BRPI0608567A2 - gránulo de nitrato de amenio e método para a preparação do mesmo - Google Patents
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Abstract
GRANULO DE NITRATO DE AMeNIO E MéTODO PARA A PREPARAçãO DO MESMO. A invenção refere-se a um grânulo de fertilizante que contém nitrato de amónio, compreendendo um núcleo que contém nitrato de amónio e uma camada de revestimento que contêm sulfato de cálcio. A camada de revestimento consiste em uma mistura que contém sulfato de cálcio e nitrato de amónio. Tal grânulo de fertilizante é produzido preferivelmente contatando o núcleo com uma solução de nitrato de amónio aquosa e partículas de sulfato de cálcio sólidas, ou como uma pasta ou separadamente. A produção do grânulo de fertilizante é segura e fácil.
Description
"GRÂNULO DE NITRATO DE AMÔNIO E MÉTODO PARA A PREPARAÇÃO DO MESMO"
A invenção refere-se a um grânulo de fertilizante que contém nitrato de amônio compreendendo um núcleo que contém nitrato de amônio e uma camada de revestimento que contém sulfato de cálcio. A invenção também é dirigida ao método para produzir um grânulo de fertilizante do dito tipo em que um núcleo que contém nitrato de amônio é provido, seguido do revestimento do mesmo com uma camada de revestimento, e adicionalmente, a um grânulo de fertilizante produzido por tal método.
Particularmente na Europa, o nitrato de amônio é geralmente usado como a principal fonte de nitrogênio em fertilizantes. 0 nitrato de amônio ou está comercialmente disponível como "prills" porosos ou compactos, em forma cristalina, ou como grânulos granulados. Os fertilizantes de nitrato de amônio ou são aplicados nos campos como tais, contendo tipicamente de 30 a 34y5'%" por" peso de "nitrogênio," ou, por exemplo, na forma de nitrato de amônio de cálcio (granulado com dolomita ou calcita), contendo tipicamente de 25 a 28% por peso de nitrogênio.
O nitrato de amônio é produzido tipicamente neutralizando ácido nitricô com amônio. O produto destaforma obtido é principalmente usado como tal ou mecanicamente misturado para produzir fertilizantes de nitrogênio de alta qualidade ou fertilizantes misturados. 0 conteúdo de nitrogênio maior que 33,5% por peso (o máximo teórico sendo 35% por peso) é uma exigência geral com respeito ao nitrato de amônio puro com significação comercial, em cujo caso pode conter tipicamente aproximadamente 4% por peso de água e aditivo para melhorar as propriedades fisicas.
As propriedades mecânicas dos fertilizantes de nitrato de amônio estão limitadas pela variação do volume deste material de um modo característico para o composto devido a mudanças na forma cristalina a temperaturas diferentes. Destas variações, o inchaço irreversível sob condições típicas para a aplicação do composto, a aproximadamente 32 °C, é muito problemática, sendo até 3,6% em um ciclo térmico de 25°C de 50°C. Este problema é até mesmo mais sério se a temperatura subir e cair além do dito ponto de transição"várias vezes. Durante" o~ üsò" "dos fertilizantes, o inchaço causa quebras e erosão dos grânulos de fertilizante, rasgando as bolsas e expondo o composto a umidade atmosférica. 0 inchaço também causa problemas de segurança, tipicamente requerendo limpeza repetida do pó dos locais de trabalho, e adicionalmente, até mesmointerrupções temporárias da produção na fábrica. Em envio de larga escala e armazenamento estendido, os problemas de qualidade podem também ser ocasionados por aglutinamento do produto prilled ou granulado, especialmente devido à higroscopicidade do nitrato de amônio.
0 nitrato de amônio é um composto explosivo e adequadamente, é, por exemplo, geralmente usado como um agente explosivo em escavação. A natureza explosiva do nitrato de amônio está baseada em reações de decomposição exotérmicas em que o ion de nitrato age como o agente de oxidação, o ion de amônio sendo o combustível. Os produtos de reação desta decomposição são gases como vapor de água, nitrogênio e oxigênio que podem desenvolver pressões extremamente altas em quantidades suficientemente altas de nitrato de amônio (> massa critica) . Em uma pilha de nitrato de amônio, esta pressão cria uma, desta forma chamada, onda de detonação mediando reações de decomposição exotérmicas ao longo da massa.
