BR112020008580A2 - processo para produção de granulados de fertilizante contendo polihalita - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se a um processo para produção de granulados de fertilizante contendo polihalita, compreendendo uma aglomeração por compressão de uma mistura de sais de polihalita em partes finas com cloreto de potássio em partes finas, em que a razão em massa de polihalita em partes finas para cloreto de potássio em partes finas fica na faixa de 1 : 5 a 4 :1, especialmente na faixa de 1 : 4 a 3 :2.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE GRANULADOS DE FERTILIZANTE CONTENDO POLIHALITA".

[001] A presente invenção refere-se a um processo para produção de granulados de fertilizante contendo polihalita, compreendendo uma aglomeração por compressão de uma mistura salina que contém polihalita em partes finas.

[002] Polihalita é um mineral da classe dos sulfatos e apresenta a seguinte composição química: KCa2Mg[SO4]142H20. Polihalita cristaliza triklina no grupo espacial P1 (Grupo espacial-Nr. 2) com os parâmetros de grade a = 11.689 À; b = 16.332 À; c = 7,598 À; a = 91.65º; 8 = 90,0º e y = 91,9º bem como quatro unidades de forma por célula elementar (Handbook of Mineralogy Vol. V — Polyhalite, 2003, The Mineralogical Society of America). Ocorrências maiores de polihalita são encontradas na Europa, na Alemanha e na Grã-Bretanha bem como fora a Europa, nos países USA, China, Índia, Ucrânia, Turquia e Irã.

[003] Em virtude da combinação dos materiais de nutrição vegetal potássio, magnésio e enxofre em forma de sulfato, a polihalita é adequada como fertilizante mineral e vantajosamente tem efeito sobre diversos critérios de qualidade e a vitalidade das culturas adubadas com ela. Como adubo a polihalita é oferecida principalmente em forma de produtos com tamanhos de grão na faixa de 2 a 5 mm, por exemplo, como aglomerados de rolos ou como produto produzido de polihalita reduzida por processo de mineração através de trituradores mecânicos. Quando da trituração da polihalita reduzida por trabalho de mineração ocorrem maiores quantidades de polihalita em partes finas, na qual, via de regra, pelo menos 80% em peso, especialmente pelo menos 90% em peso das partículas de polihalita apresentam tamanhos de grão de, no máximo, 2 mm, especialmente de 1,5 mm no máximo. Essa polihalita de partes finas é menos adequada como fertilizante, uma vez que só pode ser manuseada com dificuldade devido ao pequeno tamanho de grão.

[004] Portanto, existe uma necessidade de um processo que permita maior processamento de quantidades maiores de polihalita em partes finas para formar granulados de fertilizante. Infelizmente a ductilidade da polihalita é pequena, de modo que uma granulação por compressão ou aglomeração por compressão da polihalita em partes finas não leva a granulados mecanicamente estáveis.

[005] O documento DE 102013004597 descreve um processo para produção de granulados de sais sulfáticos, não dúcteis, como polihalita ou langbeinita, na qual uma mistura do sal em partes finas com uma maior quantidade de produtos residuais contendo açúcar, semilíquidos da produção de açúcar de cana ou de beterraba é submetida a uma granulação por compressão. Nesse caso a mistura inicialmente é comprimida para formar crostas, as quais têm que ser deitadas para amadurecer por várias horas antes da trituração para forma granulado final, uma vez que as crostas inicialmente ainda estão muito moles. As consistências alcançadas não são satisfatórias. Além disso, o processo requer um maior gasto com aparelhos devido à fase de amadurecimento, uma vez que as crostas não podem ser tratadas imediatamente, mas sim têm que ser armazenadas intermediariamente.

[006] O documento US 2017/0137333 descreve a produção de granulados de polihalita a partir de polihalita em partes finas, na qual a polihalita em partes finas inicialmente é borrifada com um agente aglutinante, preferivelmente com espessura pré-intumescida, misturada e em seguida misturada com cerca de 5% em peso de água, para obter um produto pré-aglomerado. Esse produto pré-aglomerado é mais tratado para produzir um aglomerado em um prato de pelotização, com adição de mais água. O processo é de aparelhagem cara em comparação com uma aglomeração por compressão. Além disso, a adição comparativamente grande de água requer um maior consumo de energia para a secagem dos granulados.

[007] O objetivo da presente invenção é, portanto, prover um processo que permita, de maneira simples e eficiente, tratar maiores quantidades de polihalita em partes finas para formar granulados de fertilizantes com uma resistência mecânica suficiente.

[008] Verificou-se, de maneira surpreendente, que misturas de sal consistindo de polihalita em partes finas com cloreto de potássio em partes finas, nas quais a razão em massa de polihalita em partis finas para cloreto de potássio em partes finas fica na faixa de 1: 5a 4: 1, especialmente na faixa de 1: 3 a 3 : 2, podem ser tratadas de maneira simples através de uma aglomeração por compressão para formar um granulado com resistência suficientemente mais elevada.

