BRPI0818977B1 - Fertilizante sólido, particulado, de fluxo livre - Google Patents

Fertilizante sólido, particulado, de fluxo livre Download PDF

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Alexander Joseph
Itshak Zukerman
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Rotem Amfert Negev Ltd.
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Abstract

fertilizante sólido, particulado, de fluxo livre trata-se de um fertilizante particulado de fluxo livre que consiste essencialmente no fosfato de potássio da fórmula k3h3(po4)2 e em menos de 8% 5 em peso de água. o fertilizante estável e sem tendência ao endurecimento é caracterizado por um sinal de xrd que corresponde a um valor 2-teta de aproximadamente 70º. um processo econômico para a produção do fertilizante também é provido.

Description

FERTILIZANTE SÓLIDO, PARTICULADO, DE FLUXO LIVRE
CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção refere-se a um método de manufatura de um fertilizante particulado que compreende fosfatos de potássio, que é fácil de armazenar e de utilizar, sem tender ao endurecimento.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
Os fosfatos de potássio, que oferecem às plantas dois elementos importantes, são fertilizantes importantes; no entanto, em muitas de suas formas, os ditos fosfatos são instáveis e são difíceis de armazenar e manipular. Um fertilizante agroquímico ideal deve prover os elementos importantes necessários para o crescimento da planta, pelo fato de ter propriedades físicas apropriadas e ser facilmente manufaturado, acondicionado e manipulado. Idealmente, tal fertilizante deve ser adaptado para a formação de grânulos ou de pós que fluam livremente e não tendam a se aglomerar. Naturalmente, o estado da técnica ainda não provê fertilizantes apropriados suficientes para todas as situações, dotados das características requeridas.
dipotássico utilizados tanto ácido fosfato monopotássico (DKP) são bem como fertilizantes.
e o DKP é básico, desejável em várias aplicações, (MKP) conhecidos
Uma vez que mistura dos o fosfato ambos
MKP mesmos mas, infelizmente o são é um seria
DKP, apesar de seu preço, não é um material simples para a armazenagem e a manipulação, sendo inerentemente instável com respeito ao teor de água. Portanto, um objetivo da invenção consiste na provisão de um fertilizante sólido fácil de manipular e estável que compreenda fosfatos de potássio, bem como um método para a manufatura barata de tal fertilizante.
Petição 870180126957, de 05/09/2018, pág. 5/8
2/10
Um objetivo adicional da invenção consiste na provisão de um fertilizante particulado, de fluxo livre, que não endureça, que apresente um pH entre 5 e 8 quando dissolvido em água.
Um outro objetivo da presente invenção consiste na provisão de um fertilizante sólido, particulado, que forneça fósforo e sódio, seja fácil de armazenar e manipular.
Outros objetivos e vantagens da presente invenção surgirão com o avanço da descrição.
DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO
A invenção apresenta um processo de um fertilizante sólido, particulado, à base manufatura de de fosfato de potássio da fórmula K3H3(PO4)2, sendo que o dito processo aceitável que consiste monopotássico (KH2PO4, MKP);
de uma matéria essencialmente ii) a provisão prima em de uma agrícola fosfato matéria prima agrícola aceitável que consiste essencialmente em hidróxido de potássio (KOH) ; iii) a adição de água ao dito MPK bruto a uma quantidade de 20 a 100% em peso, com base no peso a seco do MKP; iv) a adição do dito KOH bruto ao dito MKP e água da etapa iii a uma quantidade de aproximadamente 18% em peso a aproximadamente 22% em peso, com base nos pesos secos do KOH e do MKP; v) o aquecimento da mistura da etapa iv sob vácuo e com movimento lento a temperaturas entre aproximadamente 90 °C e aproximadamente 14 0°C, até que um material homogêneo que contém de aproximadamente 1% em peso a aproximadamente 8% em peso de água seja obtido; e vi) o esfriamento até a temperatura ambiente; obtendo, desse modo, o fertilizante particulado à base de fosfato de potássio, de fluxo livre e sem tendência ao endurecimento. As propriedades adquiridas são mais bem preservadas quando o produto é vedado em recipientes de plástico. - Em uma realização preferida do processo da invenção, a etapa de auxílio do aquecimento sob
3/10 vácuo é executada até que o teor de água da mistura diminua até um valor de 2% em peso a 6% em peso com base no produto final total. O dito KOH bruto contém preferivelmente pelo menos 3 0% em peso de KOH a seco e o dito MKP bruto contém preferivelmente pelo menos 85% em peso de KH2PO4 a seco. O dito MKP é misturado preferivelmente com a água a uma quantidade de aproximadamente 4 0% em peso a aproximadamente 60% em peso, com base no peso a seco do MKP, seguido pela adição de KOH aquoso a 50% a uma quantidade de 35% em peso a 45% em peso, com base no peso a seco do MKP. Em um processo de acordo com a invenção, o dito fertilizante sólido particulado consiste essencialmente em pouca quantidade de água e em fosfato de potássio da fórmula K3H3(PO4)2, em que P, a água e o KOH nas ditas etapas iii e iv são misturados a razões de aproximadamente 1:0,25:0,20 com base nos pesos secos. A dita temperatura durante a evaporação sob vácuo fica preferivelmente compreendida entre 100°C e 130°C, em que o dito vácuo compreende uma pressão de 100 mbar ou menos.
