ES2242703T3 - Granulacion de abonos con adicion de coadyuvantes de la granulacion. - Google Patents
Granulacion de abonos con adicion de coadyuvantes de la granulacion.Info
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Abstract
Uso de sales de metal alcalino, metal alcalino- térreo o amonio del ácido cítrico y/o del ácido aspártico, del ácido oxálico, del ácido tartárico, o del ácido glucónico, en cantidades de 0, 1 hasta 5% en masa, referidas a la masa primaria de abono mineral a granular, como coadyuvante para la granulación, en la granulación de kieserita, sulfato de potasio o cloruro de potasio, o mezclas de estos abonos minerales.
Description
Granulación de abonos con adición de coadyuvantes
de la granulación.
La invención se refiere a la granulación de
abonos bajo la adición de coadyuvantes para la granulación.
Los abonos minerales finamente divididos tienden
a generar polvo durante su manipulación, por lo que los usuarios los
desean, con frecuencia, en forma granulada.
Los materiales sólidos finamente divididos se
pueden granular en presencia de un coadyuvante, que puede ser agua o
una solución/suspensión acuosa de un sólido.
Por granulación se debe entender el procedimiento
de compactación, granulación de refuerzo, pelletización y otros
procedimientos relacionados. Como coadyuvantes para la granulación
se pueden utilizar materiales líquidos o sólidos, a través de cuyas
fuerzas de adherencia se produce la cohesión de las partículas. Su
empleo resulta fundamental cuando la granulación de las partículas,
sin coadyuvantes para la granulación, da lugar a un granulado de
estabilidad insuficiente. Coadyuvantes para la granulación conocidos
son, por ejemplo, gelatinas, almidón, sulfonato de lignina, cal y
melaza, que desarrollan, en parte, una acción adhesiva. Los
diferentes materiales influyen sobre las propiedades de los
aglomerados. A estas propiedades pertenecen, entre otras, la
resistencia mecánica (abrasión, dureza), la resistencia
higroscópica, y la tendencia a la formación de polvo.
La invención se refiere, en especial, a la
granulación de kieserita (MgSO_{4}*H_{2}O). MgSO_{4}
representa, bajo la forma de kieserita (sulfato de magnesio
monohidrato) un abono especialmente eficaz, debido a su solubilidad
en agua, para suelos empobrecidos en magnesio, siendo claramente
superior a otros portadores de magnesio en suelos alcalinos (pH >
7). Además del elevado contenido en Mg a disposición de las plantas,
el contenido en azufre adquiere también una gran importancia
adicional para suelos pobres en azufre. La kieserita se obtiene por
el procesamiento de los yacimientos naturales de la sal dura en
forma de un abono cristalino, pobre en polvo y, por lo tanto, con
una aplicación conforme a las normas medioambientales, si bien para
su uso se requiere convertirla, a través de modernos dispositivos de
aplicación, mediante compresión o granulación de refuerzo (por
rodillos) para obtener una forma granulada con un espectro de grano
estrecho, de 2-4 mm, que resulta adecuado, sobre
todo, para la mezcla en mezcladuras a granel. Aun cuando en el
documento DE 31 48 404 se describe la posibilidad de compactar la
kieserita mediante la adición de sulfato o carbonato sódico,
silicatos, boratos y fosfatos de metales alcalinos como coadyuvantes
para la granulación, se dificulta la compresión de la kieserita,
puesto que ésta, bajo las condiciones habituales de escasa
desplazabilidad, no permite conformar plásticamente sus planos de
red cristalina.
El uso de procedimientos de rodillos está
especialmente asociado con la selección de un coadyuvante para la
granulación adecuado. Además, se debe mantener lo más reducido
posible el contenido en humedad del granulado para garantizar un
elevado contenido en MgO hidrosoluble, una rápida maduración del
granulado, y una buena compatibilidad con componentes higroscópicos
en las mezcladuras a granel. Se conoce una serie de patentes
dedicadas a la granulación de kieserita.
En el documento DE 35 41 184 se describe la
granulación de kieserita con materiales fertilizantes insolubles en
agua tales como, por ejemplo, harinas de escoria y/o minerales, lo
que, sin embargo, en las cantidades de aplicación requeridas,
conduce a una considerable reducción del contenido en Mg.
De acuerdo con el documento DE 11 83 058 se
conoce la granulación de kieserita previamente deshidratada casi por
completo por métodos térmicos.
Del mismo modo, el uso de hidratos húmedos de
K_{2}SO_{4}-MgSO_{4}, según el documento DE 21
06 212, así como de langbeinita artificial (K_{2}SO_{4} \cdot
2 MgSO_{4}) para mezclas de sal de
potasa-kieserita, según el documento DE 23 16 701,
tampoco conduce a un granulado conforme con las exigencias actuales
de calidad.