[009] Portanto, a presente invenção refere-se a um processo para produção de granulados de fertilizantes contento polihalita, compreendendo uma granulação por compressão de uma mistura de polihalita em partes finas com cloreto de potássio em partes finas, em que a relação em massa de polihalita em partes finas para cloreto de potássio em partes finas fica na faixa de 1: 5a 4: 1, especialmente na faixa de 1 :4 a 3:2.

[0010] Os granulados obtidos através do processo de acordo com a invenção distinguem-se por resistência mecânica suficiente, especialmente valores de resistência a ruptura especialmente aceitáveis e valores de saída aceitáveis. É vantajoso ainda que as crostas que ocorrem no processo podem ser tratadas imediatamente para formação de granulados.

[0011] Por polihalita entende-se, de acordo com a invenção, um mineral que apresenta, via de regra, um teor de KCa2Mg[SO4]s2H20 cristalino de pelo menos 85% em peso, especialmente pelo menos 90% em peso. No caso da polihalita usada no processo de acordo com a invenção trata-se de polihalita não calcinada. Via de regra, trata-se de uma polihalita na qualidade usual no mercado. Preferivelmente a polihalita uma polihalita em partes finas e/ou um pó de polihalita que ocorre quando da trituração de uma polihalita reduzida com trabalho de mineração.

[0012] Além do K2Ca2Mg[SO4]s2H20O cristalino a polihalita pode conter também, em menor quantidade, outros sais de metais alcalinos e alcalino-terrosos, especialmente em forma de cloretos e sulfatos. Tipicamente uma polihalita usada no processo de acordo com a invenção apresentará mais ou menos a seguinte composição:

[0013] Potássio: 11,0 a 13,0 % em peso;

[0014] Magnésio 3,4 a 4,3 % em peso;

[0015] Cálcio: 11,0 a 13,5 % em peso;

[0016] Sulfato: 55,0 bis 64,0 % em peso;

[0017] Além disso, a polihalita contém água de cristalização, tipicamente em quantidades de 5,0 a 7,0 % em peso. O teor de água de cristalização pode ser determinado através da perda de incandescência a 550ºC. A umidade restante da polihalita, condicionada através da umidade que ocorre, não ultrapassa, via de regra, 0,5 % em peso, em relação à polihalita e fica tipicamente na faixa de 0,1 a 0,4 % em peso. A perda a seco é determinada com base na norma DIN EN 12880:2000, com uma amostra da polihalita sendo secada a temperaturas na faixa de 105 + 5 ºC sob pressão ambiente até a constância de peso.

[0018] O teor de sódio da polihalita usada no processo de acordo com a invenção fica, via de regra, abaixo de 2% em peso e o teor de cloreto fica tipicamente abaixo de 5% em peso.

[0019] Pelo conceito "em partes finas" em relação à polihalita entende-se uma faixa de grãos usual para a produção de granulados, na qual tipicamente pelo menos 80% em peso, especialmente pelo menos 90% em peso dos grãos de polihalita apresentam um tamanho de grão de 2 mm no máximo, especialmente 1,5 mm no máximo e especialmente 1,2 mm no máximo e, preferivelmente, tamanhos de grão na faixa de 0,01 a 2 mm, determinado por meio de análise de peneiramento de acordo com a norma DIN 66165:2016-08. O tamanho de grão médio (média de peso, valor dso) do cloreto de potássio fica tipicamente na faixa de 50 um a 1500 um, especialmente na faixa de 120 um a 1200 pum. O valor d90 da polihalita usada no processo de acordo com a invenção é, via de regra, de 2 mm no máximo, especialmente 1,5 mm no máximo e especialmente 1,2 mm no máximo.

[0020] No caso dos tamanhos de grão indicados aqui e a seguir trata-se, via de regra, dos valores que são determinados por meio de análise de peneiramento de acordo com a norma DIN 66165:2016-08. A determinação das percentagens em massa dos respectivos tamanhos de grão ou faixas de tamanhos de grão ocorre de acordo com a norma DIN 66165:2016-08 através de fracionamento do material disperso com o uso de várias peneiras, por meio de peneiramento mecânico em sistemas pré-calibrados. Desde que não se indique nada em contrário, os dados percentuais em relação a tamanhos de partícula e de grão devem ser entendidos como dados em % em peso. Neste contexto o valor d90 designa o tamanho de grão que não é alcançado por 90% dos grãos de sal. O valor d10 designa o tamanho de grão que não é alcançado por 10% em peso dos grãos de sal. O valor d50 designa o tamanho de grão na média de peso. A distribuição de tamanhos de grão pode ser determinada também através da dispersão de luz laser (difração de luz laser), por exemplo de acordo com o método indicado na norma ISO 13320:2009, especialmente no caso de partículas muito pequenas com tamanhos de partícula < 200 um.