Vários compostos orgânicos, tal'como óleo'combustível; aumenta o poder explosivo do nitrato de amônio. Os explosivos misturados de nitrato de amônio e óleo combustível ou assemelhandos, que geralmente são chamados ANFO (Óleo combustível de Nitrato de Amônio - do inglês Ammonium Nitrate Fuel Oil). 0 poder explosivo mais alto deANFO é atingido teoricamente com um conteúdo de nitrato de amônio de 94% por peso e conteúdo de óleo combustível de 6% por peso. Neste caso, o combustível (ion de amônio e óleo combustível) e o agente de oxidação (ion de nitrato) estão presentes na mistura a uma razão estequiométrica, quer dizer, o equilíbrio de oxigênio do explosivo é zero. Na produção de nitrato de amônio para explosivo, uma porosidade mais alta que a de nitrato de amônio para fertilizante é desejada. A porosidade aumenta a suscetibilidade à explosão do nitrato de amônio, uma vez que as bolhas de ar no material estão fortemente dilatadas a temperaturas altas que correspondem a explosões e esta expansão aumenta o poder da onda de pressão. Além disso, no caso de ANFO:s, a porosidade permite que o combustível entre na estrutura de prills ou grânulos, e desta forma em contato imediato com o nitrato de amônio.
Vários acidentes associados com fertilizante de nitrato de amônio são precedidos por contaminação causada por' combustíveis orgânicos.. Em conformidade, tem havido acidentes. Estes acidentes foram a razão para uma legislação crescentemente restritiva em relação à distribuição de nitrato de amônio. Além de acidentes, vários casos de abuso ameaçam o uso de nitrato de amônio como um fertilizante no futuro. Em vários mercados, umatendência indo contra os fertilizantes de nitrato de amônio puros e em direção a fertilizantes de nitrogênio inerentemente mais seguros, baseados em nitrato de amônio, pode ser vista. A segurança inerente requer que o fertilizante de nitrato de amônio seja modificado de tal modo que 1) não explodirá em um estado puro, 2) a contaminação de nitrato de amônio por combustíveis orgânicos ou assemelhados seja prevenida e 3) o nitrato de amônio não possa ser separado facilmente do produto final.
Já por muito tempo, tem havido tentativas de aumentar a segurança de fertilizantes de nitrato de amônio diluindo o mesmo com substâncias não-combustiveis inertes como a areia, o carbonato de cálcio, o fosfato de amônio e/ou o sulfato de cálcio. 0 objetivo foi, desta forma, prover uma mistura não-combustível e não-explosiva que contém tipicamente de 70 - 80% por peso de nitrato de amônio. Tipicamente, os aditivos são acrescentados diretamente a uma fusão de nitrato de amônio desta forma resultando em prills ou grânulos substancialmente "homogêneos como o produto final. Por exemplo, a US 3 366 468 descreve um fertilizante baseado em nitrato de amônio que contém como aditivo de 5 a 10% por peso de fosfato de amônio, a dita publicação reivindica este fertilizante como sendo não-explosivo. No entanto, em testes subseqüentes em largaescala, o produto demonstrou ser uma substância explosiva quase tão poderosa quanto nitrato de amônio puro. Além disso, devido a composição homogênea, não pode ser prevenida a contaminação dos poros por óleo combustível ou assemelhado. 0 documento W02003/106377 descreve um revestimento de polímero para prevenir a absorção de hidrocarboneto nos poros de grânulos de nitrato de amônio. A quantidade de energia liberada na reação de decomposição do produto puro, no entanto, não é diminuída pela camada, mas pode até mesmo ser aumentada devido ao conteúdo de carbono orgânico da camada.
Na presente publicação de patente, o produto descrito e o método de produção do mesmo estão baseados no revestimento do nitrato de amônio com uma camada de revestimento que consiste em sulfato de cálcio. Em comparação a mistura homogênea, a camada oferece vantagens em relação à segurança do produto. Os centros de nitrato de amônio de reação exotérmica podem ser isolados pela camada de" revestimento inerte'," prevenindo "mais eficazmente desta forma, por exemplo, a progressão das reações de decomposição em pilhas grandes. Além disso, a camada de revestimento que consiste em sulfato de cálcio serve como uma barreira entre o nitrato de amônio e uma substância,como óleo combustível, causando sensibilização à contaminação.
