WO2020257900A1

WO2020257900A1 - Processo de obtenção de fertilizante granulado a seco à base de fosfogesso

Info

Publication number: WO2020257900A1
Application number: PCT/BR2020/050223
Authority: WO
Inventors: Manoel DUARTE FERREIRA
Original assignee: Sulgesso Indústria E Comércio S.A.
Priority date: 2019-06-27
Filing date: 2020-06-24
Publication date: 2020-12-30
Also published as: BR102019013347A2

Abstract

O presente resumo para invenção descreve um processo de obtenção de fertilizante granulado a seco à base de fosfogesso (sulfato de cálcio di-hidratado), utilizando operações físicas, sem o uso de água ou aglomerantes, podendo opcionalmente ser adicionado um ou mais nutrientes em via líquida, na massa ou em superfície.

Description

PROCESSO DE OBTENÇÃO DE FERTILIZANTE GRANULADO A SECO À BASE DE FOSFOGESSO CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente patente de invenção descreve um processo de obtenção de fertilizante granulado a seco à base de fosfogesso (sulfato de cálcio di-hidratado), utilizando operações físicas, sem o uso de água ou aglomerantes, podendo opcionalmente ser adicionado um ou mais nutrientes em via líquida, na massa ou em superfície.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] O fosfogesso (CaS04.2H20) é o resíduo gerado durante o processo de produção de ácido fosfórico que possui como matéria-prima principal a rocha fosfática apatita, considerados como fonte de fósforo economicamente viável para a produção de fertilizantes fosfatados e fosfatos para outros fins¹.

[003] Para cada tonelada de ácido fosfórico produzido, são gerados cerca de 4,5 a 5,5 toneladas de fosfogesso. Este subproduto, pouco utilizado na indústria, causa severos impactos ambientais².

[004] O fosfogesso vem sendo utilizado na indústria da construção civil como carga em blocos de construção, por exemplo, e na indústria de fertilizantes, como revestimento de fertilizantes fosfatados ou passando por uma etapa de calcinação que transforma, por ação térmica, a composição di-hidratada em hemi-hidratada e também como condicionador de solo, que caracteriza um produto com potencial melhorador da química, física e biologia do solo, podendo recuperar áreas degradadas.

[005] A briquetagem é a compactação do material que está passando pela briqueteira. Como a briqueteira altera a elasticidade natural do material compactado, através da pressão, por exemplo, exercida por um pistão, este procedimento dispensa o uso de qualquer tipo de aglutinante. Este material pode ter origem diversas, desde resíduos da indústria de beneficiamento da madeira, até rejeitos de carvão, com os quais de realiza a prensagem para a produção dos briquetes.

[006] Antes dos materiais serem inseridos em uma briqueteira, eles precisar ter granulometria fina e umidade reduzida, compatíveis com o equipamento a ser usado no processo de briquetagem.

[007] São conhecidos diversos processos de produção de briquetes. Um exemplo disto é o documento RU 2008209 que descreve um processo de briquetagem de fosfogesso, composto por uma estrutura acionada por trem de engrenagens, que contém dois rolos cilíndricos feitos com células esféricas na superfície e providos de uma bainha flexível. Os dois rolos se movem um contra o outro (concorrentes) comprimindo o fosfogesso nas células esféricas, resultando em briquetes do material.

[008] Outro processo de briquetagem do fosfogesso é descrito no RU 1839167. A partir de fosfogesso com umidade entre 20-25% em peso, é diluído em água na proporção 3-1 ,6, a pasta resultante é submetida a filtração para obter um bolo contendo 10-15% em peso de humidade. O bolo isolado é secado a uma corrente de gás a 90 à 300° C e uma velocidade de 10-25 m/s para obter um produto com um tamanho de partícula de 1-5 mm e um teor de humidade de 0,1 -4,0% em peso, seguido por pressão de rolamento de compressão 300-2000 MPa resultando uma placa 4-10 mm de espessura.

PROBLEMA DA TÉCNICA

[009] O processo descrito em RU 2008209 resulta em fosfogesso briquetado em células esféricas resultantes da compactação dos rolos concorrentes. O processo descrito em RU 1839167 passa por etapa de diluição, secagem, compactação.