[0021] No caso do cloreto de potássio em partes finas pode tratar- se basicamente de um cloreto de potássio sólido, o qual apresenta uma faixa de grão usual para a produção de granulados de cloreto de potássio, em que tipicamente pelo menos 80% em peso, especialmente pelo menos 90% em peso dos grãos de cloreto de cálcio apresentam um tamanho de grão de 2 mm no máximo, especialmente 1,5 mm no máximo e especialmente 1,2 mm no máximo e preferivelmente pelo menos 80% em peso, especialmente 90% em peso dos grãos de cloreto de potássio apresentam tamanhos de grão na faixa de 0,01 a 2 mm, determinados por meio de análise de peneiramento de acordo com a norma DIN 66165:2016-08. O tamanho de grão médio (média em peso) do cloreto de potássio fica tipicamente na faixa de 20 um a 100 um, especialmente na faixa de 50 um a 800 um. O valor d90 do cloreto de potássio usado no processo de acordo com a invenção fica, via de regra, em 2 mm no máximo, especialmente 1,5 mm no máximo e especialmente 1,2 mm no máximo.

[0022] O processo de acordo com a invenção é adequado, via de regra, para qualquer uma das qualidades de cloreto de potássio. Tipicamente usa-se um cloreto de potássio com teor de potássio de pelo menos 50% em peso, de acordo com um teor de cloreto de potássio de pelo menos 80% em peso. Especialmente tal cloreto de potássio apresenta um teor de KCI de pelo menos 85,0% em peso, por exemplo, na faixa de 85,0 a 99,9% em peso, em relação aos componentes diferentes de água do cloreto de potássio. Além de KCl, o cloreto de potássio pode conter também outros componentes diferentes de cloreto de potássio e água. No caso destes componentes trata-se especialmente de cloreto de sódio, brometo do sódio ou do potássio ou halogenetos de metais alcalino-terrosos como cloreto de magnésio e cloreto de cálcio e seus óxidos. A quantidade total de tais componentes não ultrapassará, via de regra, 20% em peso, especialmente 15% em peso, e especialmente 10% em peso e fica tipicamente na faixa de 0,1% a 20% em peso, especialmente na faixa de 0,1 a 15% em peso e especialmente de 0,1 a 10% em peso.

[0023] A produção de granulados de fertilizantes contendo polihalita compreende, de acordo com a invenção uma aglomeração por compressão de uma mistura de sais de polihalita e cloreto de potássio. A mistura de sais usada no processo de acordo com a invenção pode consistir exclusivamente da mistura de polihalita e cloreto de potássio ou pode conter também quantidades menores de outros sais bem como água que não esteja ligada a água de cristalização. Via de regra, K2Ca2Mg[SOa4]1'2H2O0 e KCI constituem 80% em peso e especialmente pelo menos 85% em peso da massa total dos componentes sólidos contidos na mistura usada para a aglomeração por compactação, isto é, dos componentes que são diferentes de água não ligada como água de cristalização. Portanto, não se ultrapassa a percentagem de sais que são diferentes de KCa2Mg[SO4]142H20O e KCl, via de regra 20% em peso e especialmente 15% em peso, em relação à massa total dos componentes sólidos da mistura de sais.

[0024] De acordo com a invenção a razão em massa de polihalita em partes finas para cloreto de potássio em partes finas na mistura de sais usada para aglomeração por compressão fica na faixa de 1: 5a4: 1, especialmente na faixa de 1: 3 a 3: 2. A percentagem em massa de cloreto de potássio em partes finas não ultrapassa preferivelmente 80% em peso e especialmente 75% em peso, em relação à massa total dos componentes sólidos contidos na mistura de sais, para garantir teores de sulfato suficientemente altos no granulado de fertilizantes. A percentagem de cloreto de potássio preferivelmente não ultrapassará 25% em peso, especialmente 30% em peso e especialmente 40% em peso da massa total dos componentes sólidos contidos na mistura de sais, para alcançar resistência suficiente dos granulados.

[0025] Outros sais, além de qualquer uma das impurezas que estejam contidas na polihalita usada e no cloreto de potássio, são sais de sódio e de potássio e sais de magnésio, como sulfato de potássio,

sulfato de sódio, sulfatos de magnésio, como kiserita e langbeinita, MgO, MgCO3, e sulfato de cálcio, inclusive seus hidratos, bem como micronutrientes salinos, como são usados frequentemente em fertilizantes. Os micronutrientes incluem compostos de boro salinos bem como sais e compostos de complexos dos elementos manganês, zinco, cobre, ferro e molibdênio. Manganês, cobre e zinco são usados então, preferivelmente, em forma de seus sulfatos. Cobre e ferro são usados, preferivelmente, também em forma de quelados, por exemplo, EDTA. Boro é usado preferivelmente como borato de cálcio-potássio, por exemplo, em forma de ulexita, borato de sódio, borato de potássio ou ácido bórico. Molibdênio é usado preferivelmente como molibdato de sódio ou de amónio ou como mistura destes. Tipicamente a percentagem de micronutrientes diferentes de boro, calculada em sua forma elementar, via de regra não ultrapassa 1% em peso, em relação à massa total da mistura de sal. O teor de boro, calculado como B2O;3 não ultrapassará, via de regra, 3% em peso e fica tipicamente, se houver, na faixa de 0,01 a 3 % em peso, especialmente 0,01 a 2% em peso, em relação à massa total dos componentes da mistura de sais usada de acordo com a invenção.

