BR112021009934A2 - polihalita compactada e um processo para produção da mesma - Google Patents
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Abstract
POLIHALITA COMPACTADA E UM PROCESSO PARA PRODUÇÃO DA MESMA.
É fornecido neste documento um processo para a compactação de Polihalita, compreendendo: misturar uma alimentação de polialita com um aglutinante inorgânico em um misturador para produzir uma mistura; compactar a referida mistura em um compactador para produzir massas; triturar as referidas massas em um triturador para produzir partículas; e peneirar as referidas partículas em uma peneira para produzir partículas em três tamanhos diferentes: partículas finas superdimensionadas que passam por um segundo processo de trituração e são ajustadas novamente para a referida peneira para peneirar, partículas finas subdimensionadas que são transferidas para o misturador para mistura adicional e partículas granulares de tamanho desejado que são transferidas para uma peneira de polimento para vitrificar e lubrificar.
Description
[001] A presente invenção se refere ao campo de fertilizantes, especificamente à produção de Polihalita compactada.
[002] Para crescer adequadamente, as plantas precisam de nutrientes (nitrogênio, potássio, cálcio, zinco, magnésio, ferro, manganês, etc.) que normalmente podem ser encontrados no solo. Às vezes, os fertilizantes são necessários para atingir o crescimento da planta desejado, pois podem aumentar o crescimento das plantas.
[003] Esse crescimento das plantas é atendido de duas maneiras, sendo a tradicional aditivos que fornecem nutrientes. O segundo modo pelo qual alguns fertilizantes agem é aumentar a eficácia do solo, modificando sua retenção de água e aeração. Os fertilizantes normalmente fornecem, em proporções variáveis, três macronutrientes principais: Nitrogênio (N): crescimento foliar; Fósforo (P): Desenvolvimento de raízes, flores, sementes, frutos; Potássio (K): Forte crescimento do caule, movimento da água nas plantas, promoção da floração e frutificação; três macronutrientes secundários: cálcio (Ca), magnésio (Mg) e enxofre (S); micronutrientes: cobre (Cu), ferro (Fe), manganês (Mn), molibdênio (Mo), zinco (Zn), boro (B) e de importância ocasional existem silício (Si), cobalto (Co) e vanádio (V) em adição a catalisadores minerais raros.
[004] A forma mais confiável e eficaz de fazer a disponibilidade de nutrientes coincidir com as necessidades da planta é controlando sua liberação na solução do solo, usando fertilizantes de liberação lenta ou controlada.
[005] Tanto os fertilizantes de liberação lenta (Slow Release Fertilizers, SRF) quanto os fertilizantes de liberação controlada (Controlled Release Fertilizers, CRF) fornecem nutrientes gradualmente. No entanto, fertilizantes de liberação lenta e fertilizantes de liberação controlada diferem em muitos aspectos: a tecnologia utilizada, o mecanismo de liberação, longevidade, fatores de controle de liberação e muito mais. Fertilizantes sólidos incluem grânulos, prills, cristais e pós. Um fertilizante em prill é um tipo de fertilizante granular que é quase esférico, feito pela solidificação das gotículas em queda livre no ar ou em um meio fluido. A maioria dos fertilizantes de liberação controlada (CRFs) utilizados em viveiros comerciais são fertilizantes em prill que foram revestidos com enxofre ou um polímero. Estes produtos foram desenvolvidos para permitir a liberação lenta de nutrientes na zona da raiz durante o desenvolvimento da cultura.
[006] Polihalita é um mineral de evaporita, um sulfato de potássio hidratado, cálcio e magnésio com fórmula: K2Ca2Mg(SO4)4 2H2O.
[007] A polihalita é usada como um fertilizante uma vez que contém quatro nutrientes importantes e possui baixo teor de cloreto: 48% de SO3 como sulfato 14% de K2O 6% de MgO 17% de CaO
[008] De acordo com algumas modalidades demonstrativas, é fornecido neste documento um processo para a compactação de Polihalita. Compactação da referida mistura em um compactador para produzir massas; trituração das referidas massas em um triturador para produzir partículas; e peneiramento as referidas partículas em uma peneira para produzir partículas diferentes em três tamanhos diferentes: partículas superdimensionadas que passam por um segundo processo de trituração e que retornam para a referida peneira para peneiramento, partículas subdimensionadas que são transferidas para o referido misturador para mistura adicional e partículas granulares de tamanho desejado que são transferidas para um peneira.
[009] De acordo com algumas modalidades, o processo pode ser um processo úmido incluindo a adição de um aglutinante.
[010] De acordo com algumas modalidades, o aglutinante pode ser adicionado ao misturador com a referida alimentação de Polihalita como pasta sólida ou solução.