El uso de sulfato de amonio como coadyuvante para
la granulación, según el documento DE 27 48 152, provoca sólo tras
un período prolongado de maduración, una solidificación suficiente
después de la formación de hidratos. Adicionalmente, su período de
aplicación se ve limitado por el contenido más elevado en
nitrógeno.
En el documento DE 36 18 058 se describe el uso
de mono-, di- y polisacáridos.
En el documento DE 37 07 785 se propone el uso de
dihidrógeno-fosfatos,
hidrógeno-fosfatos y fosfatos de sodio, potasio y
amonio, así como de dihidrógeno-fosfato de calcio
hidrosoluble. Las cantidades necesarias para la formación de un
granulado estable, así como para la fijación, por formación de
hidratos, de las cantidades de agua remanentes en el granulado
conducen a una correspondiente disminución del contenido en
materiales de utilidad.
La patente DE 43 03 984 describe el efecto
sinérgico que se produce tras la mezcla de cantidades reducidas de
múltiples coadyuvantes para la granulación anteriormente ensayados.
De este modo, utilizando sacarosas (por ejemplo, melaza como
componente sacarídico), bórax, cloruro, sulfato,
dihidrógeno-fosfato o
hidrógeno-fosfato de amonio, así como almidón, se
obtiene un granulado que se puede desecar hasta una humedad residual
de 0,5 - 2%, y que no exhibe valores incrementados de nitrógeno y
boro. El inconveniente es la elevada absorción de humedad en
presencia de humedades relativas del aire mayores que 60%, que
conduce a un hinchamiento de los granos y, por consiguiente, a una
reducida estabilidad al almacenamiento.
El uso de hidróxidos de metales alcalinos, según
el documento DE 43 03 985, da lugar a un granulado de maduración
lenta, si bien estos coadyuvantes para la granulación básicos
determinan una formación de hidróxido de magnesio insoluble en agua,
lo que causa una disminución adicional del magnesio disponible
inmediatamente para las plantas.
El documento
US-A-5019148 describe granulados
minerales homogéneos, que se fabrican por medio de una reacción de
ácidos y bases. Para ello, se mezclan en un recipiente cilíndrico
giratorio ácidos inorgánicos tales como, por ejemplo, ácido
sulfúrico, ácido fosfórico, o también ácidos orgánicos tales como,
por ejemplo, ácido oxálico, ácido butírico, ácido cítrico, y
materiales básicos tales como, por ejemplo, carbonato de calcio,
óxido de calcio, óxido de magnesio, carbonato de magnesio, o
hidróxidos de metal alcalino y amonio. De esta forma, reaccionan
entre sí los componentes ácidos y básicos. Mediante la rotación
constante de los productos de reacción formados en el recipiente
giratorio, se forman gránulos con diámetros de 0,03 hasta 1
milímetro. Los gránulos formados de esta manera se solidifican,
seguidamente, para generar productos sólidos similares al cemento.
De acuerdo con el estado de la técnica anteriormente mencionado, la
sal a granular se forma por la reacción de ácidos y elementos
básicos. No se requieren coadyuvantes para la granulación en el
sentido de la invención.
Para las exigencias actuales de la técnica de
abonos modernos, la estabilidad de los granulados preparados según
el estado de la técnica no es suficiente: la emisión de humedad en
las mezcladuras a granel, o la absorción de humedad, en caso de
aumento de la humedad ambiental, es excesivamente elevada; el
contenido en magnesio, debido a las adiciones excesivamente altas de
coadyuvantes, o la adición de coadyuvantes que reducen la
solubilidad, es demasiado bajo; o, sencillamente, el coste del
procedimiento de granulación se considera excesivamente alto.
La presente invención tiene, por lo tanto, la
misión de encontrar un coadyuvante para la granulación adecuado, con
el que se pueda obtener un granulado de abono mineral, en particular
un granulado de kieserita sólido, estable desde el punto de vista
higroscópico, y que genere la menor cantidad de polvo posible, con
el que no se reduzca de manera esencial el contenido en magnesio
disponible de inmediato para las plantas. Sorprendentemente, se ha
observado la excelente acción de los formadores de quelatos, es
decir, de reactivos con acción de coordinación o complejante, como
coadyuvantes para la granulación. Se trata, en este sentido, de
compuestos según la reivindicación 1. Especialmente adecuados son
los ácidos dicarboxílicos, ácidos policarboxílicos (ácido oxálico,
ácido malónico, ácido succínico, ácido glutárico, ácido adípico),
ácidos hidroxicarboxílicos (ácido láctico, ácido málico, ácido
tartárico, ácido cítrico), ácidos de frutas (ácido glucónico),
ácidos amidocarboxílicos (ácido aspártico, ácido glutámico), y
polipéptidos (ácido poli-aspártico), que no se
utilizan como ácidos puros, sino en forma de sus sales, en especial
sales de metales alcalinos, de metales
alcalino-térreos o de amonio, o bajo neutralización
con bases alcalinas o alcalino-térreas.