[0026] Além disso, as misturas de sais para aglomeração por compressão podem conter também aglutinantes orgânicos, por exemplo, tilose, melado, gelatina, amido, sulfato de lignina ou sais de ácidos policarboxílicos, como citrato de sódio ou citrato de potássio ou sais de ácido graxo, como estearato de cálcio. A percentagem do agente aglutinante orgânico tipicamente não ultrapassará 2% em peso e é preferivelmente inferior a 1% em peso, em relação à respectiva massa total de componentes da mistura de sais.

[0027] A produção da mistura de sais ocorre, de uma maneira conhecida, através de misturação dos componentes da mistura de sais nas percentagens desejadas em dispositivo adequados para isso.

Dispositivos adequados para a misturação dos componentes da mistura de sais são misturadores de queda com e sem inserto como misturadores de tambor e misturadores de anel, misturadores de pás, como misturadores de tina, misturadores de pás de arado bem como misturadores e hélice.

[0028] Em uma modalidade preferida da invenção, usa-se uma mistura de sais úmida na aglomeração por compressão, a qual contém, adicionalmente à água de cristalização contida na mistura, água livre preferivelmente 0,1 a 3% em peso, especialmente 0,2 a 2,8% em peso, e especialmente 0,5 a 2,590 em peso de água, em relação aos componentes sólidos do material bruto de cloreto de potássio. Assim a resistência dos granulados é aumentada e a perda é reduzida.

[0029] Nesse caso, via de regra, procede-se de tal modo, que se acrescenta à mistura de sais, antes da aglomeração por compressão, 0,1 a 3,0% em peso, especialmente 0,2 a 2,8% em peso e especialmente 0,5 a 2,5% em peso de água, em relação ao peso da mistura de sais. Eventualmente, quando da alimentação da água leva- se em consideração qualquer uma das umidades residuais da mistura de sais que, as quais são designadas também como perda a seco, de modo que as quantidades de água indicadas aqui referem-se à massa total dos componentes sólidos da mistura de sais (inclusive a água de cristalização ligada).

[0030] O acréscimo de água à mistura pode ocorrer imediatamente antes da aglomeração por compressão, por exemplo imediatamente antes da entrega da mistura à prensa. Frequentemente, porém, a água é misturada com a mistura de sais e em seguida a mistura de sais úmida é alimentada à aglomeração por compressão. A água pode ser alimentada à mistura de sais que já contém todos os componentes necessários para a aglomeração por compressão. Porém, pode-se combinar também a alimentação da água e a misturação dos componentes sólidos da mistura de sais, por exemplo, acrescentando a água durante a misturação dos componentes sólidos ou alimentando a água em forma de uma solução de um dos componentes sólidos, por exemplo, de um micronutriente ou de um agente de aglutinação. A adição da água pode ocorrer, de maneira conhecida em si, por exemplo, através de pulverização sobre os componentes sólidos da mistura de gases em dispositivo adequados para isso, por exemplo, em um dos dispositivos de mistura mencionados acima.

[0031] A realização propriamente dita da aglomeração por compressão pode ocorrer analogamente aos processos de aglomeração conhecidos do estado da técnica, os quais estão descritos, por exemplo, nos documentos Wolfgang Pietsch, Agglomeration Processes, Wiley — VCH, 1. Auflage, 2002, in G. Heinze, Handbuch der Agglomerationstechnik, Wiley — VCH, 2000 sowie in Perry's Chemical Engineers' Handbook, 7. Auflage, McGraw-Hill, 1997. Aqui e a seguir os conceitos aglomeração por compressão e granulação por compressão são usados como sinônimos.

[0032] Quando da aglomeração por compressão a mistura de sais secada ou úmida composta de polihalita e cloreto de potássio é compactada ou comprimida com o uso de pressão. Dependendo do tipo de compactação/compressão, os componentes em partículas finas da mistura de sais são aglomerados para formar aglomerados de pedaços grosseiros ou tiras em forma de fita. Em seguida usualmente ocorre trituração do material em partes grosseiras obtido. Para compactação são adequadas basicamente todas as prensas conhecidas para fins similares, como por exemplo, compressão prensa de matriz, de extrusão, de perfuração e de cilindros.

[0033] Preferivelmente a compactação ocorre com o uso de uma prensa de cilindros. Na prensa de cilindros a compactação ocorre na fenda de dois cilindros que giram em sentidos contrários. As superfícies de cilindro podem ser lisas, perfiladas, por exemplo, com estrias, onduladas ou em forma de favos, ou com estar providas de cavidades de moldagem. Qualquer perfilhamento da superfície de cilindro serve, sobretudo, para melhoria da relação de entrada na fenda de cilindros. Frequentemente usa-se prensa de cilindros com superfície de cilindro lisa ou perfilada. Neste caso, o produto de aglomeração primário é uma tira em forma de faixa ou placa que sai da fenda de cilindros, a qual é designada como manta.