[011] De acordo com algumas modalidades, o aglutinante pode ser aglutinante inorgânico ou uma mistura de aglutinante inorgânico e orgânico selecionado do grupo que inclui amido, molassa, bentonita, metacaulim, silicato de sódio, lignossulfonatos, cal hidratada, betume, cimento Portland, argila, ácidos (nítrico, clorídrico, fosfórico, sulfúrico), goma de celulose, sacarose, água, silicato de sódio, cimentos, cinzas volantes, silicato de potássio e sódio, MgO, CaO, alganita, geopolímeros, óleos e ceras e similares ou uma combinação dos mesmos.
[012] De acordo com algumas modalidades demonstrativas, o aglutinante é preferencialmente um aglutinante inorgânico, incluindo bentonita, metacaulim, silicato de sódio, lignossulfonatos, cimentos, cinza volante, silicato de potássio e sódio.
[013] De acordo com algumas modalidades, o uso de aglutinantes inorgânicos é preferencial devido à existência de elementos de silicato que são altamente benéficos para a planta.
[014] De acordo com algumas modalidades, o aglutinante é mais preferencialmente uma mistura de componentes orgânicos e inorgânicos
[015] De acordo com algumas modalidades, o processo é um processo seco, em que a referida mistura é aquecida em um aquecedor após ser misturada no referido misturador.
[016] De acordo com algumas modalidades demonstrativas, é fornecido um processo para a compactação da polihalita.
[017] De acordo com algumas modalidades, a compactação pode ser uma compactação úmida ou seca.
[018] De acordo com algumas modalidades, o processo de compactação pode incluir a adição de um aglutinante.
[019] De acordo com algumas modalidades, o aglutinante, conforme referido neste documento, pode incluir, mas não se limitar a, qualquer material ou composto adequado que possa reter ou extrair mecanicamente e/ou quimicamente outros materiais para formar um todo coeso, incluindo, por exemplo, uma mistura de aglutinantes orgânicos ou inorgânicos, como amido, bentonita, silicato de sódio, lignossulfonatos, molassa, cal hidratada, betume, cimento Portland, argila, ácidos (nítrico, clorídrico, fosfórico, sulfúrico), goma de celulose, sacarose, água, silicato de sódio, cimentos, cinzas volantes, silicato de potássio e sódio, MgO, CaO, metacaulim, Geopolímeros, óleos e ceras e semelhantes, ou uma combinação dos mesmos.
[020] De acordo com algumas modalidades demonstrativas, o aglutinante é preferencialmente um aglutinante inorgânico ou uma mistura de aglutinantes inorgânicos e orgânicos, incluindo bentonita, metacaulim, silicato de sódio, lignossulfonatos, cimentos, cinza volante, silicato de potássio e sódio.
[021] De acordo com algumas modalidades, o uso de aglutinantes inorgânicos é preferencial devido à existência de elementos de silicato que são altamente benéficos para a planta.
[022] De acordo com algumas modalidades, o aglutinante é mais preferencialmente uma mistura de componentes orgânicos e inorgânicos.
[023] De acordo com algumas modalidades demonstrativas, o aglutinante pode ser adicionado em uma concentração que varia entre 0,5 - 20% p/p,
[024] De acordo com algumas modalidades demonstrativas, a adição de um aglutinante ao processo melhora o processo de compactação, aumenta a resistência dos grânulos resultantes (também referidos neste documento como flocos) e diminui a abrasão do produto final, por exemplo, quando o produto final resultante for transportado). De acordo com algumas modalidades, o produto resultante pode ter um baixo nível de abrasão.
[025] De acordo com algumas modalidades, quando a compactação for uma compactação úmida, além do aglutinante, também pode ser adicionada água.
[026] De acordo com algumas modalidades, a compactação pode ser realizada a altas temperaturas de alimentação.
[027] De acordo com algumas modalidades demonstrativas, o processo de compactação a seco pode incluir as seguintes etapas:
[028] Misturar Polihalita, opcionalmente com um aglutinante orgânico ou inorgânico como goma guar, polímeros ácidos de geopolímeros ou aditivos básicos e outros aditivos também podem ser adicionados nesta etapa;
[029] A mistura pode ser aquecida até uma temperatura entre 20-170°C, preferencialmente 160°C.
[030] Alimentar a mistura em um compactador para fornecer flocos compactados;
[031] Triturar os flocos;
[032] Peneirar os flocos triturados; e
[033] De acordo com algumas modalidades, após peneirar, há três tipos de resultados:
1. Flocos de tamanho desejado - entre 9 - 33 mm de espessura, S.G. entre 1,9 a 2,2,8 g/cm 3. De acordo com algumas modalidades, o tamanho desejado dos flocos (também aqui referidos como "partículas" ou "grânulos") está entre 1-6 mm, mais preferencialmente, entre 1,4-4,75 mm.
2. Flocos superdimensionados (OS) - retornam ao estágio de trituração, por exemplo, entre 4-20-40% p/p do total de flocos resultantes.
3. Flocos subdimensionados (US) - retornam à mistura para compactação, por exemplo, entre 10 e 70% p/p do total de flocos resultantes.
[034] De acordo com algumas modalidades, no processo seco, opcionalmente, um aglutinante pode ser adicionado em uma concentração entre 0,01-7% p/p, preferencialmente entre 1-5% p/p, mais preferencialmente entre 2-4% p/p.
