circundante é mantido a alta temperatura, que pode preferencialmente ser de cerca de 80°C a 100°C ou qualquer faixa ou valor na
23 / 44 mesma. Sem desejar estar vinculado pela teoria, acredita-se que a ureia deve estar em solução (parcialmente ou totalmente solubilizada) para trocar ureia por água na composição de di-hidrato de sulfato de cálcio, de modo a formar o aduto da USC. Ingredientes ativos ou inativos adicionais podem ser adicionados à pasta fluida aquosa enquanto estiverem na zona de mistura ou em qualquer outro momento.
[0044] Alternativamente, a ureia pode ser dissolvida em uma solução aquosa, o sulfato de cálcio pode ser formado em uma pasta fluida, ou ambos podem ser realizados antes da entrada na zona de mistura (pré-mistura) (Figura 1B). Por conseguinte, a totalidade ou parte da água que entra na zona de mistura pode entrar em uma solução de ureia e/ou pasta fluida de sulfato de cálcio.
[0045] Também como uma alternativa, a pasta fluida aquosa contendo o aduto UCS produzido na zona de mistura pode sair da zona de mistura e entrar em uma segunda zona de mistura onde ingredientes ativos ou inativos adicionais podem ser adicionados à pasta fluida aquosa. Em algumas modalidades, amônia e ácido sulfúrico são adicionados para produzir sulfato de amônio em uma reação exotérmica, o que pode ainda impulsionar mais a produção do aduto UCS e evaporar a água da pasta fluida. Amônia e ácido sulfúrico podem ser adicionados a qualquer uma das zonas para produzir sulfato de amônio e/ou para produzir calor.
[0046] Em alguns casos, a pasta fluida aquosa sai da zona de mistura ou da segunda zona de mistura e pode entrar em uma zona de liberação de água ligada (liberação de água ligada). Na zona de liberação de água ligada, a pasta fluida aquosa pode ser misturada com sulfato de cálcio não reagido e aduto UCS reciclado opcional e/ou ureia opcional. À medida que o aduto UCS é produzido, a água ligada no sulfato de cálcio é liberada, adicionalmente promovendo a conversão em aduto UCS. A temperatura da zona de liberação de água ligada pode ser de 80°C a 100°C, preferencialmente
24 / 44 de 85°C a 95°C, ou pelo menos igual a, ou entre dois, de 80°C, 85°C, 90°C e 95°C.
[0047] Embora o mostrado nas figuras, opcionalmente, a pasta fluida pode sair da zona de liberação de água ligada e entrar em uma zona de estabilização (estabilização) onde a mistura da mistura de ureia, sulfato de cálcio, aduto UCS e água pode continuar. Em algumas modalidades, a reciclagem de aduto UCS (reciclagem UCS) pode ser adicionada a qualquer uma das zonas para ajudar a manter a consistência da mistura. Ingredientes ativos ou inativos adicionais podem ser adicionados à pasta fluida.
[0048] As condições do material que sai da zona de estabilização, zona de água ligada, zona de mistura ou segunda zona de mistura podem ser um grânulo semiúmido, que pode facilmente formar “bolas ao comprimir com as mãos”. Se o material estiver muito seco, a granulação diminui, levando a uma menor fração do produto no material que sai do secador. Se o material estiver muito “úmido” (tendendo para a pasta fluida), existe o risco de que a “lama” do UCS irá grudar nas superfícies do secador, levando a um acúmulo na superfície do secador. Em alguns casos, o material pode ser formado em grânulos durante ou depois de sair da zona de estabilização.
[0049] A secagem do grânulo pode permitir que a aglomeração forme grânulos sólidos e também pode criar pontes de cristal para permitir a cristalização do aduto UCS. Em algumas modalidades, amônia e ácido sulfúrico são adicionados ao material na zona de estabilização e/ou uma zona de granulação opcional (Figura 1C), e/ou adicionados ao material após sair da zona de liberação de água e/ou a zona de estabilização. Em algumas modalidades, os grânulos são secos ou ainda secos em uma zona de secagem (secagem) (Figura 1C). A adição de amônia e ácido sulfúrico produz sulfato de amônio em uma reação exotérmica, o que pode conduzir ainda mais produção de aduto UCS e/ou evapora a água do material. Em alguns casos, quantidades suficientes de amônia e ácido sulfúrico são adicionadas para
25 / 44 remover toda ou substancialmente toda a água livre. Em alguns casos, o material é suficientemente seco pela reação exotérmica para que o material não precise ou não precise entrar posteriormente em um secador ou zona de secagem.
[0050] O material pode entrar em um secador (secador) (por exemplo, um secador rotativo) para reduzir a quantidade de água livre no material (Figura 1A e Figura 1C). A formação de grânulos também pode ocorrer ou continuar durante a secagem do material. Observações do material que entra e sai da zona de secagem confirmaram que a granulação e conversão do aduto UCS continua dentro do secador. Condições de operação do secador foram verificadas ser altamente significativas para atingir o nível desejado de secagem e promover a conversão do aduto de ureia. A temperatura de operação do secador também pode ser usada para ajustar a temperatura na qual os matéria de reciclo de UCS entra novamente no sistema de granulação. A operação contínua pode ser alcançada com temperaturas de saída do secador (medidas pelo gás de saída) entre 80°C a 90°C, preferencialmente 85°C a 88°C ou qualquer valor ou faixa na mesma. Se a temperatura de saída subir acima de 90ºC a 95ºC, a composição pode fundir, criando uma massa fundida dentro do secador. B. Composições de fertilizantes compostos ou mesclados
[0051] Os grânulos UCS da presente invenção também podem ser incluídos em um fertilizante composto ou mescla ou compreendendo outros fertilizantes, tais como outros grânulos de fertilizantes. Fertilizantes adicionais podem ser escolhidos com base nas necessidades específicas de certos tipos de solo, clima ou outras condições de cultivo para maximizar a eficácia dos grânulos UCS no aumento do crescimento das plantas e no rendimento das culturas. Os outros grânulos de fertilizantes podem ser grânulos de ureia, superfosfato único (SSP), super fosfato triplo (TSP), sulfato de amônio, fosfato de monoamônio (MAP), fosfato de diamônia (DAP),
26 / 44 cloreto de potássio (MOP) e/ou sulfato de potássio (POP) e similares. C. Método de uso dos grânulos de fertilizantes UCS
[0052] Os grânulos de fertilizantes UCS da presente invenção podem ser usados em métodos para aumentar a quantidade de nitrogênio no solo e melhorar o crescimento das plantas. Tais métodos podem incluir a aplicação ao solo de uma quantidade eficaz de uma composição compreendendo o grânulo de fertilizante UCS da presente invenção. O método pode incluir o aumento do crescimento e rendimento de culturas, árvores, plantas ornamentais etc., tais como, por exemplo, palmeira, coco, arroz, trigo, milho, cevada, aveia e soja. O método pode incluir a aplicação de grânulos de fertilizante UCS da presente invenção em pelo menos um dentre um solo, um organismo, um veículo líquido, um solvente líquido etc.