0 uso de sulfato de cálcio e várias formas hidratadas do mesmo, como o dihidrato (gesso) , como um componente de mistura ou de estabilização é conhecido na produção de grânulos de nitrato de amônio, 0 pó de gesso também foi usado como uma camada na superfície dos grânulos de nitrato de amônio, como descrito no documento WO 97/14665. Devido à quantidade de água necessária para a granuiação bem sucedida, e à higroscopicidade do pó de gesso usado para a cobertura, a resistência dos grânulos acabados para armazenamento por longo periodo é pobre no dito método. Também o documento US 4 026 696 é dirigido a cobertura de fertilizantes de nitrogênio, bem como uréia, nitrato de amônio ou misturas dos dois, com sulfato de cálcio. A adição de água livre não é incluida no método, mas o método está muito baseado em temperaturas altas que fazem a uréia ou nitrato de amônio reagir com sulfato de cálcio para dar vprills encapsulados. A' reação "entre uréia" e sulfato de cálcio é bem conhecida, mas no caso de nitrato de amônio, são necessárias temperaturas mais altas, preferivelmente pelo menos 113°C para a mistura integral. Em grande escala, este processo requer quantidades altas de energia e, além disso, a aglomeração se torna um problema facilmente, umavez que a superfície do prill de nitrato de amônio deve ser parcialmente derretida para prover a reação reivindicada.
Na patente anterior FI 113366 do depôsitante, o nitrato de amônio era revestido com sulfato de cálcio hemihidrato, e um agente adesivo, preferivelmente uréia-formaldeido, borrifado em núcleo de nitrato de amônio, para ser revestido era usado como um adjuvante no processo. Esta uréia-formaldeido aumenta as despesas de produção e, além disso, a manipulação da mesma causa, por exemplo, problemas devido ao tempo de armazenamento limitado. Por esta razão, é preferível, para desenvolver o processo de produção, permitir a produção de fertilizantes de nitrato de amônio seguros revestidos com sulfato de cálcio e tendo alta qualidade mecânica, sem usar um adjuvante adesivo.
Adequadamente, o obj etivo da invenção é prover um fertilizante seguro baseado em nitrato de amônio que tem um conteúdo de nitrogênio alto, a segurança do dito fertilizante sendo suficiente para várias condições de armazenamento, manutenção e aplicação; adicionalmente, o dito fertilizante ser mecanicamente suficientemente estável e de uso fácil. Ao mesmo tempo, um processo de produção, fácil como possível, é apontado. Estes obj etivos são alcançados agora com um novo granulo de fertilizante que contém nitrato de amônio, incluindo um núcleo que contémnitrato de amônio e uma camada de revestimento que contém sulfato de cálcio. Este novo granulo de fertilizante é caracterizado em que a dita camada de revestimento consiste em uma mistura que contém sulfato de cálcio e nitrato de amônio. É desta forma descoberto que a dita camada misturada é firmemente fixa e não quebrará. São obtidos grânulos de fertilizante seguros com tamanhos uniformes.
0 conteúdo de nitrogênio total do granulo de fertilizante reivindicado é tipicamente pelo menos 27% pelo peso. O conteúdo de nitrato de amônio do núcleo é preferivelmente pelo menos 80% pelo peso, preferivelmente pelo menos 94% pelo peso. O nitrato de amônio produzido com processos geralmente conhecidos é usado como o núcleo de fertilizante, o núcleo sendo preferivelmente um prill poroso ou compacto ou um grânulo granulado. Os núcleos de nitrato de amônio podem ser estabilizados antes do revestimento da maneira descrita, por exemplo, no depósito WO 01/49608 (tal como com A12(S04)3). O núcleo de fertilizante é substancialmente "'nitrato de amônio' que contém quantidades muito baixas de outros compostos, possivelmente que demonstram ser úteis na produção. É desejável manter o conteúdo de nitrogênio do núcleo de fertilizante tão alto quanto possivel, preferivelmente mais alto que 33% pelo peso. Se necessário, o núcleo defertilizante também pode conter outros elementos traços que não sej am, no entanto, catalisadores de reações de decomposição de nitrato de amônio. Dependendo do método de produção, a razão de massa do núcleo para as e camadas de revestimento varia entre 40:60 e 80:20. Esta razão é preferivelmente aproximadamente 45:55 ou aproximadamente 75:25.
O sulfato de cálcio na camada de revestimento é preferivelmente anidro, hemihidrato ou formado diidrato in situ (gesso) . A razão de peso de nitrato de amônio para sulfato de cálcio na mistura da camada de revestimento do grânulo de fertilizante está tipicamente entre 0,1:1 a 1,5:1. O conteúdo de água na mistura de camada e preferivelmente no grânulo inteiro é preferivelmente menos que 2%, mais preferivelmente menos que 1% pelo peso.
De acordo com uma modalidade preferida da invenção, a camada de revestimento do grânulo de fertilizante entra em contato direto com o núcleo. Na realidade foi demonstrado que nenhum agente adesivo mencionado ná patente FI"113366 é necessário entre o núcleo e a camada de revestimento, se a camada de revestimento contém uma mistura de nitrato de amônio e sulfato de cálcio, como revelado na invenção. Preferivelmente, a dita mistura é substancialmente homogênea. É, no entanto, possivel prover um conteúdo desulfato de cálcio que aumenta radialmente, por exemplo, contatando o granulo alternadamente com soluções de nitrato de amônio aquosas, a concentração do qual é abaixado gradualmente, e com pó de sulfato de cálcio.