[035] De acordo com algumas modalidades, umedecimento e secagem podem ser feitos para aplainar a superfície do produto, por exemplo, 3% de adição de água e secagem a 150 graus.
[036] De acordo com algumas modalidades, óleo pode ser adicionado aos grânulos resultantes, por exemplo, para melhorar a reologia do produto e diminuir a formação de pó. Por exemplo, em uma quantidade entre 3000-5000 ppm, preferencialmente 3000 ppm. De acordo com algumas modalidades, qualquer óleo adequado pode ser usado, incluindo, por exemplo, óleo mineral ou similar, cera de parafina bruta ou similar, parafina ou similar ou mistura destes
[037] De acordo com algumas modalidades demonstrativas, o processo pode incluir condições únicas para permitir a compactação eficaz de Polihalita, incluindo altas temperaturas que variam de 20 a 170°C, preferencialmente 160°C e condições de força elevada que variam de 45 a 100 kN/cm, preferencialmente 55 kN/cm e espessura de floco entre 9mm a 33 mm.
[038] De acordo com algumas modalidades, o tamanho desejado dos grânulos tem entre 1-6 mm, mais preferencialmente entre 1,4-4,75 mm.
[039] De acordo com algumas modalidades demonstrativas, a presente invenção permite a compactação eficaz da Polihalita, que é difícil de compactar sob condições normais devido à dificuldade em obter a deformação das partículas de Polihalita.
[040] De acordo com algumas modalidades, a adição de Potassa, compostos de fosfato ou similares à Polihalita e as condições únicas descritas neste documento permitem superar as dificuldades de compactação da Polihalita e a fornecer efetivamente grânulos compactados com adição de compostos de fosfato, Nitrato de Potássio ou Sulfato de Potássio. De acordo com algumas modalidades demonstrativas, Nitrato de Potássio será adicionado à Polihalita e as condições únicas descritas neste documento permitem superar as dificuldades de compactação de Polihalita e fornecer efetivamente grânulos compactados de Polihalita, opcionalmente com compostos adicionais como Potassa, compostos de fosfato ou nitrato de potássio ou sulfato de potássio, opcionalmente com a adição de um aglutinante.
[041] De acordo com algumas modalidades, o processo pode incluir compactação úmida, em que o processo é realizado em uma temperatura que varia de temperatura ambiente (~20°C) a 100°C
[042] De acordo com essas modalidades, na compactação úmida, o processo inclui as seguintes etapas:
[043] Misturar Polihalita, opcionalmente com um aglutinante ou um uma suspensão, sólido ou solução de aglutinantes, em temperatura ambiente;
[044] Alimentar a mistura em um compactador para fornecer flocos compactados úmidos;
[045] Triturar os flocos;
[046] Peneirar os flocos triturados; e
[047] De acordo com algumas modalidades, após peneirar, há três tipos de resultados:
1. Flocos de tamanho desejado - de 9 a 33 mm de espessura, S.G. entre 1,9 a 2,8 g/cm3
2. Flocos superdimensionados (OS) - retornam à etapa de trituração, por exemplo, entre 20-40% do rendimento.
3. Flocos subdimensionados (US) - retornam à mistura para compactação
[048] De acordo com essas modalidades, o processo de compactação úmida inclui o aquecimento dos grânulos de tamanho desejado para evaporar quaisquer resíduos de água dos grânulos, resultando em grânulos secos. De acordo com algumas modalidades, os grânulos são aquecidos até uma temperatura entre 100-
160°C, preferencialmente 160°C.
[049] De acordo com algumas modalidades, a suspensão de aglutinante pode incluir um aglutinante que é imerso em água, em que o aglutinante no processo úmido é preferencialmente cinza volante, óxido de cálcio e/ou hidróxido de cálcio.
[050] De acordo com algumas modalidades, podem ser adicionados aditivos aos flocos resultantes, incluindo, por exemplo, nutrientes, minerais, materiais de revestimento, compostos de liberação sustentada e similares.
[051] De acordo com algumas modalidades, os nutrientes podem incluir: Nitrogênio (N): crescimento foliar; Fósforo (P): Desenvolvimento de raízes, flores, sementes, frutos; Potássio (K): Forte crescimento do caule, movimento da água nas plantas, promoção da floração e frutificação; três macronutrientes secundários: cálcio (Ca), magnésio (Mg) e enxofre (S); micronutrientes: cobre (Cu), ferro (Fe), manganês (Mn), molibdênio (Mo), zinco (Zn), boro (B) e de importância ocasional existem silício (Si), cobalto (Co) e vanádio (V) em adição a catalisadores minerais raros.
[052] De acordo com algumas modalidades, a mistura da presente invenção também pode incluir fertilizante adicional além de Polihalita.