SOLUÇÃO PROPOSTA

[010] De forma diversa, é objeto da presente patente de invenção um processo de obtenção de fertilizante sob a forma de um grânulo anguloso (não-esférico), cuja matéria-prima principal é o sulfato de cálcio di-hidratado, mediante operações físicas, sem o uso de água ou aglomerantes e dispensando equipamentos usualmente utilizados nos processos de compactação, como tambores e/ou pratos granuladores, fornalhas, secadores, lavadores de gases, aglomerantes, provendo um processo simplificado, enxuto, de maior eficiência e baixo custo, obtendo sulfato de cálcio di-hidratado; sulfato de cálcio di-hidratado + carbonatos ou óxidos de cálcio, magnésio ou cálcio e magnésio (misturados na massa); sulfato de cálcio di-hidratado + fertilizantes fosfatados (misturados na massa ou em superfície); sulfato de cálcio di-hidratado + fertilizantes nitrogenados (misturados na massa ou em superfície); sulfato de cálcio di-hidratado + fertilizantes potássicos (misturados na massa ou em superfície); sulfato de cálcio di-hidratado + fertilizantes orgânicos (misturado na massa); sulfato de cálcio di-hidratado + micronutrientes (misturados na massa ou em superfície); somente sulfato de cálcio di- hidratado + aditivo na massa ou em superfície; sulfato de cálcio di- hidratado com todas as fontes supracitadas com inclusão de aditivo na massa ou em superfície.

SUMÁRIO

[011] A invenção descreve um processo de granulação a seco de fertilizantes a base de fosfogesso (gesso agrícola), que provê operações físicas, ao contrário do convencional processo de granulação a úmido, sem o uso de agua, eliminando a etapa de secagem.

[012] A invenção descreve um processo de obtenção de fertilizante granulado à base de fosfogesso para aplicação como fertilizante, associado ou não com aditivos adicionados em via líquida, na massa ou em superfície,

DESCRIÇÃO

[013] A caracterização da presente invenção é feita por meio de um desenho representativo do processo granulação a seco de fertilizante base de fosfogesso, de tal modo que produto possa ser integralmente reproduzido por técnica adequada, permitindo plena caracterização da funcionalidade do objeto pleiteado

[014] A partir da figura elaborada que expressa a melhor forma ou forma preferencial de se realizar o produto ora idealizado, se fundamenta a parte descritiva do relatório, através de uma numeração detalhada e consecutiva, onde a mesma esclarece aspectos que possam ficar subentendidos pela representação adotada, de modo a determinar claramente a proteção ora pretendida.

[015] Esta figura é meramente ilustrativa, podendo apresentar variações, desde que não fujam do inicialmente pleiteado.

[016] Neste caso se tem que:

- A FIGURA 1 ilustra o fluxograma simplificado da produção de granulação a seco de fosfogesso.

[017] O processo granulação a seco de fertilizante base de fosfogesso, objeto da presente patente de invenção, compreende o acréscimo de sulfato de cálcio di-hidratado, a um teor de umidade variando de 0,1 % a 15%, em um equipamento, onde a massa é submetida a uma força que varia de 50.000 kgf a 150.000 kgf, por meio de dois rolos compactadores cujos sentidos são opostos, porém, com ponto convergente para formação de placas, de forma que a ação mecânica adensa a matéria-prima mineral, retirando o ar e a umidade remanescente.

[018] No caso da mistura do sulfato de cálcio di-hidratado com carbonatos ou óxidos de cálcio, magnésio ou cálcio e magnésio, fertilizantes fosfatados, fertilizantes nitrogenados, fertilizantes potássicos, fertilizantes orgânicos, micronutrientes ou aditivos, esta mistura é efetivada em uma moega misturadora, na proporção de 40 a 80% partes de sulfato de cálcio di-hidratado e 60 a 20% partes de carbonatos ou óxidos de cálcio, magnésio ou cálcio e magnésio, fertilizantes fosfatados, fertilizantes nitrogenados, fertilizantes potássicos, fertilizantes orgânicos, micronutrientes ou aditivos.