[0053] Exemplos não limitativos de plantas que podem se beneficiar do fertilizante da presente invenção incluem videiras, árvores, arbustos, plantas com caules, samambaias etc. As plantas podem incluir culturas de pomares, videiras, plantas ornamentais, culturas alimentares, madeira, e plantas colhidas. As plantas podem incluir gimnospermas, angiospermas e/ou pteridófitos. As gimnospermas podem incluir plantas das famílias Araucariaceae, Cupressaceae, Pinaceae, Podocarpaceae, Sciadopitaceae, Taxaceae, Cycadaceae e Ginkgoaceae. As angiospermas podem incluir plantas da família das Aceraceae, Agavaceae, Anacardiaceae, Annonaceae, Apocynaceae, Aquifoliaceae, Araliaceae, Arecaceae, Asphodelaceae, Asteraceae, Berberidaceae, Betulaceae, Bignoniaceae, Bombacaceae, Boraginaceae, Burseraceae, Buxaceae, Canellaceae, Cannabaceae, Capparidaceae, Caprifoliaceae, Caricaceae, Casuarinaceae, Celastraceae, Cercidiphyllaceae, Chrysobalanaceae, Clusiaceae, Combretaceae, Cornaceae, Cyrillaceae, Davidsoniaceae, Ebenaceae, Elaeagnaceae, Ericaceae, Euphorbiaceae, Fabaceae, Fagaceae, Grossulariaceae, Hamamelidaceae, Hippocastanaceae, Illiciaceae, Juglandaceae, Lauraceae,
27 / 44 Lecythidaceae, Lythraceae, Magnoliaceae, Malpighiaceae Malvaceae, Melastomataceae, Meliaceae, Moraceae, Moringaceae, Muntingiaceae, Myoporaceae, Myricaceae, Myrsinaceae, Myrtaceae, Nothofagaceae, Nyctaginaceae, Nyssaceae, Olacaceae, Oleaceae, Oxalidaceae, Pandanaceae, Papaveraceae, Phyllanthaceae, Pittosporaceae, Platanaceae, Poaceae, Polygonaceae, Proteaceae, Punicaceae, Rhamnaceae, Rhizophoraceae, Rosaceae, Rubiaceae, Rutaceae, Salicaceae, Sapindaceae, Sapotaceae, Simaroubaceae, Solanaceae, Staphyleaceae, Sterculiaceae, Strelitziaceae, Styracaceae, Surianaceae, Symplocaceae, Tamaricaceae, Theaceae, Theophrastaceae, Thymelaeaceae, Tiliaceae, Ulmaceae, Verbenaceae e/ou Vitaceae.
[0054] A eficácia das composições compreendendo os grânulos de fertilizante UCS da presente invenção pode ser verificada medindo a quantidade de nitrogênio no solo em vários momentos após a aplicação da composição de fertilizante no solo. Entende-se que diferentes solos têm características diferentes, o que pode afetar a estabilidade do nitrogênio no solo. A eficácia de uma composição de fertilizante também pode ser diretamente comparada a outras composições de fertilizante, fazendo uma comparação lado a lado no mesmo solo, nas mesmas condições.
[0055] Como discutido acima, um dos aspectos exclusivos dos grânulos de fertilizantes UCS da presente invenção é que eles podem ter uma densidade que é maior que a água. Isso pode permitir que os grânulos afundem na água em vez de flutuar na água. Isso pode ser especialmente benéfico nos casos em que a aplicação é destinada a uma cultura que está pelo menos parcial ou totalmente submersa em água. Um exemplo não limitativo dessa cultura é o arroz, pois o solo em um arrozal é tipicamente submerso em água. Assim, a aplicação de grânulos UCS a essas culturas pode ser realizada de modo que os grânulos sejam distribuídos homogeneamente no solo submerso em água. Em comparação, os grânulos que têm uma densidade
28 / 44 menor que a água tendem a permanecer na superfície da água ou sobre a superfície, o que pode resultar na lavagem dos grânulos e/ou coalescência dos grânulos, um dos quais não alcançaria distribuição homogênea dos grânulos para o solo submerso em água. D. Composições
[0056] Os grânulos UCS podem ser usados sozinhos ou em combinação com outros ativos fertilizantes e micronutrientes. Os outros ativos fertilizantes e micronutrientes podem ser adicionados com ureia e sulfato de cálcio no início do processo de granulação ou em qualquer estágio posterior.
[0057] Exemplos não limitativos de aditivos adicionais podem ser micronutrientes, nutrientes primários e nutrientes secundários. Um micronutriente é uma forma botanicamente aceitável de um composto inorgânico ou organometálico, tal como boro, cobre, ferro, cloreto, manganês, molibdênio, níquel ou zinco. Um nutriente primário é um material que pode liberar nitrogênio, fósforo e/ou potássio para uma planta. Os nutrientes primários contendo nitrogênio podem incluir ureia, nitrato de amônio, sulfato de amônio, fosfato de diamônio, fosfato de monoamônio, ureia-formaldeído ou combinações dos mesmos. Um nutriente secundário é uma substância que pode liberar cálcio, magnésio e/ou enxofre a uma planta. Os nutrientes secundários podem incluir cal, gesso, superfosfato ou uma combinação dos mesmos. Por exemplo, em alguns casos, o grânulo UCS pode conter sulfato de cálcio, sulfato de potássio, sulfato de magnésio ou uma combinação dos mesmos.
[0058] Em um aspecto, os grânulos UCS podem incluir um ou mais inibidores. O inibidor pode ser um inibidor de urease ou um inibidor de nitrificação ou uma combinação dos mesmos. Em um aspecto, o grânulo UCS pode compreender um inibidor de urease e um inibidor de nitrificação. Em um aspecto, o inibidor pode ser um inibidor de urease. Os inibidores de urease adequados incluem, mas não estão limitados a triamida N-(n-butil)
29 / 44 tiofosfórica (NBTPT) e fenilfosforodiamidato (PPDA). Em um aspecto, o grânulo de fertilizante UCS pode compreender NBTPT ou PPDA, ou uma combinação dos mesmos. Em outro aspecto, o inibidor pode ser um inibidor de nitrificação. Inibidores de nitrificação adequados podem incluir, mas não limitado a, fosfato de 3,4-dimetilpirazol (DMPP), dicandiamida (DCD), tioureia (TU), 2-cloro-6-(triclorometil)-piridina (nitrapirina), 5-etoxi-3- triclorometil-1,2,4-tiadiazol, que é vendido sob o nome comercial Terrazole®, OHP Inc., EUA), 2-amino 4-cloro 6-metilpirimidina (AM), 2- mercaptobenzotiazol (MBT) ou 2-sulfanilamidotiazol (ST) e qualquer combinação dos mesmos. Em um aspecto, o inibidor de nitrificação pode incluir DMPP, DCD, TU, nitrapirina, 5-etoxi-3-triclorometil-1,2,4-tiadiazol, AM, MBT ou ST, ou uma combinação dos mesmos. Em um aspecto, o grânulo de fertilizante UCS pode compreender NBTPT, DMPP, TU, DCD, PPDA, nitrapirina, 5-etoxi-3-triclorometil-1,2,4-tiadiazol, AM, MBT ou ST ou uma combinação dos mesmos.