De acordo com uma modalidade da invenção, o granulo compreende uma segunda camada de revestimento exterior a dita camada de revestimento. A segunda camada de revestimento pode conter uma mistura de nitrato de amônio e sulfato de cálcio, por exemplo, à mesma ou diferente razão.
Também pode ser um agente anti-aglutinante, tal como um óleo de amina.
Como previamente mencionado, a invenção também é dirigida a um método para produzir um grânulo de fertilizante descrito acima, em que um núcleo que contém nitrato de amônio é vestido com uma camada de revestimento. O método é caracterizado pelo fato de que uma camada de revestimento é formada de uma mistura de sulfato de cálcio e nitrato de amônio.
O núcleo que contém nitrato de amônio pode ser um prill ou ~ um grânulo. É preferivel para formar a camada de revestimento pelo contato do núcleo com uma solução aquosa de nitrato de amônio e com partículas de sulfato de cálcio. Neste caso, o método da invenção tem duas modalidades principais.De acordo com a primeira modalidade principal (prill gorduroso), o núcleo que contém nitrato de amônio é molhado com uma pasta que contém sulfato de cálcio, nitrato de amônio e água, seguido pela secagem do núcleo umedecido e cobrindo-o então com uma camada de revestimento. A umidificação é executada preferivelmente introduzindo o núcleo em um granulador (tal como um prato ou tambor granulador), seguido pela alimentação de uma pasta que contém sulfato de cálcio, nitrato de amônio e água no mesmo. A camada de revestimento externa é tipicamente feita de um agente anti-aglutinante como um óleo de amina.
Ao umidificar com a pasta que contém sulfato de cálcio, nitrato de amônio e água, o núcleo que contém nitrato de amônio está tipicamente morno, preferivelmente a uma temperatura de 80 - 100°C. É desejável que a pasta contenha de 40 a 60% por peso de sulfato de cálcio, de 40 a 60% por peso de nitrato de amônio e de 5 a 10% por peso de água, A pasta é preferivelmente feita misturando sulfato de cálcio sólido em uma solução de nitrato de" amônio"aquòsa. Também é preferível que o sulfato de cálcio usado esteja na forma de anidro.
Ao alimentar a pasta que contém sulfato de cálcio, nitrato de amônio e água sobre o núcleo que contém nitrato de amônio, a temperatura do mesmo é preferivelmente de 110a 130°C. A secagem do núcleo molhado de modo a cobri-lo com uma camada de revestimento é executada preferivelmente a uma temperatura que varia de 80 a 150°C. Preferivelmente, é usada uma temperatura que dá um conteúdo de umidade da camada de revestimento de menos que 2% pelo peso.
Depois de secar, a avaliação do tamanho de partícula desej ado pode ser realizada. O processo também pode ser executado reciclando o tratamento com a pasta e/ou núcleo/núcleos, desta forma obtendo um processo continuo e pós-processo da superfície exterior do núcleo.
De acordo com a segunda modalidade principal, o revestimento é executado separadamente com a solução de nitrato de amônio e o sulfato de cálcio. Desta forma, o núcleo que contém nitrato de amônio é umedecido com a solução de nitrato de amônio aquosa e contactado com partículas de sulfato de cálcio sólidas (não como uma pasta) separadamente alimentadas, seguida pela secagem do núcleo que foi umedecido e contactado com sulfato de cálcio para dar o produto final ou um produto para ser'coberto'com outra camada de revestimento, tal como com um óleo de amina. Tipicamente, o núcleo que contém nitrato de amônio é primeiro umedecido com a solução de nitrato de amônio aquosa somente (umidificação inicial), seguido do contacto com partículas de sulfato de cálcio sólidas distintasenquanto a ação de umidificação com a dita solução aquosa é continuada. Estas operações são realizadas preferivelmente introduzindo o núcleo em um misturador, borrifando (por exemplo, nebulizando) a dita solução no núcleo e finalmente alimentando partículas de sulfato de cálcio sólidas distintas em contato com o núcleo. Finalmente, somente a ação de umidificação com a solução de nitrato de amônio aquosa é executada antes de secar (umidificação final).