[053] De acordo com algumas modalidades demonstrativas, o termo "fertilizante" pode incluir qualquer material de origem natural ou sintética que é aplicado aos solos ou tecidos vegetais para fornecer um ou mais nutrientes vegetais essenciais para o crescimento das plantas, incluindo, por exemplo, fertilizantes com um nutriente único ("simples"), como nitrato de amônio, ureia, nitrato de cálcio e amônio, superfosfato, "superfosfato simples" (SSP), fosfogesso, Superfosfato triplo (TSP) ou uma mistura destes; Fertilizantes de multinutrientes, como fertilizantes binários (NP, NK, PK), por exemplo, fosfato de monoamônio (MAP) e/ou fosfato de diamônio (DAP), fertilizantes NPK que são fertilizantes de três componentes que fornecem nitrogênio, fósforo e potássio; fertilizantes que incluem uma ou mais das principais fontes de micronutrientes de ferro, manganês, boro, molibdênio, zinco e cobre e similares; Fertilizantes compostos, por exemplo, que contêm N, P e K; Fertilizantes orgânicos, como turfa, resíduos de animais, resíduos de plantas da agricultura e lodo de esgoto; e/ou outros elementos como cálcio, magnésio e enxofre.
[054] De acordo com algumas modalidades, o fertilizante inclui, preferencialmente, um ou mais fertilizantes nitrogenados, tais como amônia, nitrato de amônio anidro, ureia e nitrato de sódio; fertilizantes fosfatados; fertilizantes de potássio, tais como potassa, cloreto de potássio, sulfato de potássio, carbonato de potássio ou nitrato de potássio.
[055] De acordo com algumas modalidades, o fertilizante é preferencialmente sulfato de amônio.
[056] De acordo com algumas modalidades demonstrativas, a peneiração é feita usando uma peneira com uma abertura com um diâmetro entre 1,4-4,5 mm, preferencialmente entre 2-4 mm, mais preferencialmente 3,4 mm.
[057] De acordo com algumas modalidades, a mistura é realizada em um liquidificador de lâminas e/ou em qualquer outro dispositivo adequado capaz de ter uma velocidade de rotação que cria um movimento de turbilhão para uma homogeneização perfeita e uma alta precisão de mistura, por exemplo, um Misturador Ploughshare®.
[058] De acordo com algumas modalidades, os flocos/grânulos resultantes podem ser vítreos e revestidos ainda com um revestimento adequado. Por exemplo, os revestimentos podem incluir revestimentos biodegradáveis, revestimentos de liberação sustentada, revestimentos de liberação controlada, revestimentos oleosos, revestimentos de cera.
[059] A Polihalita resultante pode incluir as seguintes propriedades detalhadas na tabela 1.; Propriedades Químicas Concentração Enxofre (SO3) 48% Potássio (K2O) 14% Magnésio (MgO) 6% Cálcio (CaO) 17% H2O 0,1% Tabela 1 Propriedades Físicas
Densidade Aparente 1,34 T/m 3 Tabela 2
[060] De acordo com algumas modalidades demonstrativas, é fornecido aqui neste documento um processo para a compactação de Polihalita compreendendo: misturar uma alimentação de polihalita com um aglutinante inorgânico em um misturador para produzir uma mistura; compactar a referida mistura em um compactador para produzir massas; triturar as referidas massas em um triturador para produzir partículas; e peneirar as referidas partículas em uma peneira para produzir partículas diferentes em três tamanhos diferentes: partículas finas superdimensionadas que passam por um segundo processo de trituração e são ajustadas novamente para a referida peneira para peneirar, partículas finas subdimensionadas que são transferidas para o misturador para mistura adicional e partículas granulares de tamanho desejado que são transferidas para uma peneira de polimento para vitrificar e lubrificar.
[061] De acordo com algumas modalidades, o processo pode ser um processo úmido incluindo a adição de um aglutinante.
[062] De acordo com algumas modalidades, o aglutinante pode ser adicionado ao misturador com a alimentação de polihalita.
[063] De acordo com algumas modalidades, o aglutinante pode ser selecionado do grupo que inclui bentonita, silicato de sódio, lignossulfonatos, cal hidratada, betume, cimento Portland, argila, ácidos (nítrico, clorídrico, fosfórico, sulfúrico), água, vidro de água, cimentos, cinzas volantes, silicato de potássio e sódio, MgO, CaO, geopolímeros e similares ou uma combinação dos mesmos.
[064] De acordo com algumas modalidades, o aglutinante pode ser 2% CaO + 5% Na2SiO3.
[065] De acordo com algumas modalidades, o aglutinante pode ser lignossulfonato de Mg, por exemplo, em uma concentração entre 2% -5%.
[066] De acordo com algumas modalidades, o processo pode ser um processo seco, em que a referida mistura é aquecida em um aquecedor após ser misturada no referido misturador.
[067] De acordo com algumas modalidades, o processo pode incluir a adição de um aglutinante orgânico ao aglutinante inorgânico para criar uma mistura de aglutinante orgânico-inorgânico.
[068] De acordo com algumas modalidades demonstrativas, é fornecido neste documento um grânulo compactado de Polihalita, compreendendo um aglutinante inorgânico.