[0059] A presente invenção será descrita em mais detalhes por meio de exemplos específicos. Os exemplos a seguir são oferecidos apenas para fins ilustrativos e não pretendem limitar a invenção de nenhuma maneira. As pessoas versadas na técnica reconhecerão prontamente uma variedade de parâmetros não críticos que podem ser alterados ou modificados para produzir essencialmente os mesmos resultados. Exemplo 1 (Processo em escala de laboratório para preparar grânulos de fertilizante UCS)
[0060] Um processo em escala de laboratório para a produção de um grânulo de fertilizante UCS da presente invenção foi realizado usando o sistema descrito nas Figuras 1A a 1C e na Seção A da Descrição Detalhada da Invenção. Inesperadamente, foi verificado que quando um excesso
30 / 44 estequiométrico de ureia (por exemplo, mais de quatro moles de ureia para cada mol de sulfato de cálcio) era usado na reação com teores de umidade tão baixo quanto 12% em peso, assegurava uma conversão rápida e mantinha a pasta fluida dentro de uma condição aceitável semelhante a fluido ou “bombeável”.
[0061] Misturas de ureia e gesso (CaSO4.2H2O) foram adicionadas à água quente com diferentes razões de ureia, gesso e água. A ureia tinha um teor de nitrogênio de cerca de 46% em peso e um teor de umidade de cerca de 0,3% em peso ou menos. O gesso tinha um teor de cálcio de cerca de 24% em peso e um teor de enxofre de cerca de 18% em peso e um teor de umidade de cerca de 25% em peso. Água extra foi adicionada para formar uma pasta fluida. A mistura aquosa foi aquecida a cerca de 90°C e agitada constantemente durante 15 minutos. Preparações repetidas da amostra em diferentes temperaturas de reação (80°C, 90°C, 100°C, 110°C) e diferentes tempos de agitação (residentes) (10 e 15 minutos) foram testados. As reações usaram ureia em pastilha, ureia moída, ureia fundida e solução de ureia a 70% em peso, ou combinações das mesmas. As reações foram realizadas à temperatura ambiente.
[0062] As conclusões acerca do processo de escala de laboratório incluem o seguinte. (1) Experimentos baseados na formação de pastas fluidas determinaram que uma temperatura de 80°C era ideal para a conversão de ureia. Aumentar a temperatura para a formação de conversão de ureia para 110° C proveu poucas melhorias. O uso de ureia fundida para a conversão de ureia também não proveu melhorias na conversão de ureia. (2) O teor de água das matérias-primas foi determinado como significativo. Sem desejar se limitar à teoria, acredita-se que a água tenha atuado como “iniciador” da conversão, dissolvendo a ureia e, assim, disponibilizando-a para substituir a água de hidratação no interior do gesso. A partir dos experimentos com pasta fluida, foi determinado que um teor de umidade de 18% em peso a 22% em
31 / 44 peso ao usar concentrações de ureia nas concentrações estequiométricas ou abaixo delas para a formação do aduto UCS garantiu conversão rápida da ureia e manteve a pasta fluida dentro de um nível aceitável condição semelhante a fluido ou “bombeável” sem solidificação da pasta fluida. Surpreendentemente, quando um excesso estequiométrico de ureia foi usado na reação com um teor de umidade tão baixo quanto 12% em peso de conversão rápida foi realizada e a pasta fluida foi mantida dentro de uma condição aceitável semelhante a fluido ou “bombeável”, sem solidificação da pasta fluida. A partir dos testes de granulação em tambor, foi determinado que um teor de umidade acima de 5% em peso foi preferido para observar a conversão de ureia. No entanto, os testes de tambor de laboratório não conseguiram “manter” as condições de umidade uma vez iniciadas, portanto era provável que a umidade fosse perdida durante os testes, diminuindo a taxa de conversão. (3) A agitação promoveu a interação entre a ureia (que se dissolveu rapidamente para formar uma solução) e o gesso. Exemplo 2 (Caracterização da pasta fluida UCS e grânulos de fertilizante UCS)
[0063] Mesclas de fertilizantes ou fertilizantes compostos contendo ureia livre (ureia não mesclada em um aduto), são difíceis de granular e geralmente não são estáveis devido à reatividade da ureia com outros fertilizantes. A ureia pode reagir para produzir água, o que pode dissolver a ureia livre restante e aumentar a capacidade da ureia de reagir com os outros componentes do fertilizante. Essa reação em cadeia pode rapidamente tornar um fertilizante inutilizável. Por conseguinte, no passado, o objetivo da produção de adutos de ureia para uso em fertilizantes, tais como os adutos UCS, era mesclar o máximo possível de ureia livre no aduto. Portanto, no passado, os esquemas de produção de adutos UCS evitavam o uso de ureia em quantidades estequiométricas excessivas, para que a ureia livre no produto pudesse ser minimizada ou evitada.
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[0064] Foi inesperadamente verificado que o uso de um excesso estequiométrico de ureia na produção do aduto UCS (mais de quatro moles de ureia para cada mol de sulfato de cálcio) produziu um aduto UCS estável contendo produto contendo também uma quantidade maior de nitrogênio elementar (por exemplo, 33% em peso a 40% em peso) do que era possível usando outros métodos (por exemplo, máximo de 27% em peso de nitrogênio elementar usando quantidades estequiométricas de ureia). O produto estável proveu um fertilizante atraente isoladamente ou em combinação com outros agentes benéficos para as plantas. Sem ser limitado pela teoria, acredita-se que a estrutura cristalina do aduto UCS possa permitir a ligação de moléculas adicionais de ureia nos cristais do aduto UCS como parte do látice cristalino ou o aduto UCS cristaliza em torno da ureia livre, impedindo-a de reagir com outros componentes do grânulo UCS e outros fertilizantes.
[0065] A Tabela 1 provê dados de caracterização para a pasta fluida UCS e os grânulos UCS usando o processo de produção de pasta fluida descrito nas Figuras 1A a 1C e na Seção A da Descrição Detalhada da Invenção. A reação foi realizada com razões de reagentes para fornecer cerca de ~717 kg de ureia/tonelada métrica de produto final UCS e ~283 kg de gesso/tonelada métrica de produto final UCS. Tabela 1 (Análise química e análise física média para grânulo UCS 33-0- 0+5%S+5%Ca)
ANÁLISE DA PASTA FLUIDA UCS PARA PRODUÇÃO DE GRÂNULO UCS Quantidade de água (% Nitrogênio total Enxofre Cálcio em peso) (% em peso) (% em peso) (% em peso) 0 33 5 5 1 32,67 4,95 4,95 2 32,34 4,9 4,9 3 32,01 4,85 4,85 4 31,68 4,8 4,8 5 31,35 4,75 4,75 6 31,02 4,7 4,7 7 30,69 4,65 4,65 8 30,36 4,6 4,6 9 30,03 4,55 4,55 10 29,7 4,5 4,5 11 29,37 4,45 4,45
33 / 44 12 29,04 4,4 4,4 13 28,71 4,35 4,35 14 28,38 4,3 4,3 15 28,05 4,25 4,25 16 27,72 4,2 4,2 17 27,39 4,15 4,15 18 27,06 4,1 4,1 19 26,73 4,05 4,05 20 26,4 4 4 21 26,07 3,95 3,95 22 25,74 3,9 3,9 23 25,41 3,85 3,85 24 25,08 3,8 3,8 25 24,75 3,75 3,75 26 24,42 3,7 3,7 27 24,09 3,65 3,65 28 23,76 3,6 3,6 29 23,43 3,55 3,55 30 23,1 3,5 3,5
ANÁLISE DO GRÂNULO Análise química do grânulo (% em peso do grânulo) Nitrogênio total 34,2 Enxofre 5,1 Cálcio 5,5 Umidade 0,54 Análise física do grânulo % do lote com tamanho de 20 % partícula >4mm % do lote com tamanho de 58 % partícula 2-4mm % do lote com tamanho de 78 % partícula 1-4mm % do lote com tamanho de 20 % partícula 1-2mm % do lote com tamanho de 1% partícula <1mm Resistência a esmagamento 5,1 kgf/grânulo
[0066] A análise química do teor de nitrogênio foi determinada pelo Nitrogênio Total em Fertilizantes por Técnica de Combustão descrito no método oficial da AOAC 993.13.1996 (AOAC International). O teor de cálcio foi determinado pelo método espectrométrico de cálcio por absorção atômica descrito na ISO 10084, 1992 (International Organization for Standardization). O teor de enxofre foi determinado pelo Método Gravimétrico de Sulfato de Bário descrito na ISO 10084, 1992 (Organização Internacional de Padronização).