Nesta modalidade principal, ao umidificar com solução de nitrato de amônio aquosa e contactar com partículas de sulfato de cálcio sólidas distintas, o núcleo que contém nitrato de amônio está tipicamente morno, preferivelmente a uma temperatura que varia de 40 a 80°C. A composição da solução de nitrato de amônio aquosa é preferivelmente de 50 a 80% por peso de nitrato de amônio, e de 20 a 50% por peso de água. A temperatura da solução varia tipicamente de 35 a 80°C, pref erivelmente de 55 a 75°C. A duração total do contacto varia tipicamente de 10 a 60 minutos, preferivelmente de 20 a 40 minutòsf"
As ditas partículas de sulfato de cálcio sólidas distintas estão preferivelmente na forma de hemihidrato. Partículas de sulfato de cálcio sólidas distintas podem ser reagidas desta forma com a água da solução de nitrato de amônio aquosa no núcleo que contém nitrato de amônio paraproduzir diidrato de sulfato de cálcio que dota o produto de propriedades fisicas particularmente superiores, especialmente dureza e resistência de abrasão. A reação é executada tipicamente misturando os núcleos cobertos com a solução de nitrato de amônio aquosa e partículas de sulfato de cálcio durante algum tempo, tal como por 3-10 minutos, depois da adição.
Temperaturas altas não são eventualmente necessárias, mas o núcleo contactado e umedecido pode ser seco a temperatura ambiente, obtendo desta forma preferivelmente um conteúdo de umidade de menos que 2% pelo peso. Depois de secar, pode ser executada uma avaliação de um tamanho de partícula desejado.
Finalmente, a invenção é dirigida a um granulo de fertilizante produzido com o método descrito acima. 0 grânulo produzido de acordo com a primeira modalidade principal tem uma camada de revestimento que preferivelmente contém 60% por peso de nitrato de amônio e 40% por peso de sulfato de: cálcio, calculado como anidro."* 'O grâriulo produzido de acordo com a segunda modalidade principal tem uma camada de revestimento que contém preferivelmente de 8 para 28% por peso de nitrato de amônio e de 72 a 92% por peso de sulfato de cálcio, calculado como anidro.O produto preferivelmente tem as seguintes propriedades. Tipicamente, contém de 10 a 15% por peso de amônio e nitrogênio nitrato, e preferivelmente menos que 2% por peso de água. As propriedades de aglutinação do produto são tais que uma pressão de 1 mg/cm2 aplicado a uma bolsa de amostra de 100 g durante 24 horas produz um grumo que inclui menos que 20% da massa de amostra total. Além disso, o produto produz pó menor que 100 mg/kg, a força do mesmo sendo pelo menos 25 N. Um tamanho de partícula tipico do produto (diâmetro) é de 2,4 a 4,0 mm.
Comparada a adição, por exemplo, por agitação homogênea, de uma mistura de sulfato de cálcio e nitrato de amônio para o próprio núcleo de fertilizante, foi demonstrado que o revestimento com a dita mistura era um modo mais efetivo para melhorar a segurança de um produto baseado em nitrato de amônio. Uma camada de revestimento que tem um alto conteúdo de sulfato de cálcio aumenta a segurança do produto agindo como uma camada intermediária i'solá:nte contra a oscilação de temperatura e~sensibilizando a contaminações, permitindo, no entanto, um conteúdo de nitrogênio alto no produto todo. Com testes de detonação, foi demonstrado que um produto que contém menos que 27% por peso de nitrogênio não detonará. 0 teste de detonação foi executado de acordo com a Diretiva EU 80/876/EEC, em umtubo de aço de 1 metro usando uma iniciação de 500 g de PETN. Neste teste denominado EU, o tubo de aço é preenchido com a amostra de fertilizante, o tubo é colocado horizontalmente em seis cilindros principais que têm uma altura de 100 mm e uma onda de pressão é criado na amostra por meio da iniciação em uma extremidade do tubo, a outra extremidade sendo fechada com um prato de fundo de aço. É considerada que a amostra passe no teste, se a compressão de pelo menos um cilindro principal é menos que 5%. Na série de teste agora executada, o teste de detonação EU foi modificado para ainda ser mais estringente misturando 24 horas antes de testar óleo diesel à amostra de fertilizante em uma quantidade de 6% pelo peso agitando a amostra continuamente. Desta maneira, a amostra foi feita o mais sensivel possível a detonação. São mostrados os resultados obtidos do teste em Tabela 1, em comparação a puro prill de nitrato de amônio. Tabela 1
Resultados do ~ teste de s detonação para - prill" AN "~ absorvido com óleo e para o produto da invenção, revestido com uma mistura de sulfato de cálcio e nitrato de amônio (primeira modalidade ou prill gorduroso).<table>table see original document page 19</column></row><table>
Os resultados apresentados claramente em Tabela 1 mostram o efeito protetor da camada contra a transmissão da onda de detonação. Na realidade, o produto passa claramente até mesmo o critério de EU quando sensibilizado com óleo diesel: sós dois cilindros dos seis mostraram uma compressão mais alta que 5%.
