ES2977609T3 - Procedimiento de granulación de polihalita - Google Patents

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Abstract

En el presente documento se proporciona un proceso para la producción de gránulos de polihalita a partir de polvo fino de polihalita seco que comprende preparar una mezcla de aglutinante y agua y mezclar la mezcla de aglutinante y agua con el polvo de polihalita en un mezclador, añadiendo continuamente agua al mezclador para proporcionar un material de polihalita. , descargar el material de polihalita del mezclador e introducir el material en un lecho fluido, secar el material y cribar el material para recibir gránulos que varían en tamaño entre 1,4 mm y 4,75 mm. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento de granulación de polihalita
Campo de la invención
La presente invención se refiere al campo de los fertilizantes, específicamente a la producción de gránulos de polihalita para actuar como fertilizante.
Antecedentes de la invención
Para crecer adecuadamente, las plantas necesitan nutrientes (nitrógeno, potasio, calcio, zinc, magnesio, hierro, manganeso, etc.) que normalmente pueden encontrarse en el suelo. A veces se necesitan fertilizantes para lograr un crecimiento vegetal deseado ya que estos pueden mejorar el crecimiento de las plantas.
Este crecimiento de plantas se consigue de dos maneras, siendo la tradicional aditivos que aportan nutrientes. El segundo modo por el cual actúan algunos fertilizantes es potenciar la eficacia del suelo modificando su retención de agua y aireación. Los fertilizantes proporcionan normalmente, en proporciones variables, tres macronutrientes principales:
Nitrógeno (N): crecimiento de las hojas;
fósforo (P): Desarrollo de raíces, flores, semillas, frutos;
potasio (K): fuerte crecimiento del tallo, movimiento del agua en las plantas, promoción de la floración y fructificación; tres macronutrientes secundarios: calcio (Ca), magnesio (Mg) y azufre (S);
micronutrientes: cobre (Cu), hierro (Fe), manganeso (Mn), molibdeno (Mo), zinc (Zn), boro (B), y de importancia ocasional hay silicio (Si), cobalto (Co), y vanadio (V) más catalizadores de minerales raros.
La forma más fiable y eficaz de hacer que la disponibilidad de nutrientes coincida con los requisitos de las plantas es controlando su liberación en la disolución del suelo, usando fertilizantes de liberación lenta o de liberación controlada.
Tanto los fertilizantes de liberación lenta (SRF) como los fertilizantes de liberación controlada (CRF) suministran nutrientes gradualmente. Sin embargo, los fertilizantes de liberación lenta y los fertilizantes de liberación controlada difieren de muchas maneras: la tecnología que usan, el mecanismo de liberación, la longevidad, los factores de control de la liberación y más.
Los fertilizantes sólidos incluyen gránulos, perlas, cristales y polvos. Un fertilizante en perlas es un tipo de fertilizante granular que es casi esférico fabricado solidificando gotitas que caen libremente en el aire o un medio fluido. La mayoría de los fertilizantes de liberación controlada (CRF) usados en viveros comerciales son fertilizantes en perlas que se han recubierto con azufre o un polímero. Estos productos se han desarrollado para permitir una liberación lenta de nutrientes en la zona de la raíz durante todo el desarrollo del cultivo.
La polihalita es un mineral evaporita, un sulfato hidratado de potasio, calcio y magnesio con fórmula: K<2>Ca<2>Mg(SÜ<4>)<4>-2H<2>O. La polihalita se usa como fertilizante puesto que contiene cuatro importantes nutrientes y tiene un bajo contenido en cloruro:
el 48 % de SO<3>como sulfato
el 14 % de K<2>O como sulfato de potasa
el 6 % de MgO como sulfato de magnesio
el 17 % de CaO como sulfato de calcio
El documento WO2016051130 da a conocer un método para fabricar polihalita granulada empleando almidón como aglutinante.
Sumario de la invención
Según la invención, se proporciona un procedimiento para la granulación de polihalita tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.
Según algunas realizaciones demostrativas, los gránulos de polihalita pueden proporcionar características superiores, incluyendo, por ejemplo, una liberación sostenida y/o controlada del fertilizante en el suelo, por ejemplo, debido al tamaño y/o diámetro sustancialmente similar de los gránulos.
Según algunas realizaciones, el uso de polihalita en gránulos también es beneficioso para prevenir la segregación de la polihalita en una mezcla en polvo. La segregación a menudo se produce debido a diferencias en el tamaño o la densidad del componente de la mezcla. Normalmente, las partículas más pequeñas y/o más densas tienden a concentrarse en la base del recipiente, concentrándose las más grandes y/o menos densas en la parte superior. Una granulación ideal contendrá toda la polihalita de la mezcla en una proporción correcta en cada gránulo y no se producirá la segregación de los gránulos.
Según la invención, se proporciona en el presente documento un procedimiento para la producción de gránulos de polihalita a partir de polvo de polihalita seco fino que comprende: preparar una mezcla de aglutinante-agua y mezclar la mezcla de aglutinante-agua con el polvo de polihalita en una mezcladora; añadir continuamente agua a la mezcladora para proporcionar un material de polihalita; descargar el material de polihalita de la mezcladora e introducir el material en un lecho fluidizado; secar el material; y tamizar el material para recibir gránulos con un tamaño que oscila entre 1,4 mm y 4,75 mm, en el que el polvo de polihalita tiene una PSD de entre 0,03-0,08 mm y en el que el aglutinante son cenizas volantes.