[0067] O tamanho das partículas foi determinado usando métodos padrão de teste de peneira.
[0068] A resistência a esmagamento foi determinada por um testador
34 / 44 de compressão comercial (Chatillon Compression Tester). Grânulos individuais entre 2 a 4 mm de diâmetro foram colocados em uma superfície plana montada (aço inoxidável) e a pressão foi aplicada por uma haste de extremidade plana (aço inoxidável) conectada ao testador de compressão. Um medidor montado no testador de compressão mediu a pressão (em quilogramas) necessária para fraturar o grânulo. Pelo menos 25 grânulos foram testados e a média dessas medições foi tomada como resistência ao esmagamento em quilogramas. (Ref. Método # IFDC S-115 Manual para determinar propriedades físicas do fertilizante - IFDC 1993). Foi demonstrado que a formulação apresentava uma resistência aceitável a esmagamento (> 2 kgf/grânulo). Ver a tabela 1. Exemplo 3 (Adição de ácido sulfúrico e amônia)
[0069] Quando o UCS é fabricado através de processos de pasta fluida, a pasta fluida resultante requer um teor de água suficiente para manter a condição de fluido da pasta fluida do sistema de reator para um granulador. Esta água tem duas principais desvantagens. Primeiro, a taxa de reciclagem na granulação deve ser aumentada significativamente para absorver a umidade da pasta fluida. A taxa de reciclagem pode ser em torno de 8 a 10:1, o que leva a custos de energia mais altos e condições operacionais menos flexíveis. Segundo, a maior parte da água da pasta fluida deve ser evaporada para produzir um produto granulado.
[0070] Foi determinado que, ao fabricar sulfato de amônio na pasta fluida aquosa (in situ), usando a reação exotérmica de amônia com ácido sulfúrico, toda ou uma parte da água na pasta fluida aquosa foi evaporada da pasta fluida. Deste modo, os custos de secagem da pasta fluida aquosa por outros meios foram evitados ou reduzidos. Além disso, a presença de sulfato de amônio no produto UCS melhorou o desempenho do fertilizante, já que o sulfato de amônio, um fertilizante solúvel em água, estava prontamente
35 / 44 disponível para as culturas após a aplicação do produto UCS. Foi verificado também que a quantidade de sulfato de amônio produzido removeu toda ou quase toda a água livre na pasta fluida aquosa e não afetou adversamente o nitrogênio elementar ou o teor de enxofre elementar do produto UCS.
[0071] A quantidade de água que foi removida da pasta fluida aquosa foi determinada por quantidades variáveis de amônia e ácido sulfúrico para a produção de sulfato de amônio. Dois moles de amônio foram usadas para cada mol de ácido sulfúrico. Amônio anidro e uma solução de 98% em peso de ácido sulfúrico foram usados para minimizar a quantidade de água adicionada à pasta fluida. A Tabela 2 inclui um resumo dos resultados para a remoção de água pela produção de sulfato de amônio. Foi verificado que a produção de sulfato de amônio em quantidades de 9% em peso a 10% em peso da pasta fluida aquosa pode remover até 78,4 kg de água/tonelada métrica de UCS produzido. O uso de sulfato de amônio adicional pode evaporar uma quantidade maior de água. Como discutido acima, também foi verificado que eram necessários menos de 20% em peso de água na pasta fluida aquosa para produzir o produto UCS, em alguns casos tão baixos quanto 12% em peso foi usado de água e a pasta fluida manteve uma condição tipo fluido. Por conseguinte, a produção de sulfato de amônio na pasta fluida aquosa pode remover toda, substancialmente a totalidade ou parte da água livre na pasta fluida aquosa. Quantidades adicionais de sulfato de amônio podem ser produzidas in situ ou também adicionadas à pasta fluida. Em alguns casos, o sulfato de amônio é produzido em quantidades de até 30% em peso do produto UCS e quantidades de até 50% em peso podem ser adicionadas. Tabela 2 (Remoção de água pela produção de sulfato de amônio) Sulfato de 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 amônio produzido (% em peso da pasta fluida)
36 / 44 Água 78,4 70,6 62,8 54,9 47,1 39,2 31,4 23,5 15,7 7,8 0,0 evaporada (kg/tonelada métrica de produto UCS) Exemplo 4 (Aumentando a resistência a esmagamento)
[0072] É desejável ter grânulos de fertilizante que sejam suficientemente difíceis para evitar ou eliminar o esmagamento durante o manuseio, transporte, armazenamento e aplicação dos grânulos. O pó criado a partir do esmagamento dos grânulos de fertilizantes pode ser irritante e perigoso se inalado ou ingerido. A trituração de grânulos de fertilizantes também pode levar à perda de produto. A dureza dos grânulos contendo UCS e 2% em peso ou mais de MgO foi testada pelos mesmos ensaios descritos acima no Exemplo 2 e foi determinado que o MgO melhorou substancialmente a resistência a esmagamento. Em alguns casos, o teor de MgO é afetado pela adição de MgSO4 no grânulo. Como exemplos não limitativos, 2% em peso de MgO em grânulos contendo UCS proveu uma dureza de 12,8 N/grânulo, um aumento de 19,6% da dureza sobre um grânulo contendo UCS sem MgO (10,7 N/grânulo). Como outro exemplo não limitativo, 4% em peso de MgO em grânulos contendo UCS proveu uma dureza granular de 41,6 N/grânulo, um aumento de 288,8% da dureza sobre um grânulo contendo UCS sem MgO.
[0073] Foi verificado que 2% em peso de MgO foram obtidos no produto UCS da presente invenção adicionando 125,0 kg de MgSO4 heptahidrato por tonelada métrica do produto UCS. O MgSO4 anidro, o MgSO4 monohidrato ou o MgSO4 heptahidrato podem também ou alternativamente ser usados para adicionar o MgO aos grânulos. Exemplo 5 (Compatibilidade)
[0074] Os grânulos de aduto UCS estáveis da presente invenção contêm maiores quantidades de nitrogênio elementar do que outros grânulos
37 / 44 de aduto UCS estáveis.
A estabilidade aumentada sobre a ureia, custos de produção reduzidos e maior teor de nitrogênio do que outros grânulos de aduto UCS tornam os grânulos de aduto UCS da presente invenção um produto fertilizante atraente por si só e em fertilizantes mesclados e fertilizantes compostos.
Foi determinado que os grânulos de aduto UCS eram compatíveis com uma ampla gama de matérias-primas típicas de fertilizantes, como DAP, MAP, ureia, MOP e SOP e mais compatíveis que a ureia.