A invenção é ilustrada agora com os exemplos das seguintes modalidades.
Exemplo 1
Primeira modalidade principal (prill gorduroso) Prills de nitrato de amônio comercial (d50 = 2,4 mm) foram revestidos de acordo com a primeira modalidade principal (prill gorduroso) com um pasta formada de nitrato de amônio e sulfato de cálcio em forma anidra, a dita pasta consistindo dos ditos materiais de partida a uma razão de massa de AN:CaS04 = 60:40, e aproximadamente 8% por peso de água. 56 % por peso da pasta, e 44% por peso do prillsforam usados para o produto final, correspondendo a um conteúdo de nitrogênio de 27% pelo peso no produto final.
Como o aparato de revestimento, foi usado um granulator de prato que tem um diâmetro de 1,0 m. O teste 5 foi feito continuamente reciclando os prills pelo tambor aquecido servindo no teste como o pré-aquecedor dos prills adicionados como uma alimentação fresca e como o tambor secante dos prills revestidos. A temperatura do prills desta forma aquecida foi de aproximadamente 90°C, esta 10 temperatura sendo preferível para a adesão do material de revestimento. A pasta foi bombeada do reator de tanque de mistura a 110 - 120°C e borrifada nos prills em pratos como gotinhas finamente divididas formadas por meio de nebulização externa usando ar pressurizado. A análise de 15 nitrogênio do fluxo de produto foi realizada e com base nestas análises, o material foi recirculado novamente para o granulator de prato até que o nivel de nitrogênio desejado de 27% pelo peso foi alcançado. A distribuição de tamanho tipica dò teste executado' foi como segue:- -20 d > 4 mm: 19,9 kg
2,4 mm < d < 4,0 mm: 190 kg (= fração de produto)
d < 2,4 mm: 19,6 kg
As frações que têm tamanhos muito grandes e muito pequenos poderiam ser usadas de novo facilmente na produçãoda pasta e desta forma não foram produzidas quantidades altas de desperdício na execução do teste. O produto final foi finalmente revestido com um óleo de amina como uma operação em batelada, tendo por obejitvo a redução da aglutinação do produto. As análises químicas do produto final deram os resultados seguintes:
H2O por titulação de Karl Fisher: 0,60% pelo peso
NO3-N: 13,4% pelo peso
NH4-N: 13,4% pelo peso
S03: 14,7% pelo peso
Baseado na análise de difração de raio X, a totalidade do sulfato de cálcio estava presente como anidro, quer dizer, a adesão da camada não estava baseada em reações químicas entre nitrato de amônio e sulfato de cálcio. São apresentadas algumas propriedades de qualidade do produto em Tabela 2. As propriedades de qualidade aprimoradas, particularmente força e resistência de abrasão comparadas a aquelas de prill de nitrato de amônio podem ser vistas claramente da Tabela.~
Exemplo 2
Segunda modalidade principal (hemihidrato seco) Prills de nitrato de amônio comercial (D50 =2,4 mm.) foram revestidos de acordo com a segunda modalidade principal (hemihidrato seco) com solução de nitrato deamônio aquosa e sulfato de cálcio em forma de hemihidrato. A solução de nitrato de amônio aquosa usada consistia de 7 0% por peso de nitrato de amônio e 30% por peso de água. 15,6 kg do prills, 4,0 kg de hemihidrato de sulfato de cálcio (CaSC>4-^hbO) e 2,0 kg de solução de nitrato de amônio aquosa foram usados para o produto final, correspondendo a um conteúdo de nitrogênio de 28% pelo peso no produto final.
O teste de camada foi realizado em um misturador concreto que usa uma batelada de 2 0 kg. Antes de começar o teste, os prills de nitrato de amônio foram pré-aquecidos em um forno a aproximadamente 60°C, esta temperatura é uma temperatura preferível para a adesão da camada. A solução de nitrato de amônio aquosa foi bombeada a aproximadamente 63°C (temperatura de cristalização da solução é aproximadamente 35°C) de uma proveta e borrifada nos prills como uma névoa formada através de nebulizaçâo interna por meio de ar pressurizado. Os prills foram inicialmente umedecidos com aproximadamente 150 g" da solução, "seguidos pela adição simultânea de hemihidrato de sulfato de cálcio. Uma vez que a adição de hemihidrato de sulfato de cálcio foi completada, a borrifacão da solução de nitrato de amônio aquosa foi continuada para 100 g da solução, e a batelada foi deixada para girar no misturador durante 5minutos. A duração total da adição foi de 29 minutos (+ 5 minutos de mistura). Seguindo o teste imediatamente, o conteúdo de umidade no grupo é 2,7% pelo peso, como determinado por titulação Karl Fisher. 0 produto foi deixado para secar na atmosfera ambiente e depois de duas noites, o conteúdo de umidade foi reduzido a 1,8% pelo peso.