Preferentemente, se emplea ácido cítrico en forma de su sal de metal
alcalino, alcalino-térreo o de amonio. Las sales de
los citados ácidos carboxílicos se pueden agregar de manera
individual o, también, en mezclas.
Estos coadyuvantes para la granulación se pueden
mezclar, en forma sólida, antes de la granulación con los abonos
finamente triturados, agregándose agua adicional durante la
granulación. Del mismo modo, se puede llevar a cabo la disolución
del aglomerante en agua, con posterior adición de la solución al
abono, antes y durante la granulación. La cantidad aplicada de estos
aglomerantes asciende a 0,1-5% en masa, referida al
abono utilizado.
Los coadyuvantes para la granulación según la
invención se pueden utilizar, con éxito, tanto en la granulación de
refuerzo (granulación de rodillos), como en la compactación
(granulación con compresión). El uso de estos coadyuvantes se
refiere, en particular, a la granulación de kieserita y otros abonos
minerales que contienen MgSO_{4}. No obstante, la invención no
está limitada a estos abonos minerales, sino que se puede aplicar,
con el mismo grado de eficacia, en la granulación de otros abonos
minerales conocidos. A modo de ejemplo, se mencionan cloruro de
potasio, sulfato de potasio o, también, mezclas de cloruro de
potasio y kieserita, kieserita y sulfato de potasio.
Los granulados obtenidos se distinguen por las
siguientes propiedades: elevada estabilidad mecánica, reducido
comportamiento en estado pulverulento, y estabilidad higroscópica.
El contenido en magnesio disponible inmediatamente para las plantas
no se ve afectado negativamente.
Los siguientes Ejemplos deberán explicar más
detalladamente la invención.
Ejemplo de realización
1
Los siguientes resultados experimentales se basan
en ensayos de laboratorio y técnicos. Los resultados aparecen en las
Tabla 1 y 2. Los coadyuvantes para la granulación se mezclan, en
forma sólida de grano fino, antes de la granulación de una mezcla
fina del abono, en forma de producto fresco/material de retorno, o
se pulveriza, disuelto en agua, directamente en el platillo de
granulación o en el tambor de granulación. Las cantidades totales de
aplicación de los coadyuvantes para la granulación ascienden a 0,1 -
5% en peso, referidas a la cantidad de producto fresco utilizada del
abono.
Para los diversos ensayos, se utilizaron, en
todos los casos, 800 g de un abono mineral o de una mezcla de abonos
minerales. Cuando la kieserita estuvo granulada, ésta se presentó en
dos calidades predeterminadas: kieserita M =
ESTA-kieserita molida con una granulación d_{50} =
0,04 mm, así como kieserita E = ESTA-kieserita fina,
no molida, con una granulación d_{50} = 0,38 mm, a partir de una
instalación de separación electrostática. Los materiales de partida
se mezclaron con el correspondiente coadyuvante para la granulación
y el líquido de granulación en una mezcladora Lödige durante 3 min
bajo condiciones intensas, y se granularon en un platillo de
laboratorio (diámetro: 40 cm), bajo pulverización con agua o líquido
de granulación.
La determinación de la humedad verde se llevó a
cabo de forma aritmética. Los granulados verdes obtenidos se
secaron, a continuación, en un armario de secado, y se determinaron
los parámetros de calidad. La humedad residual se calculó por la
medición de la pérdida ponderal tras el calentamiento, durante 2
horas a 105ºC, en el armario de secado.
Los valores de abrasión y resistencia a la
presión se determinaron en granulados de la fracción 2,5 - 3,15 mm.
Para la determinación de la abrasión se llevó a cabo el ensayo del
cepillo. La resistencia al reventón se estableció con un dispositivo
Erweka.
Los materiales procedentes de dos silos separados
(kieserita E o kieserita M) se mezclaron, en un granulador de doble
árbol, con un coadyuvante para la granulación preparado en un
recipiente de agitación, y se depositaron en un platillo de
granulación (diámetro: 100 cm). En este lugar tuvo lugar la adición
del líquido de granulación desde un recipiente de agitación
separado. Adicionalmente, se agregó el agua necesaria a través de
una boquilla, lo cual fue necesario para obtener una granulación lo
más constante posible de 2-4 mm. Al contrario que
las restantes corrientes de materiales, ésta no se mantuvo
constante.