Por conseguinte, os grânulos de aduto UCS podem ser usados para prover uma variedade de graus nitrogênio-fósforo-enxofre (NPS), nitrogênio-enxofre (NS), nitrogênio-potássio-enxofre (NKS) e nitrogênio-fósforo-potássio (NPK). Exemplos não limitativos de formulações para vários graus e a concentração e as razões de nutrientes em cada um são mostrados nas Tabelas 3-11 abaixo (mostrados em % em peso da mescla final, salvo indicação em contrário). Tabela 3 (Grânulo de aduto UCS + mescla DAP) Mescla ou composto (%) Concentrações de nutrientes (%) Razões de nutrientes UCS DAP N P 2O 5 S N:P N:S 0 100 18 46 0 0,39 5 95 18,75 43,7 0,25 0,43 75,00 10 90 19,5 41,4 0,5 0,47 39,00 15 85 20,25 39,1 0,75 0,52 27,00 20 80 21 36,8 1 0,57 21,00 25 75 21,75 34,5 1,25 0,63 17,40 30 70 22,5 32,2 1,5 0,70 15,00 35 65 23,25 29,9 1,75 0,78 13,29 40 60 24 27,6 2 0,87 12,00 45 55 24,75 25,3 2,25 0,98 11,00 50 50 25,5 23 2,5 1,11 10,20 55 45 26,25 20,7 2,75 1,27 9,55 60 40 27 18,4 3 1,47 9,00 65 35 27,75 16,1 3,25 1,72 8,54 70 30 28,5 13,8 3,5 2,07 8,14 75 25 29,25 11,5 3,75 2,54 7,80 80 20 30 9,2 4 3,26 7,50 85 15 30,75 6,9 4,25 4,46 7,24 90 10 31,5 4,6 4,5 6,85 7,00 95 5 32,25 2,3 4,75 14,02 6,79 100 0 33 0 5 6,60
Tabela 4
38 / 44
(Grânulo de aduto UCS + mescla MAP) Mescla ou composto (%) Concentrações de nutrientes (%) Razões de nutrientes UCS MAP N P 2O 5 S N:P N:S 0 100 11 52 0 0,21 5 95 12,1 49,4 0,25 0,24 48,40 10 90 13,2 46,8 0,5 0,28 26,40 15 85 14,3 44,2 0,75 0,32 19,07 20 80 15,4 41,6 1 0,37 15,40 25 75 16,5 39 1,25 0,42 13,20 30 70 17,6 36,4 1,5 0,48 11,73 35 65 18,7 33,8 1,75 0,55 10,69 40 60 19,8 31,2 2 0,63 9,90 45 55 20,9 28,6 2,25 0,73 9,29 50 50 22 26 2,5 0,85 8,80 55 45 23,1 23,4 2,75 0,99 8,40 60 40 24,2 20,8 3 1,16 8,07 65 35 25,3 18,2 3,25 1,39 7,78 70 30 26,4 15,6 3,5 1,69 7,54 75 25 27,5 13 3,75 2,12 7,33 80 20 28,6 10,4 4 2,75 7,15 85 15 29,7 7,8 4,25 3,81 6,99 90 10 30,8 5,2 4,5 5,92 6,84 95 5 31,9 2,6 4,75 12,27 6,72 100 0 33 0 5 6,60
Tabela 5 (Grânulo de aduto UCS + mescla de ureia) Mescla ou composto (%) Concentrações de nutrientes (%) Razões de nutrientes UCS Ureia N S N:S 0 100 46 0 5 95 45,35 0,25 181,40 10 90 44,7 0,5 89,40 15 85 44,05 0,75 58,73 20 80 43,4 1 43,40 25 75 42,75 1,25 34,20 30 70 42,1 1,5 28,07 35 65 41,45 1,75 23,69 40 60 40,8 2 20,40 45 55 40,15 2,25 17,84 50 50 39,5 2,5 15,80 55 45 38,85 2,75 14,13 60 40 38,2 3 12,73 65 35 37,55 3,25 11,55 70 30 36,9 3,5 10,54 75 25 36,25 3,75 9,67 80 20 35,6 4 8,90 85 15 34,95 4,25 8,22 90 10 34,3 4,5 7,62 95 5 33,65 4,75 7,08 100 0 33 5 6,60
Tabela 6 (Grânulo de aduto UCS + mescla de potássio (SOP)) Mescla ou composto (%) Concentrações de nutrientes (%) Razões de nutrientes UCS SOP N K 2O S Ca N:K2O
39 / 44 Mescla ou composto (%) Concentrações de nutrientes (%) Razões de nutrientes UCS SOP N K 2O S Ca N:K2O 60 40 19,8 20 10,2 3 1,0 65 35 21,45 17,5 9,55 3,25 1,2 70 30 23,1 15 8,9 3,5 1,5 75 25 24,75 12,5 8,25 3,75 2,0 80 20 26,4 10 7,6 4 2,6 85 15 28,05 7,5 6,95 4,25 3,7 90 10 29,7 5 6,3 4,5 5,9 95 5 31,35 2,5 5,65 4,75 12,5 100 0 33 0 5 5
Tabela 7 (Grânulo de aduto UCS + mescla MOP) Mescla ou composto (%) Concentrações de nutrientes (%) Razões de nutrientes UCS MOP N K 2O S Ca N:K2O 50 50 16,5 30 2,5 2,5 0,6 55 45 18,15 27 2,75 2,75 0,7 60 40 19,8 24 10,2 3 0,8 65 35 21,45 21 9,55 3,25 1,0 70 30 23,1 18 8,9 3,5 1,3 75 25 24,75 15 8,25 3,75 1,7 80 20 26,4 12 7,6 4 2,2 85 15 28,05 9 6,95 4,25 3,1 90 10 29,7 6 6,3 4,5 5,0 95 5 31,35 3 5,65 4,75 10,5 100 0 33 0 5 5
Tabela 8 (Grânulo de aduto UCS + mescla DAP + MOP) Mescla ou composto (kg/tonelada Razões de métrica) Concentrações de nutrientes (%) nutrientes UCS MOP DAP N P 2O 5 K 2O S N:P2O5 437 50 513 23,7 23,6 3 2,2 1,0 425,5 75 499,5 23,0 23,0 4,5 2,1 1,0 414 100 486 22,4 22,4 6 2,1 1,0 404,8 120 475,2 21,9 21,9 7,2 2,0 1,0 395,6 140 464,4 21,4 21,4 8,4 2,0 1,0 386,4 160 453,6 20,9 20,9 9,6 1,9 1,0 377,2 180 442,8 20,4 20,4 10,8 1,9 1,0 368 200 432 19,9 19,9 12 1,8 1,0 358,8 220 421,2 19,4 19,4 13,2 1,8 1,0 349,6 240 410,4 18,9 18,9 14,4 1,7 1,0 340,4 260 399,6 18,4 18,4 15,6 1,7 1,0 331,2 280 388,8 17,9 17,9 16,8 1,7 1,0 322 300 378 17,4 17,4 18 1,6 1,0 312,8 320 367,2 16,9 16,9 19,2 1,6 1,0 303,6 340 356,4 16,4 16,4 20,4 1,5 1,0 294,4 360 345,6 15,9 15,9 21,6 1,5 1,0 285,2 380 334,8 15,4 15,4 22,8 1,4 1,0 276 400 324 14,9 14,9 24 1,4 1,0 540 100 360 24,3 16,6 6 2,7 1,5 528 120 352 23,8 16,2 7,2 2,64 1,5 516 140 344 23,2 15,8 8,4 2,58 1,5 504 160 336 22,7 15,5 9,6 2,52 1,5 492 180 328 22,1 15,1 10,8 2,46 1,5