Com base em análises químicas, o conteúdo de nitrogênio total do produto foi aproximadamente 28% pelo peso. Devido ao baixo conteúdo de nitrato de amônio da camada de revestimento, não foi necessário cobrir o produto com um agente anti-aglutinante. Baseado na análise de difração de raio X, uma proporção significante (aproximadamente um terço) do sulfato de cálcio tinha reagido com a água presente na solução de nitrato de amônio aquosa para dar a forma diidrato a partir da forma de hemihidrato. Os testes mostraram que esta reação é necessária para obter uma qualidade fisica superior, particularmente para evitar formação de pó e obter uma "resistência de abrasão alta. São apresentadas algumas propriedades de qualidade do produto em Tabela 2. Propriedades de qualidade aprimoradas, particularmente força e resistência de abrasão, em comparação a aqueles de prill de nitrato de amônio, podem ser vistas claramente da Tabela. Exemplo 3Composição de Produto e propriedades Tabela 2
Propriedades de qualidade dos produtos revestidos. Amostra 1 = um produto produzido de acordo com a primeira modalidade principal (Exemplo 1) . Amostra 2 = um produto
produzido de acordo com a segunda modalidade principal
(Exemplo 2). AN prill = AN prill nao revestido. <table>table see original document page 24</column></row><table>
1 Proporção de amostras que se desintegram enquanto a amostra é girada em um cilindro na presença de esferas de 10 aço.
Claims (31)
1. Grânulo de fertilizante que contém nitrato de amônio, compreendendo um núcleo contendo pelo menos 80% por peso de nitrato de amônio e uma camada de revestimento que 5 contém sulfato de cálcio, caracterizado pelo fato de que seu conteúdo de nitrogênio total é pelo menos 27% pelo peso e que a camada de revestimento consiste em uma mistura essencialmente homogênea que contém sulfato de cálcio e nitrato de amônio.
2. Grânulo de fertilizante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conteúdo de nitrato de amônio do núcleo é pelo menos 94% pelo peso.
3. Grânulo de fertilizante, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a razão de peso entre o núcleo e a camada de revestimento está entre 40:60 e 80:20.
4. Grânulo de fertilizante, de acordo com as reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que a razão entre o nitrato de amônio e o sulfato de cálcio da mistura está entre 0,1:1 e 1,5:1.
5. Grânulo de fertilizante, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelofato de que o sulfato de cálcio é que anidro, hemihidrato ou diidrato formado in situ (gesso).
6. Grânulo de fertilizante, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a dita mistura contém menos que 2% por peso, preferivelmente menos que 1% por peso de água.
7. Grânulo de fertilizante, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a camada de revestimento está em contato com o núcleo.
8. Grânulo de fertilizante, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que tem uma segunda camada de revestimento exterior à dita camada de revestimento.
9. Grânulo de fertilizante, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a dita segunda camada de revestimento é um agente anti-aglutinante como um óleo de amina.
10. Processo para a preparação de um grânulo de fertilizante que tem um conteúdo' de nitrogênio de pelo menos 27% pelo peso caracterizado pelo fato de que um núcleo que contém pelo menos 80% por peso de nitrato de amônio é contactado com uma solução aquosa de nitrato de amônio e partículas de sulfato de cálcio para dar uma camada de revestimento no núcleo que consiste em umamistura essencialmente homogênea que contém sulfato de cálcio e nitrato de amônio.
11. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o núcleo que contém nitrato 5 de amônio é umedecido com uma pasta que contém sulfato de cálcio, nitrato de amônio e água depois do qual o núcleo umedecido é secado para revesti-lo com a camada de revestimento.
12. Processo, de acordo com a reivindicação 11, 10 caracterizado pelo fato de que o núcleo que contém nitrato de amônio é umedecido com a pasta que contém sulfato de cálcio, nitrato de amônio e água trazendo o núcleo em um granulador e alimentando no núcleo a pasta que contém sulfato de cálcio, nitrato de amônio e água.