[0034] As forças de compressão necessárias para a compactação, as quais usualmente estão relacionadas à largura do cilindro e são indicadas como forças lineares, ficam, via de regra, na faixa de 1 a 75 kN/cm, especialmente na faixa de 20 a 70 kN/cm e em relação diâmetro de 1000 mm e a uma espessura de manta média de 10 mm. Via de regra, a prensa de cilindros é acionada a uma velocidade de giro de cilindro na faixa de 0,2 a 1,6 m/s. Usualmente a compressão ocorre a temperaturas na faixa de 20 a 100 graus Celsius ou à temperatura que se ajusta em virtude do efeito das forças mecânicas sobre a mistura de sais. Eventualmente se aquece a mistura de sais alimentada para granulação à temperatura desejada para a compactação ou se tem ainda calor residual, por exemplo, proveniente da secagem. Eventualmente a compactação pode ser realizada em vários estágios.

[0035] O material obtido quando da compactação é submetido, via de regra, a uma trituração para ajuste do tamanho de partícula do granulado a ser produzido. A trituração pode ocorrer, de maneira conhecida em si, por exemplo, através de moagem em dispositivos adequados para isso, por exemplo, em trituradores por impacto, moinhos por impacto ou trituradores de cilindros.

[0036] Via de regra, uma classificação do granulado está incluída no processo de granulação propriamente dito, isto é, na compactação e trituração. Nesse caso ocorre uma separação do granulado em granulados com tamanho de grão que atende às especificações, granulados menores (percentagem fina ou subgrão) e eventualmente granulados mais grosseiros (parte grosseira ou supergrão). Granulado que satisfaz às especificações é especialmente um granulado em que pelo menos 90% em peso das partículas de granulado apresentam um tamanho de partícula ou diâmetro de partícula na faixa de 1 a 8 mm, frequentemente 2 a 6 mm e especialmente na faixa de 2a 5 mm. A classificação pode ocorrer de acordo com processos usuais, especialmente através de peneiramento.

[0037] O material de granulado que não atente às especificações e que ocorre na classificação, o chamado material residual, é realimentado ao processo, via de regra. O subgrão pode ser realimentado ao processo imediatamente. O supergrão, via de regra, é triturado antes do retorno a um tamanho de partícula adequado para a aglomeração por compressão ou alimentado a outra aplicação.

[0038] O granulado que atende às especificações obtido pode ser processado de uma maneira conhecida em si, por exemplo, embalado e transportado.

[0039] Em uma modalidade preferida da invenção o granulado que ocorre quando da aglomeração por compressão é submetido a um tratamento posterior com água antes do tratamento final. Desde que o granulado seja classificado, o tratamento posterior pode ser realizado tanto antes quanto depois da classificação. Desde que a granulação por compressão compreenda uma etapa de trituração, o tratamento posterior ocorre, via de regra, após a trituração e antes ou após qualquer classificação.

[0040] Para o tratamento posterior o granulado é umedecido com uma pequena quantidade de água. A quantidade de água é escolhida, via de regra, de tal modo, que seja completamente absorvida pelo granulado. Preferivelmente, para o tratamento posterior, a água é usada em uma quantidade de 0,1 a 3,0% em peso, especialmente 0,2 a 2,5% em peso, mais especialmente 0,5 a 2,0% em peso, em relação à massa do granulado pronto, não tratado. Desde que se tenha usado uma mistura de sais úmida para a produção do granulado, a quantidade de água para o tratamento posterior é escolhida preferivelmente de tal modo, que a quantidade dotal de água livre no granulado tratado, isto é, água que não está ligada como água de cristalização, fica na faixa de 0,1 a 5% em peso, especialmente 0,2 a 4% em peso e mais especialmente 0,5 a 3,5% em peso, em relação à massa total do granulado recém-produzido.

[0041] Para o tratamento posterior, via de regra, procede-se de tal modo, que a água é aplicada sobre o granulado pronto de modo tão uniforme quanto possível, especialmente em forma finamente distribuída, por exemplo, através de pulverização ou em forma atomizada. Para isso usualmente se borrifa ou pulveriza a água por meio de um ou vários pulverizadores adequados, por exemplo, bocais estacionários ou rotatórios. Nesse caso, mostrou-se vantajoso que o granulado, durante a aplicação da água, especialmente da água pulverizada, seja movimentado para alcançar uma aplicação uniforme da água sobre a superfície das partículas de granulado. Especialmente se procede de tal modo, que o granulado seja conduzido em um movimento relativo através de um cone de pulverização ou uma cortina de pulverização a partir de vários cones de pulverização sobrepostos. Por exemplo, para aplicação da água pode-se proceder de tal modo, que o granulado seja conduzido por meio de uma correia transportadora através de uma região em que a água é borrifada ou atomizada, por exemplo, gerando-se um ou vários cones de pulverização ou uma ou várias cortinas de pulverização sobre a correia transportadora em movimento. Também se pode gerar, por exemplo, no ponto de transição entre duas correias transportadoras, uma região em que água é borrifada ou atomizada. Assim se alcança uma aplicação especialmente uniforme da água sobre a superfície das partículas de granulado. Basicamente é possível também aplicar a água sobre a superfície das partículas de granulado em dispositivos de mistura, por exemplo, misturadores de queda com ou sem insertos como misturador de tambor e misturador de anel, misturador de pás, como misturador de tina, misturador de pás de arado e misturado de hélice dupla. Preferivelmente, quando da aplicação da água, mantém-se tão pequena quanto possível a exigência do granulado.