40 / 44 Mescla ou composto (kg/tonelada Razões de métrica) Concentrações de nutrientes (%) nutrientes UCS MOP DAP N P 2O 5 K 2O S N:P2O5 480 200 320 21,6 14,7 12 2,4 1,5 468 220 312 21,1 14,4 13,2 2,34 1,5 456 240 304 20,5 14,0 14,4 2,28 1,5 444 260 296 20,0 13,6 15,6 2,22 1,5 432 280 288 19,4 13,2 16,8 2,16 1,5 420 300 280 18,9 12,9 18 2,1 1,5 621 100 279 25,5 12,8 6 3,105 2,0 607,2 120 272,8 24,9 12,5 7,2 3,036 2,0 593,4 140 266,6 24,4 12,3 8,4 2,967 2,0 579,6 160 260,4 23,8 12,0 9,6 2,898 2,0 565,8 180 254,2 23,2 11,7 10,8 2,829 2,0 552 200 248 22,7 11,4 12 2,76 2,0 538,2 220 241,8 22,1 11,1 13,2 2,691 2,0 524,4 240 235,6 21,5 10,8 14,4 2,622 2,0 510,6 260 229,4 21,0 10,6 15,6 2,553 2,0 496,8 280 223,2 20,4 10,3 16,8 2,484 2,0 483 300 217 19,8 10,0 18 2,415 2,0 117 100 783 18,0 36,0 6 0,585 0,5 114,4 120 765,6 17,6 35,2 7,2 0,572 0,5 111,8 140 748,2 17,2 34,4 8,4 0,559 0,5 109,2 160 730,8 16,8 33,6 9,6 0,546 0,5 106,6 180 713,4 16,4 32,8 10,8 0,533 0,5 104 200 696 16,0 32,0 12 0,52 0,5 101,4 220 678,6 15,6 31,2 13,2 0,507 0,5 98,8 240 661,2 15,2 30,4 14,4 0,494 0,5 96,2 260 643,8 14,8 29,6 15,6 0,481 0,5 93,6 280 626,4 14,4 28,8 16,8 0,468 0,5 91 300 609 14.0 28.0 18 0.455 0.5 88,4 320 591.6 13.6 27.2 19.2 0.442 0.5 85,8 340 574.2 13.2 26.4 20.4 0.429 0.5 83,2 360 556.8 12.8 25.6 21.6 0.416 0.5 80,6 380 539.4 12.4 24.8 22.8 0.403 0.5 78 400 522 12.0 24.0 24 0.39 0.5
Tabela 9 (Grânulo de aduto UCS + mescla DAP + SOP) Mescla ou composto (kg/tonelada Razões de métrica) Concentrações de nutrientes (%) nutrientes UCS SOP DAP N P 2O 5 K 2O S N:P2O5 437 50 513 23,7 23,6 2,5 3,085 1,0 425,5 75 499,5 23,0 23,0 3,75 3,4775 1,0 414 100 486 22,4 22,4 5 3,87 1,0 404,8 120 475,2 21,9 21,9 6 4,184 1,0 395,6 140 464,4 21,4 21,4 7 4,498 1,0 386,4 160 453,6 20,9 20,9 8 4,812 1,0 377,2 180 442,8 20,4 20,4 9 5,126 1,0 368 200 432 19,9 19,9 10 5,44 1,0 358,8 220 421,2 19,4 19,4 11 5,754 1,0 349,6 240 410,4 18,9 18,9 12 6,068 1,0 340,4 260 399,6 18,4 18,4 13 6,382 1,0 331,2 280 388,8 17,9 17,9 14 6,696 1,0 322 300 378 17,4 17,4 15 7,01 1,0 540 100 360 24,3 16,6 5 4,5 1,5 528 120 352 23,8 16,2 6 4,8 1,5 516 140 344 23,2 15,8 7 5,1 1,5
41 / 44 Mescla ou composto (kg/tonelada Razões de métrica) Concentrações de nutrientes (%) nutrientes UCS SOP DAP N P 2O 5 K 2O S N:P2O5 504 160 336 22,7 15,5 8 5,4 1,5 492 180 328 22,1 15,1 9 5,7 1,5 480 200 320 21,6 14,7 10 6 1,5 468 220 312 21,1 14,4 11 6,3 1,5 456 240 304 20,5 14,0 12 6,6 1,5 444 260 296 20,0 13,6 13 6,9 1,5 432 280 288 19,4 13,2 14 7,2 1,5 420 300 280 18,9 12,9 15 7,5 1,5 621 100 279 25,5 12,8 5 4,905 2,0 607,2 120 272,8 24,9 12,5 6 5,196 2,0 593,4 140 266,6 24,4 12,3 7 5,487 2,0 579,6 160 260,4 23,8 12,0 8 5,778 2,0 565,8 180 254,2 23,2 11,7 9 6,069 2,0 552 200 248 22,7 11,4 10 6,36 2,0 538,2 220 241,8 22,1 11,1 11 6,651 2,0 524,4 240 235,6 21,5 10,8 12 6,942 2,0 510,6 260 229,4 21,0 10,6 13 7,233 2,0 496,8 280 223,2 20,4 10,3 14 7,524 2,0 483 300 217 19,8 10,0 15 7,815 2,0 117 100 783 18,0 36,0 5 2,385 0,5 114,4 120 765,6 17,6 35,2 6 2,732 0,5 111,8 140 748,2 17,2 34,4 7 3,079 0,5 109,2 160 730,8 16,8 33,6 8 3,426 0,5 106,6 180 713,4 16,4 32,8 9 3,773 0,5 104 200 696 16,0 32,0 10 4,12 0,5 101,4 220 678,6 15,6 31,2 11 4,467 0,5 98,8 240 661,2 15,2 30,4 12 4,814 0,5 96,2 260 643,8 14,8 29,6 13 5,161 0,5 93,6 280 626,4 14,4 28,8 14 5,508 0,5 91 300 609 14,0 28,0 15 5,855 0,5 88,4 320 591,6 13,6 27,2 16 6,202 0,5 85,8 340 574,2 13,2 26,4 17 6,549 0,5 83,2 360 556,8 12,8 25,6 18 6,896 0,5 80,6 380 539,4 12,4 24,8 19 7,243 0,5 78 400 522 12,0 24,0 20 7,59 0,5 75,4 420 504,6 11,6 23,2 21 7,937 0,5 72,8 440 487,2 11,2 22,4 22 8,284 0,5 70,2 460 469,8 10,8 21,6 23 8,631 0,5 67,6 480 452,4 10,4 20,8 24 8,978 0,5 65 500 435 10,0 20,0 25 9,325 0,5 62,4 520 417,6 9,6 19,2 26 9,672 0,5 59,8 540 400,2 9,2 18,4 27 10,019 0,5 57,2 560 382,8 8,8 17,6 28 10,366 0,5 54,6 580 365,4 8,4 16,8 29 10,713 0,5 52 600 348 8,0 16,0 30 11,06 0,5
Tabela 10 (Grânulo de aduto UCS + mescla MAP + MOP) Mescla ou composto (kg/tonelada Razões de métrica) Concentrações de nutrientes (%) nutrientes UCS MOP MAP N P 2O 5 K 2O S N:P2O5 522,5 50 427,5 21,9 22,2 3 2,6125 1,0 508,75 75 416,25 21,4 21,6 4,5 2,54375 1,0 495 100 405 20,8 21,1 6 2,475 1,0 484 120 396 20,3 20,6 7,2 2,42 1,0