[069] De acordo com algumas modalidades, o grânulo compreende uma espessura de 9 a 33 mm e uma gravidade específica (S.G.) entre 1,9 a 2,8 g/cm 3 .
[070] De acordo com algumas modalidades, o grânulo tem entre 1-6 mm, mais preferencialmente entre 1,4-4,75 mm.
[071] De acordo com algumas modalidades, o grânulo compreende uma força única entre 0,8 kgForça/grânulo a 3,5 kgForça/grânulo, preferencialmente entre 0,9 kgForça/grânulo a 3,3 kgForça/grânulo, mais preferencialmente entre 1,9 kgForça/grânulo a 2,0 kgForça/grânulo.
[072] De acordo com algumas modalidades, o aglutinante pode ser selecionado do grupo que inclui bentonita, silicato de sódio, lignossulfonatos, cal hidratada, betume, cimento Portland, argila, ácidos (nítrico, clorídrico, fosfórico, sulfúrico), água, vidro de água, cimentos, cinzas volantes, silicato de potássio e sódio, MgO, CaO, geopolímeros e similares ou uma combinação dos mesmos.
[073] De acordo com algumas modalidades, o aglutinante pode ser 2% CaO + 5% Na2SiO3.
[074] De acordo com algumas modalidades, o aglutinante pode ser lignossulfonato de Mg, por exemplo, em uma concentração entre 2% -5%.
[075] De acordo com algumas modalidades, o aglutinante pode ainda ser um aglutinante orgânico, adicionado ao aglutinante inorgânico para criar uma mistura de aglutinante orgânico-inorgânico.
[076] Agora é feita referência à Figura 1, que representa um processo úmido 1 para a compactação de Polihalita, de acordo com algumas modalidades demonstrativas descritas neste documento.
[077] Conforme mostrado na Fig. 1, o processo úmido 100 pode incluir uma etapa de preparação de aglutinante 108.
[078] De acordo com algumas modalidades, a etapa de preparação 108 pode incluir as seguintes etapas: aquecer, misturar, triturar, ativar, dissolver e curar o aglutinante.
[079] A etapa 106 representa a adição do aglutinante a um pré-misturador 110, no qual o pré-misturador 110 economiza a composição homogênea da mistura de aglutinante.
[080] De acordo com algumas modalidades, o aglutinante é, então, adicionado a um misturador 112 ao qual uma alimentação de Polihalita 102 é opcionalmente adicionada, juntamente com uma alimentação de microelementos
104. De acordo com algumas modalidades, no misturador 112, a Polihalita, microelementos e aglutinante são homogeneamente misturados para criar uma mistura úmida de Polihalita ("mistura").
[081] De acordo com algumas modalidades, a mistura pode, então, ser transferida para um compactador 114 para ser compactada. O compactador pode operar nas seguintes condições: altas ou baixas temperaturas variando de 20 a 100°C e condições de força elevada variando de 45 a 100 kN/cm, preferencialmente 55 kN/cm e espessura de floco entre 9 mm a 33 mm.
[082] De acordo com algumas modalidades, a mistura deixa o compactador 114 como massas compactadas que são, então, transferidas para um triturador 116 e as massas são, então, trituradas em partículas mais finas em um tamanho variando de 0, 1 mm a 33 mm.
[083] De acordo com algumas modalidades, as partículas podem ser submetidas a peneiramento primário em uma peneira 118 com múltiplas placas entre 1 mm a 6 mm, preferencialmente, 1,44 a 4,75 mm.
[084] De acordo com algumas modalidades demonstrativas, a partir da peneira 118 podem ser produzidas partículas em 3 intervalos de tamanho diferentes:
1. Partículas superdimensionadas 138 (também referidas aqui neste documento como "OS") com um diâmetro superior a 6 mm.
2. Partículas subdimensionadas 134 (também referidas aqui neste documento como "OS") com um diâmetro inferior a 1 mm.
3. Partículas de tamanho desejado com um diâmetro entre 1 e 6 mm
[085] De acordo com algumas modalidades, as partículas de tamanho abaixo do normal 134 e/ou qualquer pó que possa se formar ao passar pela peneira 118 podem ser granulados separadamente e/ou introduzidos de volta ao processo, por exemplo, ao misturador 112 para ser misturado novamente com a mistura. O intervalo das partículas subdimensionadas 134 e/ou qualquer pó que possa se formar ao passar pela peneira 118 pode ser entre 0,1 e 1 mm.
[086] As partículas superdimensionadas 138 podem ser submetidas a pelo menos um procedimento de trituração para serem trituradas no tamanho desejado.
[087] Por exemplo, OS 138 podem ser transferidas para o triturador 120 e ser submetidas a um peneiramento secundário na peneira 122. Quaisquer partículas com um tamanho desejado que varia entre 0, 1 mm a 6 mm que pode resultar da peneira 122 podem ser adicionadas de volta à peneira 118.