A invenção refere-se a um fertilizante que consiste essencialmente em fosfato de potássio da fórmula K3H3(PO4)2 e em água a uma quantidade de 0,2% em peso a 8% em peso, e preferivelmente de 0,5% em peso a 5% em peso, em que o dito fertilizante exibe em seu difractograma de raios-X um sinal que corresponde a valor 2-teta de aproximadamente 70°. Em uma realização preferida da invenção, é apresentado um fertilizante, o qual consiste em fosfato de potássio da fórmula K3H3(PO4)2 a uma quantidade de 92% em peso a 99% em peso, água a uma quantidade de até 8% em peso e impurezas incidentais de até 5% em peso. O fertilizante preferido de acordo com a invenção contém o fosfato de potássio da fórmula K3H3(PO4)2 a uma quantidade de pelo menos 95% em peso e água e impurezas incidentais de até 5% em peso.
O fertilizante da invenção é um material
4/10 particulado estável sem tendência ao endurecimento. Em um aspecto da invenção, o fertilizante é disperso diretamente no solo; em outro aspecto da invenção, o fertilizante é utilizado na preparação das composições de fertilizante que oferecem potássio e fósforo, que compreende adicionalmente outros componentes selecionados entre fontes de nitrogênio, nutrientes adicionais do potássio ou do fósforo, microelementos, estimulantes, pesticidas e tensoativos. O fertilizante particular da invenção é um material sem formação de poeira sem tendência ao endurecimento, que exibe uma capacidade higroscópica apropriada, por exemplo, de 50% quando expressa como C.R.U.
A invenção também se refere às composições de fertilizante que compreendem o fosfato de potássio da fórmula K3H3(PO4)2 que exibe em seu difractograma de raios-X um sinal de aproximadamente 70 e que compreende adicionalmente outros elementos ou componentes desejados, tais como fontes de NPK e pesticidas, por exemplo, antifúngicos.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
As características e as vantagens da invenção acima e outras ainda ficarão mais facilmente evidentes através dos seguintes exemplos e com referência ao desenho em anexo, no qual:
a Figura 1 mostra difractogramas de raios-X de
produtos à base de fosfato de potássio;
a Figura IA é um difractograma de um material
obtido pela mistura do MKP com o DKP a seco;
a Figura 1B é um difractograma de um material
obtido de acordo com a invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
Foi agora verificado que o fosfato monopotássico (MKP) , quando misturado com a água a uma quantidade insuficiente para dissolver o mesmo, e então com o hidróxido
5/10 de potássio (KOH), seguido pela remoção da maior parte da água por evaporação a vácuo a uma temperatura entre 100°C e 130°C, provê um fertilizante sólido à base de fosfato de potássio conveniente. Preferivelmente, o KOH é adicionado a uma quantidade de aproximadamente 20% em peso em relação ao MKP, quando com base nos pesos secos, e o produto obtido exibiu menos de 10% em peso de água. O sólido granular de fluxo livre tornou-se ser um fertilizante ideal, facilmente manuseável e estável, com um nível razoável de capacidade higroscópica, com baixa tendência ao endurecimento.