42 / 44 Mescla ou composto (kg/tonelada Razões de métrica) Concentrações de nutrientes (%) nutrientes UCS MOP MAP N P 2O 5 K 2O S N:P2O5 473 140 387 19,9 20,1 8,4 2,365 1,0 462 160 378 19,4 19,7 9,6 2,31 1,0 451 180 369 18,9 19,2 10,8 2,255 1,0 440 200 360 18,5 18,7 12 2,2 1,0 429 220 351 18,0 18,3 13,2 2,145 1,0 418 240 342 17,6 17,8 14,4 2,09 1,0 407 260 333 17,1 17,3 15,6 2,035 1,0 396 280 324 16,6 16,8 16,8 1,98 1,0 385 300 315 16,2 16,4 18 1,925 1,0 374 320 306 15,7 15,9 19,2 1,87 1,0 363 340 297 15,2 15,4 20,4 1,815 1,0 352 360 288 14,8 15,0 21,6 1,76 1,0 341 380 279 14,3 14,5 22,8 1,705 1,0 330 400 270 13,9 14,0 24 1,65 1,0 594 100 306 23,0 15,9 6 2,97 1,4 580,8 120 299,2 22,5 15,6 7,2 2,904 1,4 567,6 140 292,4 21,9 15,2 8,4 2,838 1,4 554,4 160 285,6 21,4 14,9 9,6 2,772 1,4 541,2 180 278,8 20,9 14,5 10,8 2,706 1,4 528 200 272 20,4 14,1 12 2,64 1,4 514,8 220 265,2 19,9 13,8 13,2 2,574 1,4 501,6 240 258,4 19,4 13,4 14,4 2,508 1,4 488,4 260 251,6 18,9 13,1 15,6 2,442 1,4 475,2 280 244,8 18,4 12,7 16,8 2,376 1,4 462 300 238 17,9 12,4 18 2,31 1,4 666 100 234 24,6 12,2 6 3,33 2,0 651,2 120 228,8 24,0 11,9 7,2 3,256 2,0 636,4 140 223,6 23,5 11,6 8,4 3,182 2,0 621,6 160 218,4 22,9 11,4 9,6 3,108 2,0 606,8 180 213,2 22,4 11,1 10,8 3,034 2,0 592 200 208 21,8 10,8 12 2,96 2,0 577,2 220 202,8 21,3 10,5 13,2 2,886 2,0 562,4 240 197,6 20,7 10,3 14,4 2,812 2,0 547,6 260 192,4 20,2 10,0 15,6 2,738 2,0 532,8 280 187,2 19,6 9,7 16,8 2,664 2,0 518 300 182 19,1 9,5 18 2,59 2,0 279 100 621 16,0 32,3 6 1,395 0,5 272,8 120 607,2 15,7 31,6 7,2 1,364 0,5 266,6 140 593,4 15,3 30,9 8,4 1,333 0,5 260,4 160 579,6 15,0 30,1 9,6 1,302 0,5 254,2 180 565,8 14,6 29,4 10,8 1,271 0,5 248 200 552 14,3 28,7 12 1,24 0,5 241,8 220 538,2 13,9 28,0 13,2 1,209 0,5 235,6 240 524,4 13,5 27,3 14,4 1,178 0,5 229,4 260 510,6 13,2 26,6 15,6 1,147 0,5 223,2 280 496,8 12,8 25,8 16,8 1,116 0,5 217 300 483 12,5 25,1 18 1,085 0,5 210,8 320 469,2 12,1 24,4 19,2 1,054 0,5 204,6 340 455,4 11,8 23,7 20,4 1,023 0,5 198,4 360 441,6 11,4 23,0 21,6 0,992 0,5 192,2 380 427,8 11,0 22,2 22,8 0,961 0,5 186 400 414 10,7 21,5 24 0,93 0,5
Tabela 11 (Grânulo de aduto UCS + mescla MAP + SOP)
43 / 44 Mescla ou composto (kg/tonelada Razões de métrica) Concentrações de nutrientes (%) nutrientes UCS SOP MAP N P 2O 5 K 2O S N:P2O5 495 100 405 20,8 21,1 5 4,275 1,0 484 120 396 20,3 20,6 6 4,58 1,0 473 140 387 19,9 20,1 7 4,885 1,0 462 160 378 19,4 19,7 8 5,19 1,0 451 180 369 18,9 19,2 9 5,495 1,0 440 200 360 18,5 18,7 10 5,8 1,0 429 220 351 18,0 18,3 11 6,105 1,0 418 240 342 17,6 17,8 12 6,41 1,0 407 260 333 17,1 17,3 13 6,715 1,0 396 280 324 16,6 16,8 14 7,02 1,0 385 300 315 16,2 16,4 15 7,325 1,0 374 320 306 15,7 15,9 16 7,63 1,0 363 340 297 15,2 15,4 17 7,935 1,0 352 360 288 14,8 15,0 18 8,24 1,0 341 380 279 14,3 14,5 19 8,545 1,0 330 400 270 13,9 14,0 20 8,85 1,0 594 100 306 23,0 15,9 5 4,77 1,4 580,8 120 299,2 22,5 15,6 6 5,064 1,4 567,6 140 292,4 21,9 15,2 7 5,358 1,4 554,4 160 285,6 21,4 14,9 8 5,652 1,4 541,2 180 278,8 20,9 14,5 9 5,946 1,4 528 200 272 20,4 14,1 10 6,24 1,4 514,8 220 265,2 19,9 13,8 11 6,534 1,4 501,6 240 258,4 19,4 13,4 12 6,828 1,4 488,4 260 251,6 18,9 13,1 13 7,122 1,4 475,2 280 244,8 18,4 12,7 14 7,416 1,4 462 300 238 17,9 12,4 15 7,71 1,4 666 100 234 24,6 12,2 5 5,13 2,0 651,2 120 228,8 24,0 11,9 6 5,416 2,0 636,4 140 223,6 23,5 11,6 7 5,702 2,0 621,6 160 218,4 22,9 11,4 8 5,988 2,0 606,8 180 213,2 22,4 11,1 9 6,274 2,0 592 200 208 21,8 10,8 10 6,56 2,0 577,2 220 202,8 21,3 10,5 11 6,846 2,0 562,4 240 197,6 20,7 10,3 12 7,132 2,0 547,6 260 192,4 20,2 10,0 13 7,418 2,0 532,8 280 187,2 19,6 9,7 14 7,704 2,0 518 300 182 19,1 9,5 15 7,99 2,0 503,2 320 176,8 18,6 9,2 16 8,276 2,0 488,4 340 171,6 18,0 8,9 17 8,562 2,0 473,6 360 166,4 17,5 8,7 18 8,848 2,0 279 100 621 16,0 32,3 5 3,195 0,5 272,8 120 607,2 15,7 31,6 6 3,524 0,5 266,6 140 593,4 15,3 30,9 7 3,853 0,5 260,4 160 579,6 15,0 30,1 8 4,182 0,5 254,2 180 565,8 14,6 29,4 9 4,511 0,5 248 200 552 14,3 28,7 10 4,84 0,5 241,8 220 538,2 13,9 28,0 11 5,169 0,5 235,6 240 524,4 13,5 27,3 12 5,498 0,5 229,4 260 510,6 13,2 26,6 13 5,827 0,5 223,2 280 496,8 12,8 25,8 14 6,156 0,5 217 300 483 12,5 25,1 15 6,485 0,5 210,8 320 469,2 12,1 24,4 16 6,814 0,5 204,6 340 455,4 11,8 23,7 17 7,143 0,5 198,4 360 441,6 11,4 23,0 18 7,472 0,5 192,2 380 427,8 11,0 22,2 19 7,801 0,5
44 / 44 Mescla ou composto (kg/tonelada Razões de métrica) Concentrações de nutrientes (%) nutrientes UCS SOP MAP N P 2O 5 K 2O S N:P2O5 186 400 414 10,7 21,5 20 8,13 0,5
Claims (21)
1. Grânulo de fertilizante de ureia de sulfato de cálcio (UCS), caracterizado pelo fato de que compreende ureia, sulfato de cálcio e um aduto de ureia de sulfato de cálcio, em que o grânulos compreende 33% a 40% em peso de nitrogênio elementar, 2% a 5% em peso de cálcio elementar, e 2% a 5% em peso de enxofre elementar.