[088] As partículas superdimensionadas 142 que resultam da peneira 122 podem sofrer trituração adicional no triturador 124, em que as partículas produzidas pelo triturador 124 são adicionadas de volta à peneira 118 para processamento adicional.
[089] De acordo com algumas modalidades, as diferenças entre o triturador 120 e 124 pode ser moinho de martelo ou outro tipos de triturador.
[090] De acordo com algumas modalidades, as partículas do tamanho desejado que saem da peneira 118 podem passar por um processo de secagem para secar qualquer umidade residual das partículas e produzir partículas secas.
[091] As partículas secas são então transferidas para uma peneira de polimento 128 para serem submetidas a um processo de peneiramento mais fino adicional de 1 mm a 6 mm, preferencialmente de 1,4 mm a 4,75 mm. De acordo com algumas modalidades demonstrativas, a peneira de polimento 128 pode produzir partículas em 3 intervalos de tamanho diferentes:
1. Partículas superdimensionadas 140 (também referidas aqui neste documento como "OS") com um diâmetro superior a 6 mm;
2. Partículas subdimensionadas 136 (também referidas neste documento como "US") com um diâmetro inferior a 1 mm;
3. Partículas finais com um diâmetro de 1 a 6 mm, preferencialmente 1,4- 4,75 mm.
[092] De acordo com algumas modalidades demonstrativas, as partículas subdimensionadas 136 pode ser transferidas de volta para o misturador 112 para que sejam misturadas novamente com a mistura.
[093] As partículas superdimensionadas 140 podem passar por um procedimento de trituração para serem trituradas no tamanho desejado.
[094] Por exemplo, OS 140 podem ser submetidas a trituração no triturador 124, em que as partículas produzidas no triturador 124 são adicionadas de volta à peneira 118 para processamento adicional.
[095] De acordo com algumas modalidades, as partículas finais produzidas pela peneira de polimento 128 podem passar por um processo de vitrificação no vitrificador 130.
[096] De acordo com algumas modalidades, o sistema de vitrificação pode impedir a abrasão e a poluição por pó durante o transporte. O vitrificador 130 pode incluir um tambor rotativo, uma lata de secagem, vários tipos de secadores, por exemplo, secador de leito fluidizado ou outros
[097] A produção do vitrificador 130 deve ser embalada como o produto final
132.
[098] É feita agora referência à Figura 2, que representa um processo seco 2 para a compactação de Polihalita.
[099] Conforme mostrado na Fig. 2, o processo seco 200 pode incluir uma alimentação de Polihalita 202 que é opcionalmente adicionada, juntamente com uma alimentação de microelementos 204 a um misturador 206.
[100] De acordo com algumas modalidades, no misturador 206 a Polihalita é homogeneamente misturada para criar uma mistura seca de Polihalita/aditivos ("mistura seca").
[101] De acordo com algumas modalidades, a mistura seca pode então ser transferida para um Aquecedor 208 para aquecer o material para o processo de compactação entre 100 a 170 graus, preferencialmente 160 graus.
[102] De acordo com algumas modalidades, a mistura seca aquecida pode então ser transferida para um compactador 210 para sofrer compactação e produzir massas compactadas. De acordo com algumas modalidades, os parâmetros de compactação podem incluir altas temperaturas variando de 20 a 170°C, preferencialmente 160°C e condições de alta força variando de 45 a 100 kN/cm, preferencialmente 55 kN/cm e espessura de floco entre 14 mm a 37 mm.
[103] De acordo com algumas modalidades, as massas compactadas são então transferidas para um triturador 212 e as massas são então trituradas em partículas mais finas.
[104] De acordo com algumas modalidades, as partículas podem ser submetidas a peneiramento primário em uma peneira 214 com múltiplas plataformas entre 1 mm a 6 mm, preferencialmente, 1,4-4,75.
[105] De acordo com algumas modalidades demonstrativas, a peneira 214 pode produzir partículas em 3 intervalos de tamanho diferentes:
1. Partículas superdimensionadas 232 (também referidas aqui neste documento como "OS") com um diâmetro superior a 6 mm.
2. Partículas subdimensionadas 228 (também referidas aqui neste documento como "US") com um diâmetro inferior a 1 mm.
3. Partículas do tamanho desejado com um diâmetro entre 1 a 6 mm.
[106] De acordo com algumas modalidades, as partículas subdimensionadas 228 e/ou qualquer pó que possa se formar ao passar pela peneira 214 pode ser granulada separadamente e/ou introduzida de volta ao processo, por exemplo, ao misturador 206 ou aquecedor 208. O intervalo das partículas subdimensionadas 228 e/ou qualquer pó que possa se formar ao passar pela peneira 214 pode estar entre 0,1 e 1 mm.
[107] De acordo com algumas modalidades demonstrativas, as partículas subdimensionadas 228 podem ser transferidas de volta ao aquecedor 208.
[108] As partículas superdimensionadas 232 podem ser submetidas a pelo menos um procedimento de trituração para serem trituradas no tamanho desejado.