Los granulados verdes permanecieron sobre cintas
transportadoras y tambores de maduración no calentados. En una
corriente de trituración y cribado habitual se produjo la separación
de la fracción de granulación media. El producto de retorno
precipitado se alimentó al granulador de doble árbol, a través de un
silo, así como los polvos. Dado que, en la práctica, la producción
en una instalación de ESTA genera kieserita M en forma fría y
kieserita E en caliente, en el ensayo técnico la kieserita E se
calienta en un lecho fluidizado para reproducir los parámetros a
escala
industrial.
industrial.
Se especifican los siguientes parámetros de
instalación sólidos:
\vskip1.000000\baselineskip
| Maduración: | 1ª cinta transportadora | < 1 min |
| 1^{er} tambor de maduración | aprox. 2 min | |
| Cinta de maduración | aprox. 8 min | |
| 2º tambor de maduración | aprox. 20 min |
\vskip1.000000\baselineskip
| Cortes de criba de la circulación de | Granulación superior | 8,5 x 8,5 mm |
| trituración y criba | 7,1 x 7,1 mm | |
| 5,6 x 5,6 mm | ||
| Granulación media | 3,55 x 3,55 mm | |
| 3,15 x 3,15 mm | ||
| Granulación inferior | < 3,15 mm |
\newpage
Ejemplo de realización
1
\vskip1.000000\baselineskip
| Kieserita E = kieserita obtenida a partir de un separador electrostático | |
| Kieserita M = kieserita E molida |
\vskip1.000000\baselineskip
La comparación de las series experimentales según
la invención con el ensayo estándar muestra una mejora importante de
los valores de abrasión, los granulados son más estables. En el
ensayo estándar se utilizó una solución de NaOH al 50%, de acuerdo
con la práctica habitual del estado de la técnica para la
granulación en rodillo de kieserita. Asimismo, se pudo elevar de
manera sustancial la resistencia al reventón mediante el uso de los
coadyuvantes para la granulación según la invención.
Además de estas mejoras de la calidad mecánica
del granulado, y en comparación con el ensayo estándar, a través del
uso del formador de quelatos no se detecta ninguna pérdida del
magnesio inmediatamente disponible para las plantas, debida a la
formación de hidróxido de magnesio insoluble. Las mejoras deseadas
se alcanzan, en particular, con citrato trisódico dihidrato, de
manera que se prefiere este coadyuvante para la granulación.
Se demuestra que con el uso de, por ejemplo,
citrato trisódico dihidrato, se pueden alcanzar granulados de
excelente calidad comparable también en el caso de otros abonos con
múltiples componentes.
Ejemplo de realización
2
La mezcla del correspondiente material de partida
con el coadyuvante para la granulación, en proporciones de 0,1 - 5%
en peso, se llevó a cabo a partir del silo regulado de una prensa de
rodillos. Se comprimió con una presión de 160 bar y aprox. 1,5% de
humedad mediante admisión de vapor. La corriente de retorno
producida se mezcló con el producto fresco y se volvió a alimentar a
la prensa.
La criba de varios pisos utilizada en la
instalación tuvo los siguientes tejidos de criba:
8,5 mm
5,0 mm
3,55 mm
3,15 mm
2,0 mm.
La destacada adecuación de las sales de ácidos
carboxílicos como coadyuvantes para la granulación se observa,
igualmente, en la granulación de compresión de abonos minerales
conocidos.
Claims (4)
1. Uso de sales de metal alcalino, metal
alcalino-térreo o amonio del ácido cítrico y/o del
ácido aspártico, del ácido oxálico, del ácido tartárico, o del ácido
glucónico, en cantidades de 0,1 hasta 5% en masa, referidas a la
masa primaria de abono mineral a granular, como coadyuvante para la
granulación, en la granulación de kieserita, sulfato de potasio o
cloruro de potasio, o mezclas de estos abonos minerales.
2. Uso según la reivindicación 1,
caracterizado porque se utilizan, en especial, sales de metal
alcalino, metal alcalino-térreo o de amonio del
ácido cítrico.
3. Uso según la reivindicación 1,
caracterizado porque se utiliza, preferentemente, citrato
sódico dihidrato.
4. Uso según la reivindicación 1,
caracterizado porque el coadyuvante para la granulación se
utiliza en forma sólida, o, tras su disolución en agua, como
solución antes y/o durante la granulación.
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