A invenção refere-se a um processo de manufatura de um fertilizante sólido, particulado, de fluxo livre com baixa tendência ao endurecimento, que consiste essencialmente no fosfato de potássio da fórmula H3K3(PO4)2, o qual compreende as etapas de provisão do MKP bruto e do KOH bruto agrícola aceitável, a mistura do dito MPK com água adicionada a uma quantidade de 20 a 100% em peso, com base no peso a seco do MKP, a mistura de KOH a uma quantidade de aproximadamente 18% em peso a aproximadamente 22% em peso com base nos pesos secos, o aquecimento da mistura sob vácuo a temperaturas de aproximadamente 90 °C a aproximadamente 140°C com movimento lento da dita mistura, e o esfriamento da mistura até a temperatura ambiente. Os ditos materiais brutos podem compreender a água a uma quantidade que não interfira nas relações requeridas, tal como definido acima e as impurezas incidentais adicionais que não são prejudiciais à agricultura; os materiais brutos podem compreender, por exemplo, aqueles do tipo hortícola, do tipo técnica e do tipo alimentar. Em uma realização preferida da invenção, a etapa de aquecimento a vácuo é executada enquanto a mistura não atinge o teor de água entre 1% em peso e 8% em peso, com base no peso final total do produto. O dito KOH pode conter água e, em uma realização, o KOH é adicionado ao dito MKP como uma
6/10 solução, por exemplo, uma solução de água com aproximadamente 50% em peso. Em uma realização do processo de acordo com a invenção, o MKP é misturado com a água a uma quantidade de aproximadamente 20% em peso a aproximadamente 3 0% em peso, com base no peso a seco do MKP, seguido pela adição de KOH aquoso a 50% a uma quantidade de 35% em peso a 45% em peso, com base no peso a seco do MKP. Em uma realização preferida da invenção, o fertilizante sólido, particulado e estável que consiste essencialmente em pouca quantidade de água e no fosfato de potássio da fórmula K3H3(PO4)2, é manufaturado ao misturar 1 parte em peso do MKP a seco, 0,25 parte em peso de água e 0,20 parte em peso do KOH a seco. As quantidades de água acima são recomendadas com respeito às quantidades necessárias mínimas; se quantidades iniciais mais elevadas de água estiverem presentes, perdas energéticas desnecessárias irão ocorrer durante o procedimento de secagem. A invenção também se refere a um fertilizante sólido, particulado, que não tende ao endurecimento, que provê aproximadamente 45% em peso de P2O5 e aproximadamente a mesma quantidade de K20. Um fertilizante de acordo com a invenção pode conter água a uma quantidade de 1 a 12% em peso, preferivelmente a uma quantidade de até 8% em peso, por exemplo, a uma quantidade de aproximadamente 2 a 5% em peso e, além disso, impurezas incidentais secundárias aceitáveis na agricultura.
Em uma realização, um fertilizante de acordo com a invenção é um pó de fluxo livre, estável sob armazenagem, que se dissolve facilmente na água provendo transparente de 1% em peso. O fertilizante de uma solução acordo com a se contiver componentes insolúveis secundários.
fertilizante de acordo com a invenção
Uma solução aquosa do tem geralmente um pH de aproximadamente 6,8.
consiste essencialmente
7/10 no fosfato de potássio da fórmula H3K3(PO4)2; o que significa que o fertilizante contém principalmente, por exemplo, entre 80% em peso e 98% em peso do fosfato de potássio da dita fórmula, e preferivelmente entre 95% em peso e 99% em peso, e o restante consiste predominantemente em água. A fórmula acima corresponde à mistura equimolar de MKP e de DKP. Conforme explicado acima, o DKP, embora seja um fertilizante desejado, é difícil de trabalhar. O fertilizante da invenção provê a mesma composição que uma mistura de MKP com o DKP, mas sem a necessidade de comprar ou obter o dito DKP, e sem a necessidade de armazenar e de trabalhar com o mesmo. A título de comparação, os pós de MKP e DKP foram misturados e a mistura resultante foi comparada com um fertilizante da invenção; o fertilizante de fluxo livre da invenção, não tendendo ao endurecimento, tinha uma consistência melhor do que a dita simples mistura de MKP e DKP. O fertilizante obtido de acordo com a invenção é mais barato do que uma mera mistura de MKP/DKP e é mais apropriado para aplicações agrícolas. Os dois materiais também são distintos pelas suas características físico-químicas, por exemplo, por XRD; o fertilizante da invenção exibe, por exemplo, em seu dif ractograma, um sinal em torno do ângulo de 70° que é ausente no difractograma da dita simples mistura de MKP/DKP. Esta linha pode corresponder a um sal duplo da fórmula KH2PO4 . K2HPO4.2H2O; no entanto, o fertilizante da invenção é mais facilmente obtido do que uma simples mistura de MKP/DKP, é mais barato, mais fácil de utilizar e difere em suas propriedades físicas. O fertilizante da invenção é granular, facilmente manuseável, sólido e de fluxo livre com um nível desejado de capacidade higroscópica e uma baixa tendência ao endurecimento, obtido em um processo que inclui a mistura de MKP e KOH na presença de água seguida pela remoção da maior parte da água pela evaporação a vácuo a temperaturas mais
8/10 elevadas .
A invenção apresenta um sólido particulado com boa solubilidade, que é uma fonte superior de potássio e fósforo para a fertilização. O fertilizante obtido pode ser facilmente armazenado, transportado e aplicado às áreas a serem fertilizadas.