13. Processo, de acordo com as reivindicações 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que o núcleo que contém nitrato de amônio está morno, preferivelmente a uma temperatura de entre 80 e 100°C, quando é umedecido com a pasta que contém sulfato de cálcio, nitrato' de amônio e 20 água.
14. Processo, de acordo com as reivindicações 11, 12 ou 13, caracterizado pelo fato de que a pasta que contém sulfato de cálcio, nitrato de amônio e água contém de 40-60% por peso de sulfato de cálcio, 40-60% por peso de nitrato de amonio e 5 - 10% por peso de água.
15. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 a 14, caracterizado pelo fato de que apasta que contém sulfato de cálcio, nitrato de amonio e água é formada misturando sulfato de cálcio sólido com uma solução aquosa do nitrato de amonio.
16. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 a 15, caracterizado pelo fato de que osulfato de cálcio está na forma de anidro.
17. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 a 16, caracterizado pelo fato de que a pasta que contém sulfato de cálcio, nitrato de amonio e água é alimentada sobre o núcleo que contém nitrato de amonio auma temperatura de 110 - 130°C.
18. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 a 17, caracterizado pelo fato de que o núcleo umedecido é seco a uma temperatura de 80 - 150°C para cobrir o mesmo com á ~ camada de revestimento,preferivelmente a uma umidade de abaixo de 2% pelo peso.
19. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o núcleo que contém nitrato de amonio é umedecido com uma solução aquosa de nitrato de amonio e é contatado separadamente com partículas de sulfatode cálcio sólidas, depois do qual o núcleo umedecido e contactado é seco para cobrir o mesmo com a camada de revestimento.
20. Processo, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o núcleo que contém nitrato de amônio é sujeitado primeiro separadamente a uma umidificação inicial com a solução aquosa de nitrato de amônio e então é contactado com as partículas de sulfato sólidas como a umidificação com uma solução aquosa de nitrato de amônio é continuada.
21. Processo, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que depois que o núcleo for contatado com as partículas de sulfato de cálcio sólidas, só é sujeitado a uma umidificação final separada com uma solução de nitrato de amônio aquosa.
22. Processo, de acordo com as reivindicações 19, 20 ou 21, caracterizado pelo fato de que o núcleo que contém nitrato de amônio é umedecido com a solução aquosa de nitrato de amônio "e contactado corri as párticülás de sulfato de cálcio sólidas distintas trazendo o núcleo a um misturador, borrifando a dita solução no núcleo e alimentando as partículas de sulfato de cálcio sólidas em contato com o núcleo.
23. Processo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 19 a 22, caracterizado pelo fato de que o núcleo que contém nitrato de amônio está morno, preferivelmente a uma temperatura de 40 - 80°C, quando é umedecido com a solução de nitrato de amônio aquosa e contactado com as partículas de sulfato de cálcio sólidas.
24. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 19 a 23, caracterizado pelo fato de que a solução aquosa de nitrato de amônio contém 60 - 80% por peso de nitrato de amônio.
25. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 19 a 24, caracterizado pelo fato de que a temperatura da solução aquosa de nitrato de amônio é 35-100°C, preferivelmente 55-75°C.
26. Processo, de acordo com qualquer uma das 15 reivindicações de 19 a 25, caracterizado pelo fato de que as partículas de sulfato de cálcio sólidas são constituídas do hemihidrato de sulfato de cálcio.
27. Processo, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo' f ató de que~' ~a~s^partítíülas" 'sóildas de hemihidrato de cálcio de sulfato estão na superfície do núcleo que contém nitrato de amônio reagida com a água da solução de nitrato de amônio aquosa de forma que dihidrato de sulfato de cálcio é formada.
28. Processo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 19 a 27, caracterizado pelo fato de que o núcleo umedecido e contactado é seco a temperatura ambiente para cobrir o mesmo com a camada de revestimento, preferivelmente para uma umidade abaixo de 2% pelo peso.
29. Grânulo de fertilizante caracterizado pelo fato de que é preparado de acordo com qualquer uma das reivindicações de 10 a 28.
30. Grânulo de fertilizante, de acordo com a reivindicação 2 9, caracterizado pelo fato de que foi preparado com o processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 10 a 18, por meio de que sua camada de revestimento contém de 40 a 60% por peso de nitrato de amônio e de 40 a 60% por peso de sulfato de cálcio calculado como anidro.
31. Grânulo de fertilizante, de acordo com a reivindicação 2 9, caracterizado pelo fato de que foi preparado com o processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 19 a 28, por meio de que sua camada de revestimento contém de' 8 a 28% por peso de nitrato 1 de amônio e de 72 a 92% por peso de sulfato de cálcio calculado como anidro.
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