[109] Por exemplo, OS 232 podem ser transferidas para o triturador 222 e ser submetidas a um peneiramento secundário na peneira 224. Quaisquer partículas com um tamanho desejado variando entre 1 a 6 mm, preferencialmente 1,4 mm a 4,7 mm, que podem resultar da peneira 224 podem ser adicionadas de volta à peneira 214.
[110] As partículas superdimensionadas 236 que resultam da peneira 224 podem ser submetidas a trituração adicional no triturador 226, em que as partículas produzidas no triturador 226 são adicionadas de volta à peneira 214 para processamento adicional.
[111] De acordo com algumas modalidades, as diferenças entre o triturador 222 e 226 podem ser o tipo de triturador e os parâmetros operacionais.
[112] De acordo com algumas modalidades, as partículas dimensionadas desejadas que deixam o peneirador 214 podem passar por um peneirador de polimento 216 para passar por um processo de peneiramento adicional, mais fino. 1 a 6 mm, preferencialmente 1,4 mm a 4,7 mm.
[113] De acordo com algumas modalidades demonstrativas, a partir do peneirador de polimento 216 pode haver partículas produzidas em 3 intervalos de tamanho diferentes:
1. Partículas superdimensionadas 234 (também referidas aqui neste documento como "OS") com um diâmetro de tamanho superior a 6 mm.
2. Partículas subdimensionadas 230 (também referidas aqui neste documento como "US") com um diâmetro inferior a 1 mm.
3. Partículas finais com um diâmetro de 1-6 mm, preferencialmente, entre 1,4-4,7 mm.
[114] De acordo com algumas modalidades demonstrativas, as partículas subdimensionadas 230 podem ser transferidas de volta ao aquecedor 208.
[115] As partículas superdimensionadas 234 podem passar por um procedimento de trituração para serem trituradas no tamanho desejado.
[116] Por exemplo, OS 234 podem ser submetidas a trituração no triturador 226, em que as partículas produzidas no triturador 226 são adicionadas de volta à peneira 214 para processamento adicional.
[117] De acordo com algumas modalidades, as partículas finais produzidas pela peneira de polimento 216 podem passar por um processo de vitrificação no vitrificador 218. De acordo com algumas modalidades, o sistema de vitrificação pode impedir a abrasão e a poluição por pó durante o transporte. O vitrificador 218 pode incluir um tambor rotativo e um secador, podem ser usados vários tipos de secadores, por exemplo, secador de leito fluidizado, secador rotativo ou outros.
[118] O resultado do vitrificador 218 deve ser embalado como o produto final
220.
EXEMPLOS Exemplo 1 As seguintes condições foram definidas: Aglutinante de material de 1. Polihalita padrão alimentação 2. 2% CaO+5% Na2SiO3 Equipamentos Unidades Valor/Descrição Temperatura de °C 160-170 Alimentação Taxa de Alimentação ton/h 40
Potência do motor kW 710 Largura do Rolo mm 800 Velocidade do Rolo [RPM] 18 Velocidade linear [m/s] 0,94 Diâmetro do Rolo [cm] 1000 Peso específico do floco g/cm3 >2,263 Razão de Pressão 0,9 Intervalo sem carga [mm] 16 Intervalo de Trabalho [mm] 20 Força [kN/cm) 44 Força específica [kN/(cm.mm) 2,6-3,1
Velocidade do Parafuso rpm 93-96 Razão de Reciclagem Alta (preferencialmente estimada com base no tamanho dos flocos) 1ª Velocidade do Triturador rpm 473-1500 2ª Velocidade do Triturador rpm 473-1599
Sistema coletor de pó Filtro/ciclone
Especificação do produto resultante
Granulometria 1.4-4,7 mm % H2O 0,1% Resistência Única 2 kg Força/grânulo Pó após abrasão (%) 4 Exemplo 2 As seguintes condições foram definidas: Material de alimentação 1. Polihalita padrão Aglutinante 2. 2% CaO+5%Na2SiO3
Equipamentos Unidades Valor/Descrição Temperatura de Alimentação °C 160-170 Potência do motor kW 710 Largura do Rolo mm 14 Velocidade do Rolo [RPM] 6 Diâmetro do Rolo 600 Peso específico do floco g/cm3 >2,263 Intervalo sem carga [mm] 2 Intervalo de Trabalho [mm] 14 Força [kN/cm) 55-60 Força específica [kN/(cm.mm) 2,6-3,1 Razão de Reciclagem 60 1ª Velocidade do Triturador rpm 1000 2ª Velocidade do Triturador rpm 700 Especificação do produto resultante Granulometria 1,4-4,7 mm % H2O 0,1% Resistência Única 2 kg Força/grânulo Pó após abrasão (%) 4 Exemplo 3 Aglutinante de Material de 1. Polihalita padrão alimentação 2. 5% Lignossulfonato de Mg
3. 1% Água Equipamentos Unidades Valor/Descrição Temperatura de Alimentação °C 12-19 Potência do motor kW 710 Largura do Rolo mm 14 Velocidade do Rolo [RPM] 6 Diâmetro do Rolo [cm] 600 Peso específico do floco g/cm3 >2,263 Intervalo sem carga [mm] 2
Intervalo de Trabalho [mm] 14 Força [kN/cm) 55-60 Força específica [kN/(cm.mm) 2,6-3,1 Razão de Reciclagem 80 1ª Velocidade do Triturador rpm 1000 2ª Velocidade do Triturador rpm 700 Granulometria 1,4-4,7 mm Resistência Única 1,9 kg Força/grânulo Pó após abrasão (%) 19,9 Exemplo 4 Aglutinante de 1. Polihalita padrão material de 2. Lignossulfonato de Na 2% Líquido alimentação + Sólido
3. Água 1,5% Equipamentos Unidades Valor/Descrição Temperatura de °C 12-19 Alimentação Taxa de Alimentação ton/h 15 Peso específico do g/cm3 >2,263 floco Intervalo de Trabalho [mm] 11 Força específica [kN/(cm.mm) 2,6-3,1 Granulometria 1,4-4,7 mm % H2O 1-0,8% Resistência Única 0,9 kg Força/grânulo Força única após secagem 3,3 kg Força/grânulo
[119] Embora esta invenção seja descrita em termos de alguns exemplos específicos, muitas modificações e variações são possíveis. Portanto, é compreendido que, no escopo das reivindicações anexas, a invenção pode ser executada de outra forma que não como especificamente descrita neste documento.