O fertilizante da presente invenção, que consiste essencialmente nos fosfatos da fórmula K3H3(PO4)2, pode ser utilizado na preparação da composição que compreende outros elementos importantes de componentes desejados. As composições da invenção podem ser trituradas, peneiradas e acondicionadas, por exemplo, em sacos, para a armazenagem, o transporte e a comercialização aos usuários.
Exemplo 1
Uma batelada do fertilizantes da invenção foi preparada em um reator ao misturar 1.500 kg de MKP técnico, 560 kg de KOH aquoso com aproximadamente 5 0% e aproximadamente 375 kg de água. A ordem de adição dos componentes ao reator era importante: o MKP primeiro, seguido pela água e finalmente pelo KOH. A adição do KOH foi acompanhada pela liberação de calor da neutralização, o que fez a temperatura aumentar até 60-65°C. A mistura foi aquecida por vapor até que a temperatura alcançou 115°C, seguido pela ativação do vácuo com agitação constante até que a água foi extraída e a mistura de reação atingiu a temperatura de 120°C. Em seguida, a mistura foi a temperatura de 45°C com água fria, sendo que esfriada até o vácuo foi interrompido quando a temperatura atingiu 105°C.
mistura esfriada tinha um tamanho uniforme de partículas, com as seguintes características químicas e físicas:
água era aproximadamente 0,3% em peso (perdida a
100°C); a perda de água no aquecimento a 300°C era de 4,5% em
9/10 peso; P2O5 era 4 5,2%, K20 era 43,9%, CaO era 350 ppm, SO4 era 0,43%; a capacidade de fluxo relativa era 93,4% (100% de MKP) ; aturbidez de 1% da solução em água era 5 NTU e o pH era 6,8; a capacidade higroscópica era 50% de C.R.H (umidade relativa crítica).
Exemplo 2
A título de comparação, três materiais foram preparados de duas maneiras diferentes: (i) a mistura física de 43,9% de MKP e de 56,1% de DKP; e (ii) e a preparação de uma mistura in situ pela reação entre o MKP e o KOH na presença de água e a secagem por vácuo sob agitação, que é o método da presente invenção. Os produtos resultantes eram similares em suas características químicas e físicas. No entanto, uma análise de raios-X dos dois produtos revelou um pico elevado típico de um sal duplo no fertilizante obtido a partir do novo processo.
Exemplo 3
Uma mistura de N:P:K com a composição de nutrientes desejada de 22:22:22, com relação ao N;P2O5:K2O, foi obtida pela mistura de um fertilizante de acordo com a invenção e uréia a uma razão de peso de aproximadamente 1:1. A mistura resultante foi analisada, e foi verificado que continha 0,86% de água (perdida a 100°C), uma capacidade higroscópica de 50% de C.R.H., e a turbidez de 1% da solução era de 15 NTU e o pH era igual ,a 6,85. Somente um endurecimento ligeiro foi observado.
Uma mistura de N:P:K com a composição de nutrientes desejada de 7:22:45, com relação ao N:P2O5:K2O, foi obtida pela mistura de um fertilizante de acordo com a invenção e KNO3 a uma razão de peso de aproximadamente 1:1. A mistura resultante exibiu somente um endurecimento ligeiro.
Uma mistura de N:P:K com a composição de nutrientes desejada de 11:35:14, com relação ao N:P2O5:K2O, foi obtida
10/10 pela mistura de um fertilizante de acordo com a invenção e NH4H2PO4 e (NH4)2SO4 a uma razão de peso de aproximadamente 1:1:1. A mistura resultante exibiu somente um endurecimento ligeiro.
Embora a presente invenção tenha sido descrita em termos de alguns exemplos específicos, muitas modificações e variações são possíveis. Portanto, deve ser compreendido que dentro do âmbito das reivindicações em anexo, a invenção pode ser realizada de uma maneira diferente da descrita 10 especificamente.

Claims (4)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. FERTILIZANTE SÓLIDO, PARTICULADO, DE FLUXO LIVRE, caracterizado por fornecer essencialmente apenas fósforo e potássio, consistindo em fosfato de potássio de
    5 fórmula K3H3(PO4)2, em uma quantidade de 92% em peso a 99,8% em peso, e em água, em uma quantidade de 0,2% em peso a 8% em peso, em que o dito fertilizante exibe, no XRD, um sinal que corresponde a um valor 2-teta de 70°.
  2. 2. FERTILIZANTE, de acordo com a reivindicação 1,
    10 caracterizado por compreender água em uma quantidade de 0,5% em peso a 5% em peso.
  3. 3. FERTILIZANTE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de consistir em fosfato de potássio de fórmula K3H3(PO4)2 em uma quantidade de 95% em peso a 99,8%
    15 em peso, e água de 0,2% em peso a 5% em peso.
  4. 4. FERTILIZANTE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser um material particulado estável sem tendência ao endurecimento.
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