2. Grânulo de fertilizante de ureia de sulfato de cálcio de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos 30% em peso da ureia no grânulo são compreendidos no aduto de ureia de sulfato de cálcio.
3. Grânulo de fertilizante de ureia de sulfato de cálcio de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende de 33% a 37% em peso de nitrogênio elementar, 3% a 5% em peso de cálcio elementar, e 3% a 5% em peso de enxofre elementar.
4. Grânulo de fertilizante de ureia de sulfato de cálcio de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreende de 33% a 35% em peso de nitrogênio elementar, 4% a 5% em peso de cálcio elementar, e 4% a 5% em peso de enxofre elementar.
5. Grânulo de fertilizante de ureia de sulfato de cálcio de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente menos que 1% em peso de umidade livre, preferivelmente menos que 0,8% em peso de umidade livre, menos que 0,5% em peso de umidade livre ou 0,25% a 0,7% em peso de umidade livre.
6. Grânulo de fertilizante de ureia de sulfato de cálcio de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aduto é CaSO4∙4CO(NH2)2.
7. Grânulo de fertilizante de ureia de sulfato de cálcio de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende partículas de aduto de ureia de sulfato de cálcio, partículas de ureia, e partículas de sulfato de cálcio.
8. Grânulo de fertilizante de ureia de sulfato de cálcio de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente 1,5% a 4% em peso de MgO, e em que o grânulo tem uma dureza de 10 N/grânulo a 50 N/grânulo.
9. Grânulo de fertilizante de ureia de sulfato de cálcio de acordo com a reivindicação a 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente sulfato de amônio.
10. Mescla de fertilizante ou fertilizante composto, caracterizado(a) pelo fato de que compreende o grânulo de fertilizante de ureia de sulfato de cálcio (UCS) como definido na reivindicação 1 e pelo menos um componente adicional, o pelo menos um componente adicional sendo preferivelmente um fertilizante.
11. Mescla de fertilizante ou fertilizante composto de acordo com a reivindicação 10, caracterizado(a) pelo fato de que o pelo menos um componente adicional é um fertilizante à base de fosfato, um fertilizante à base de ureia, ou um fertilizante à base de potássio.
12. Mescla de fertilizante ou fertilizante composto de acordo com a reivindicação 10, caracterizado(a) pelo fato de que o pelo menos um componente adicional é um micronutriente, um nutriente secundário, um aditivo orgânico ou qualquer combinação dos mesmos.
13. Mescla de fertilizante ou fertilizante composto de acordo com a reivindicação 10, caracterizado(a) pelo fato de que o pelo menos um componente adicional é sulfato de potássio (SOP), em que a mescla de fertilizante ou fertilizante composto compreende 19% a 33% em peso de nitrogênio elementar, 2% a 5% em peso de cálcio elementar, 5% a 10% em peso de enxofre elementar, e 0,001% a 20% em peso de K2O.
14. Método para produzir um grânulo de fertilizante de ureia de sulfato de cálcio (UCS) como definido na reivindicação 1, o método caracterizado pelo fato de que compreende: combinar ureia, sulfato de cálcio, e água para formar uma pasta fluida aquosa, em que a ureia é combinada em excesso da razão estequiométrica para a produção de um aduto de ureia de sulfato de cálcio; misturar a pasta fluida aquosa sob condições suficientes para produzir um aduto de ureia de sulfato de cálcio e água; e remover pelo menos uma porção da água da pasta fluida aquosa para formar o grânulo de fertilizante de ureia de sulfato de cálcio (UCS).
15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a pasta fluida aquosa compreende 12% a 16% em peso de água, e preferivelmente em que combinar ureia, sulfato de cálcio e água compreende combinar 12% a 16% em peso de água além da água contida na ureia e sulfato de cálcio.
16. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que remover pelo menos uma porção da água da pasta fluida aquosa compreende adicionar ácido sulfúrico e amônia para causar uma reação exotérmica, em que o calor gerado pela reação exotérmica é suficiente para remover pelo menos uma porção da água da pasta fluida aquosa.
17. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a quantidade de ácido sulfúrico adicionada é de cerca de 5% a 15% do peso da pasta fluida aquosa.
18. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que cerca de 1,5 a 2,5 moles de amônia são adicionados para cada mol de ácido sulfúrico.
19. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente adicionar uma quantidade suficiente de MgSO4 para obter um grânulo de fertilizante de ureia de sulfato de cálcio (UCS) que compreende adicionalmente 1,5% a 5% em peso de
MgO, preferivelmente 2% a 4% em peso de MgO.
20. Pasta fluida de ureia de sulfato de cálcio (UCS), caracterizada pelo fato de que compreende 12% a 16% de água e ureia, sulfato de cálcio e um aduto de ureia de sulfato de cálcio em quantidades tais que, quando a pasta fluida é seca, a pasta fluida seca compreende 33% a 40% em peso de nitrogênio elementar, 2% a 5% em peso de cálcio elementar, e 2% a 5% em peso de enxofre elementar.
21. Método para fertilização, o método caracterizado pelo fato de que compreende aplicar um fertilizante de UCS como definido na reivindicação 1 a uma porção de um solo, de uma colheita, ou do solo e da colheita.
Petição 870200030489, de 06/03/2020, pág. 55/58 Reciclagem Ureia de UCS
Ureia Liberação Água Mistura Estabilização Secador da água mesclada 1/3
Vapor
Reciclagem
Petição 870200030489, de 06/03/2020, pág. 56/58 Ureia de UCS Ureia Pré-mistura Água Mistura Liberação Estabilização Secador da água Pré-mistura mesclada Água
Vapor 2/3
Reciclagem Ácido sulfúrico Amônia
Petição 870200030489, de 06/03/2020, pág. 57/58 de UCS
Ureia
Mistura Liberação Estabilização Granulação Secador Água da água mesclada
Vapor 3/3
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