[0042] A água usada para a compressão e/ou para o tratamento posterior do granulado pode ser água basicamente limpa, por exemplo, água desionizada, mas também água de canalização ou água de processo.

[0043] Eventualmente pode seguir uma etapa de secagem, por exemplo, passando uma corrente de gás, por exemplo, ar fresco, através do granulado ou através de alimentação de calor ou através de uma combinação dessas medidas.

[0044] Os granulados obteníveis de acordo com o processo da invenção distinguem-se através de uma resistência suficiente para granulados de fertilizante e, com isso, através de uma menor sensibilidade a carga mecânica, como ocorre, por exemplo, quando de um armazenamento e desarmazenamento ou quando de transferência ou transporte dos granulados. Isto se traduz em uma pequena destruição de grãos e uma pequena formação de pó através de desgaste, isto é, de partículas com tamanhos de grão inferiores a 1 mm. Portanto, granulados obtidos de acordo com a invenção tendem a secar um pouco quando da armazenagem, especialmente sob pressão, como ocorre em mineral explorado ou quando de armazenamento em silos. De modo surpreendente, a resistência mecânica melhorada dos granulados é mantida também quando da armazenagem por períodos de tempo mais longos, de modo que as cargas mecânicas que ocorrem quando do desarmazenamento ou da transferência no caso dos granulados obtidos de acordo com a invenção levam também a pequena destruição de grãos após longa armazenagem.

[0045] Portanto, os granulados obteníveis de acordo com a invenção são adequados como fertilizantes não apenas em virtude de seus componentes, especialmente em virtude da presença simultânea de potássio, manganês e enxofre, mas também em virtude de sua resistência mecânica. Portanto, os granulados obteníveis de acordo com a invenção podem ser usados especialmente nas aplicações de fertilizante usuais para agentes fertilizantes contendo potássio.

[0046] Os seguintes exemplos servem para esclarecimento da invenção:

[0047] Abreviaturas:

[0048] BF: resistência à ruptura/resistente à quebra

[0049] Bsp.: exemplo

[0050] n.b.: não determinado

[0051] A de terminação da distribuição de tamanhos de grãos ocorre em uma máquina de peneiramento vibratório analítica (Tipo Retsch AS 200 control).

[0052] A perda a seco TV foi determinada seguindo a norma DIN EN 12880:2000, secando uma amostra de cerca de 30 g por duas horas em um forno de Mufla a temperaturas na faixa de 550+25 graus Celsius sob pressão ambiente e determinando o peso da amostra antes e depois da secagem.

[0053] A perda em recozimento foi determinada seguindo a norma DIN EN 15935:2012 (com a diferença de que anteriormente não se fez secagem a 105 graus Celsius), recozendo por 2 horas uma amostra de cerca de 2000 g em um forno de Mufla a temperaturas de550+25 graus Celsius sob pressão ambiente e determinando o peso da amostra antes e depois da secagem.

[0054] A resistência à ruptura ou quebra foi determinada com o auxílio do testador de resistência à ruptura de tabletes Tipo TBH 425D da Firma ERWEKA com base em medições de 56 grânulos individuais de diferentes tamanhos de partícula (fração 2,5 — 3,15 mm) e o peso médio foi calculado. Foi determinada a força que era necessária para quebrar o grânulo entre matriz e placa do testador de resistência à ruptura. Grânulos com resistência à quebra > 400 N e aqueles com resistência à quebra < 10 N não foram considerados na formação de valor médio.

[0055] Os valores para o atrito foram determinados com o processo de tambor de rolamento de acordo com Busch. Para isso 50 g do granulado com uma fração de tamanho de grão de 2,5 — 3,145 mm foram colocados, juntamente com 70 esferas de aço (diâmetro 10 mm, 283 q), em um tambor de rolamento de um testador de atrito usual no comércio, por exemplo, ERWEKA, Typ TAR 20, e girados por 10 minutos a 40 U*min”. Em seguida o conteúdo do tambor foi peneirado em uma peneira com uma largura de malha de 5 mm, sob a qual estava disposta uma peneira com largura de malha 0,5 mm, por 1 min em uma máquina de peneiramento (Typ Retsch AS 20 control). A percentagem fina peneirada corresponde à fricção.

[0056] Foram usados os seguintes materiais de substituição

[0057] Cloreto de potássio 1 (KCI-1):

[0058] Cloreto de potássio (não tratado) com a seguinte especificação:

[0059] Teor de KCI de 96,8 %em peso (= 60,4 % K2O).

[0060] Teor total Ca + Mg: 0,29 % em peso

[0061] Perda em secagem a 105ºC: < 0,1 % em peso

[0062] O cloreto de potássio apresentou a seguinte distribuição de tamanhos de grão: dio: 54,12 um, dso: 111,1 um, deo: 184,3 um.

[0063] Cloreto de potássio 2 (KCl-2):

[0064] Teor de KCI de 91,7 % em peso (= 57,8 % K2O)

[0065] Teor de NaCl de 8,3 % em peso.