[019] A massa contendo a matéria-prima mineral simples, mista ou complexa, com aditivo ou não, é encaminhada para um equipamento onde é formada uma placa mediante pressão, sofrendo um choque mecânico, através de um moinho de facas, resultando em grânulos angulosos.

[020] O processo começa com a dosagem dos insumos (1-2) em uma balança (3), passando para um misturador (4) que homogeneíza a mistura sendo transferida, por meio do primeiro elevador (5), para um silo pulmão (6), seguida para o processo de compactação, através de um compactador de rolos concorrentes (7), resultando em uma placa (8) que é fragmentada em um granulador (9), onde este material granulado e conduzido por um segundo elevador (10) até uma peneira rotativa (11) que separa o produto na granulometria desejada. O produto granulado dentro da faixa de“2,00” até“4,75” mm vai para uma peneira circular rotatória (11) e o produto fora da faixa retorna para o primeiro elevador (5) com retorno ao silo pulmão (6). O material dentro da faixa de“2,00” até “4,75” mm passa pela peneira circular rotatória (12) para eliminação do pó residual, sendo posteriormente envasado (13), estando pronto para uso REFERÊNCIAS:

[021) 1- (AQUINO, P. E. A produção de ácido fosfórico e a geração de fosfogesso. In: Desafios Tecnológicos para o Reaproveitamento do Fosfogesso, 2005. Belo Horizonte. Anais eletrónicos. Belo Horizonte: UFMG, 2005).

[022] 2- (CHANG, W.F.; MANTELL, M.l. Engineering properties and construction applications of phosphogypsum. Florida Institute of Phosphate Research. Coral Gables: Florida,. 201 p. ISBN 87024-28-4. 1990).

Claims

REIVINDICAÇÕES:

1- PROCESSO DE OBTENÇÃO DE FERTILIZANTE GRANULADO A SECO À BASE DE FOSFOGESSO, caracterizado pelas etapas de dosagem dos insumos (1-2|) em uma balança (3), passando para um misturador (4) que homogeneíza a mistura sendo transferida, por meio do primeiro elevador (5), para um silo pulmão (6), seguida para o processo de compactação, através de um compactador de rolos concorrentes (7), resultando em uma placa (8) que é fragmentada em um granulador (9), onde este material granulado e conduzido por um segundo elevador (10) até uma peneira rotativa (11) que separa o produto na granulometria desejada, onde o produto granulado dentro da faixa de “2,00” até“4,75” mm vai para uma peneira circular rotatória (11) e o produto fora da faixa retorna para o primeiro elevador (5) com retorno ao silo pulmão (6), sendo que o material dentro da faixa de“2,00” até“4,75” mm passa pela peneira circular rotatória (12) para retirada do pó residual, sendo posteriormente envasado (13), estando pronto para uso.

2- PROCESSO DE OBTENÇÃO DE FERTILIZANTE

GRANULADO A SECO À BASE DE FOSFOGESSO, de acordo com a reivindicação 1 e caracterizado por compreender o acréscimo de sulfato de cálcio di-hidratado, a um teor de umidade variando de 2% a 10%, em um equipamento, onde a massa é submetida a uma força que varia de 50.000 kgf a 150.000 kgf, por meio de dois rolos compactadores cujos sentidos são opostos, porém, com ponto convergente para formação de placas.

3- PROCESSO DE OBTENÇÃO DE FERTILIZANTE

GRANULADO A SECO À BASE DE FOSFOGESSO, de acordo com a reivindicação 1 e caracterizado pela mistura que vai para o silo pulmão (6) pode ser mistura do sulfato de cálcio di-hidratado com carbonatos ou óxidos de cálcio, magnésio ou cálcio e magnésio, fertilizantes fosfatados, fertilizantes nitrogenados, fertilizantes potássicos, fertilizantes orgânicos, micronutrientes ou aditivos, ser efetivada em uma moega misturadora, na proporção de 40 a 80% partes de sulfato de cálcio di-hidratado e 20 a 60% partes de carbonatos ou óxidos de cálcio, magnésio ou cálcio e magnésio, fertilizantes fosfatados, fertilizantes nitrogenados, fertilizantes potássicos, fertilizantes orgânicos, micronutrientes ou aditivos.