Claims (13)
1. Processo para a compactação de Polihalita, caracterizado pelo fato de que compreende: misturar uma alimentação de polihalita com um aglutinante inorgânico em um misturador para produzir uma mistura; compactar a referida mistura em um compactador para produzir massas; triturar as referidas massas em um triturador para produzir partículas; e peneirar as referidas partículas em uma peneira para produzir partículas em três tamanhos diferentes: partículas finas superdimensionadas que passam por um segundo processo de trituração e são ajustadas novamente para a referida peneira para peneirar, partículas finas subdimensionadas que são transferidas para o referido misturador para mistura e compactação adicionais e partículas finas de tamanho desejado que são transferidas para uma peneira de polimento para vitrificar e lubrificar.
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido processo é um processo úmido que inclui a adição de um aglutinante.
3. Processo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o referido aglutinante é adicionado ao misturador com a referida alimentação de polihalita.
4. Processo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o referido aglutinante é selecionado do grupo que inclui bentonita, silicato de sódio, lignossulfonatos, cal hidratada, betume, cimento Portland, argila, ácidos (nítrico, clorídrico, fosfórico, sulfúrico), água, vidro de água, cimentos, Cinzas volantes, silicato de potássio e sódio, MgO, CaO, geopolímeros e similares ou uma combinação dos mesmos.
5. Processo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o referido aglutinante é 2%CaO + 5% Na2SiO3.
6. Processo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o referido aglutinante é Lignossulfonato de Mg.
7. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido processo é um processo seco em que a referida mistura é aquecida em um aquecedor após ser misturada no referido misturador.
8. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda adicionar um aglutinante orgânico ao aglutinante inorgânico para criar uma mistura de aglutinante orgânico inorgânico.
9. Grânulo compactado de Polihalita, caracterizado pelo fato de que compreende um aglutinante inorgânico, em que o referido grânulo compreende uma espessura de 9 a 33 mm e uma gravidade específica (S.G.) entre 1,9 a 2,8 g/cm 3 , um tamanho de 1,4-4,75 mm e uma força única entre 0,9 kg Força/grânulo a 3,3 kg Força/grânulo.
10. Grânulo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o referido aglutinante é selecionado do grupo que inclui bentonita, silicato de sódio, lignossulfonatos, cal hidratada, betume, cimento Portland, argila, ácidos (nítrico, clorídrico, fosfórico, sulfúrico), água, vidro de água, cimentos, Cinzas volantes, silicato de potássio e sódio, MgO, CaO, geopolímeros e similares ou uma combinação dos mesmos.
11. Grânulo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o referido aglutinante é 2% CaO + 5% Na2SiO3.
12. Grânulo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o referido aglutinante é Lignossulfonato de Mg, em uma concentração entre 2%-5%.
13. Grânulo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o referido aglutinante compreende ainda um aglutinante orgânico, adicionado ao aglutinante inorgânico para criar uma mistura de aglutinante orgânico- inorgânico.
Petição 870210046272, de 21/05/2021, pág. 33/35 Microelementos Produto
Peneira Triturador Triturador Secundária Alimentação de POLI Vitrificação
Peneiras 1/2
Adição de Pré- Triturador de Misturador Compactador Peneira aglutinante Secagem Misturador Primária Polimento
Preparação de aglutinante
Microelementos
Petição 870210046272, de 21/05/2021, pág. 34/35 Produto
Peneira Triturador Triturador Secundária Alimentação de POLI Vitrificação
Peneira Peneiras Aquecedor Compactador 2/2
Triturador Primária de Misturador Polimento
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