[0066] As partículas do cloreto de potássio 2 apresentam tamanhos de grão inferiores 500 um.

[0067] Polihalita:

[0068] Teor potássio: 11,4 % em peso

[0069] Teor magnésio: 4,1 % em peso

[0070] Teor cálcio: 12,6 % em peso

[0071] Teor sulfato: 59,6 % em peso

[0072] Teor cloreto: 3,1 % em peso

[0073] Teor sódio: 1,9 % em peso

[0074] Perda em secagem a 105ºC: < 0,3 % em peso.

[0075] Perda em recozimento a 550ºC: 6,7 % em peso.

[0076] A polihalita apresentou a seguinte distribuição de tamanhos de grão:

[0077] dio: 8,3 um, dso: 475,4 um, dao: 836,5 um. Produção dos granulados:

[0078] Para a aglomeração por compressão foi usada uma prensa de laboratório da Firma Berex, Typ L200/50, a qual apresentava dois cilindros girando em sentidos contrários com cavidades em forma de pequenos bastões na superfície de cilindro (diâmetro de cilindro 200 mm, largura de trabalho 50 mm). A prensa de laboratório foi operada com uma força de pressão específica de 28 kN/cm e um número de rotações de cilindro de 6,2 R/min. A alimentação da mistura de sais ocorreu por meio de uma hélice de compactação. A taxa de entrega de mistura de sais foi de cerca de 0,5 a 2 kg/min.

[0079] A trituração das mantas que ocorrem quando da compactação por meio da prensa de laboratório ocorreu com um moinho de impacto da Firma Hazemag. O moinho de impacto apresentava 2 mecanismos e impacto e tinha um diâmetro de rotor de 300 mm. À largura de fenda para o mecanismo de impacto anterior era de 10 mm e ajustada para 5 mm para o mecanismo de impacto posterior. O moinho de impacto foi operado com uma velocidade de rotação do rotor de 15 m/s. A trituração ocorreu imediatamente após a produção das mantas. O rendimento em mantas ficou em cerca de 0,5 a 2 kg/s.

[0080] Em seguida o material foi classificado com um dispositivo de peneiramento usual no comércio, a fração com tamanho de grão 2 — 5mm (produto) foi separada. A fração com tamanho de grão < 2 mm pode ser reconduzida para entrega (material fino). A percentagem com tamanho de grão > 5 mm (material grosseiro) pode ser moído e igualmente reconduzido. Para a determinação da existência à ruptura ou resistência à quebra dos granulados uma fração de teste (granulado de teste) com um tamanho de grão de 2,5 — 3, 15 mm foi peneirada.

[0081] Exemplo 1 a 4 e exemplo de comparação V1:

[0082] Cloreto de potássio 1 e polihalita foram colocados em misturador intensivo a uma razão de massa indicada na Tabela 1 e misturados por 1 min. A mistura foi entregue à prensa de laboratório com uma taxa de entrega de 0,5 a 2 kg/m e triturada e classificada imediatamente em seguida.

[0083] Em seguida o granulado obtido foi armazenado em condições ambientais e, após 1 dia, 7 tias ou 14 dias, determinaram-se resistência à ruptura e atrito. Os resultados estão mostrados na Tabela

1. Exemplo 5:

[0084] Cloreto de potássio 2 e polihalita foram misturados colocados no misturador intenso a uma razão em massa indicada na Tabela 1 e misturados por 1 min. A Mistura foi entregue à prensa de laboratório com uma taxa de entrega de 0,5 a 2 kg/min e imediatamente em seguida triturada e classificada.

[0085] Em seguida o granulado obtido e a polihalita foram armazenadas sob condições ambientais e, após 1 dia, 7 dias ou 14 dias, determinaram-se resistência à ruptura e fricção. Os resultados estão mostrados na Tabela 1. Tabela 1: Compressão sem adição de água sem tratamento posterior v [e | [3% 2N sm 2 sm] 20 | arara e Exemplos 6 a 9 e exemplo de comparação V2:

[0086] Cloreto de potássio 1 e polihalita foram processados para formar um granulado na razão de massa indicada na Tabela 2 de acordo com a prescrição indicada para os exemplos 1 a 5, com a diferença de que, antes da classificação, o produto triturado foi misturado em um recipiente misturador com mistura manual com 2 partes em peso de água por 100 partes em peso de granulado (tratamento posterior).

[0087] Em seguida o granulado obtido foi armazenado sob condições ambientais e, após 1 tia, 7 dias ou 14 dias, determinaram-se resistência à ruptura e fricção. Os resultados estão mostrados na Tabela 2. Tabela 2: Compressão sem adição de água com tratamento posterior (2% em peso de H2O)

[vz] [o [sm es] ns [ne [sm [nn] [6 | 75 | 25 | 63% | 22N| 64% [20N| 56% | 210 | 7 8 | so | 50 | 65% | 2n | 8% [asnf no | no | [Bs [5 [6% [an 6% [asn no [no | Exemplos 10 a 12 e exemplo de comparação V3:

[0088] Cloreto de potássio 1 e polihalita foram colocados em misturador intensivo à razão em massa indicada na Tabela 3 juntamente com 1 parte em peso de água, em relação a 100 partes empeso de mistura de tais e misturados por 1 min. A mistura foi entregue à prensa de laboratório com uma taxa e entrega de 0,5 a 2 kg/min e triturados e classificados imediatamente em seguida.

[0089] Em seguida o granulado obtido foi armazenado sob condições ambientais e, após 1 dia, 7 dias ou 14 dias, determinaram-se resistência à ruptura e fricção. Os resultados estão mostrados na Tabela

3. Tabela 3: Compressão com adição de água (1% de H2O) sem tratamento posterior água [a om | o am Ts | som Tas | em Ties i re De sm | son | 1a [aan | 15% [asn Exemplos 13 a 15:

[0090] Cloreto de potássio 1 e polihalita foram processados para formar granulado de acordo com a prescrição indicada para os exemplos 10 a 12, na razão em massa indicada na Tabela 4, com a diferença de que, antes da classificação, o produto triturado foi misturado com 1 parte em peso de água por 100 partes em peso de granulado em um recipiente misturador sob misturação manual (tratamento posterior).

[0091] Em seguida o granulado obtido foi armazenado sob condições ambientais e, após 1 dia, 7 dias ou 14 dias, determinaram-se resistência à ruptura e fricção. Os resultados estão mostrados na Tabela

4. Tabela 4: compactação com adição de água (1% de H2O) e com tratamento posterior (1% de H2O) 1% em peso de posterior [se De [sm as 1 jan 12 | 8) Exemplo 16:

[0092] Cloreto de potássio 1 e polihalita foram processados para formar um granulado de acordo com a prescrição indicada para os exemplos 10 a 12, na razão de massa indicada na Tabela 5, com a diferença de que a mistura de sais é foi misturada com 2 partes em peso de água por 100 partes em peso de granulado, antes da compressão.

[0093] Em seguida o granulado obtido foi armazenado sob condições ambientais e, após 1 dia, 7 dias ou 14 dias, determinaram-se resistência à ruptura e fricção. Os resultados estão mostrados na Tabela

5. Tabela 5: Compressão com adição de água (2% de H2O) sem tratamento posterior água Exemplo17:

[0094] Uma mistura de sais, contendo cloreto de potássio 1 e polihalita na razão em massa indicada para os exemplos 1 a 4 e ainda Borax foi processada para formar um granulado de acordo com a prescrição indicada para os exemplos 1 a 4. A quantidade de Borax foi escolhida de tal modo, que o teor de boro elementar foi de 0,5 % em peso, em relação à quantidade total de cloreto de potássio e polihalita.

[0095] Em seguida o granulado obtido foi armazenado sob condições ambientais e, após 1 dia, 7 dias ou 14 dias, determinaram-se resistência à ruptura e fricção. Os resultados estão mostrados na tabela 6 Tabela 6: compactação sem adição de água e sem tratamento posterior 0,5 % em peso de . . . [1 [2 [2% 2x | 2% [sn] 24] sa |

Claims (12)

REIVINDICAÇÕES

1. Processo para produção de granulados de fertilizantes contendo polihalita, caracterizado pelo fato de compreender uma aglomeração por compressão de uma mistura de sais de polihalita em partes finas e cloreto de potássio, em que a razão em massa de polihalita em partes finas para cloreto de potássio em partes finas fica na faixa de 1:5a4:1.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que se acrescenta 0,1 a 3,0% em peso de água à mistura de sais antes da aglomeração por compressão.

3. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a água é misturada com a mistura de sais e a mistura de sais úmida é adicionada à aglomeração por compressão.

4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que pelo menos 80% em peso das partículas da polihalita em partes finas na mistura de sais apresenta um tamanho de partícula na faixa de 0,01 a 2 mm.

5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a polihalita em partes finas é uma polihalita em partes finas que ocorre quando da trituração de uma polihalita reduzida por trabalho de mineiro.

6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que pelo menos 80% em peso das partículas do cloreto de potássio em partes finas na mistura de sais apresentam um tamanho de partícula na faixa de 0,01 a

2.

7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o cloreto de potássio apresenta um teor de potássio de pelo menos 50% em peso, calculado como K2O.

8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a aglomeração por compactação é seguida de um tratamento do granulado recém-produzido com água.

9. Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a quantidade de água usada para o tratamento o tratamento fica na faixa de 0,1 a 3,0% em peso, em relação à massa total do granulado recém-produzido.

10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 9, caracterizado pelo fato de que a quantidade de água usada para o tratamento é escolhida de tal modo, que a quantidade total de água não ligada no granulado tratado fica na faixa de 0,1 a 5% em peso, em relação à quantidade total do granulado recém-produzido.

11. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a produção do granulado (i) compreende uma pré-compactação da mistura de sais por meio de uma prensa de cilindros (ii), seguida de uma trituração das mantas resultantes e (ii) compreende uma classificação do granulado resultante quando da trituração.

12. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o subgrão que resulta quando da classificação é reconduzido para a aglomeração por compressão.