Según algunas realizaciones, el procedimiento puede comprender preparar una mezcla de aglutinante-agua que comprende mezclar un aglutinante en una concentración de entre el 2,5-10 % del peso de alimentación con agua en una concentración de entre el 3-9 % del peso de alimentación.
Según algunas realizaciones, la mezcla de aglutinante-agua puede mezclarse con el polvo de polihalita en una mezcladora durante 5-15 minutos.
Según algunas realizaciones, la adición de manera continua de agua a la mezcladora para proporcionar un material de polihalita puede comprender añadir continuamente agua durante al menos dos minutos más.
Según algunas realizaciones, la descarga del material de la mezcladora y la introducción del material en un lecho fluidizado se realiza durante un minuto a 20 grados Celsius.
Según algunas realizaciones, el secado del material puede realizarse a 150 grados Celsius, por ejemplo, en un lecho fluidizado o una secadora de tambor.
Descripción detallada de la invención
Según algunas realizaciones demostrativas, se proporciona un procedimiento para la granulación de polihalita. Según algunas realizaciones demostrativas, los gránulos de polihalita pueden proporcionar características superiores, incluyendo, por ejemplo, una liberación sostenida y/o controlada del fertilizante al suelo, por ejemplo, debido al tamaño y/o el diámetro sustancialmente similar de los gránulos.
Según algunas realizaciones demostrativas, el término “fertilizante” puede incluir cualquier material de origen natural o sintético que se aplique a suelos o a tejidos vegetales para suministrar uno o más nutrientes vegetales esenciales para el crecimiento de plantas, incluyendo, por ejemplo, fertilizantes de un único nutriente (“simples”) tales como nitrato de amonio, urea, nitrato de calcio y amonio, superfosfato, por ejemplo, “superfosfato sencillo” (SSP), fosfoyeso, superfosfato triple (TSP) o una mezcla de los mismos; fertilizantes multinutrientes tales como fertilizantes binarios (NP, NK, PK), por ejemplo, fosfato de monoamonio (MAP) y/o fosfato de diamonio (DAP), fertilizantes de NPK que son fertilizantes de tres componentes que proporcionan nitrógeno, fósforo y potasio; fertilizantes que incluyen una o más de las principales fuentes de micronutrientes de hierro, manganeso, boro, molibdeno, zinc y cobre y similares; fertilizantes compuestos, por ejemplo, que contienen N, P y K; fertilizantes orgánicos tales como turba, residuos animales, residuos vegetales de la agricultura y lodos de aguas residuales; y/u otros elementos tales como calcio, magnesio y azufre.
Según algunas realizaciones, el uso de polihalita en gránulos también es beneficioso para impedir la segregación de la polihalita en una mezcla en polvo. La segregación a menudo se produce debido a diferencias en el tamaño o la densidad del componente de la mezcla. Normalmente, las partículas más pequeñas y/o más densas tienden a concentrarse en la base del recipiente, concentrándose las más grandes y/o menos densas en la parte superior. Una granulación ideal contendrá toda la polihalita de la mezcla en una proporción correcta en cada gránulo y no se producirá la segregación de los gránulos.
Los gránulos de polihalita se producen a partir de un material fino, por ejemplo, polvo, que tiene una distribución de tamaño de partícula (PSD) que es demasiado pequeña para usarse mediante otros métodos convencionales, por ejemplo, mezclado a granel.
El material fino (también denominado en el presente documento polvo de polihalita seco fino) tiene una PSD de entre 0,03 mm-0,08 mm.
Según algunas realizaciones, los gránulos de polihalita de la presente invención pueden tener una forma esférica y, por consiguiente, el mezclado con otros nutrientes (mediante, por ejemplo, mezclado a granel) puede proporcionar una composición más homogénea, los gránulos también pueden poseer una baja tendencia a la segregación, los gránulos también pueden presentar una baja tendencia a romperse para dar partículas pequeñas, los gránulos también pueden presentar una fácil velocidad de disolución, los gránulos pueden recubrirse fácilmente y presentar una baja tendencia a producir polvo, disminuyendo así la contaminación ambiental (sin liberación de polvo).
El procedimiento puede cambiarse de acuerdo con las necesidades y el desarrollo del mercado, puede producirse una nueva línea de productos con diferentes comportamientos químicos y físicos.
Según algunas realizaciones, los gránulos de la presente invención pueden recubrirse con diversos materiales de recubrimiento, por ejemplo, con propósitos antipolvo y antiapelmazante, liberación lenta y para la adición de microelementos y/o macroelementos.
Según algunas realizaciones demostrativas, los gránulos de la presente invención incluyen cenizas volantes como aglutinante.
Según algunas realizaciones demostrativas, se proporciona un procedimiento para la producción de gránulos de polihalita que incluye:
llenar una mezcladora con polihalita seca y mezclar durante un minuto;
mezclar un aglutinante, por ejemplo, en una concentración de entre el 2,5-10 % del peso de alimentación, preferiblemente el 5 %, con agua por ejemplo, en una concentración de entre el 3-9 % del peso de alimentación, preferiblemente el 6 %, en un recipiente independiente, para proporcionar una mezcla de aglutinante-agua; añadir la mezcla de aglutinante-agua a la mezcladora que incluye la polihalita y mezclar durante 5-15 minutos; añadir el 0,5 % de agua sin detener la mezcladora y mezclar durante al menos dos minutos más;
descargar el material de la mezcladora e introducir el material en un lecho fluidizado durante un minuto a 20 grados Celsius;
secar el material a 150 grados Celsius en un lecho fluidizado o una secadora de tambor; y
tamizar el material para recibir gránulos con un tamaño que oscila entre 1,4 mm y 4,75 mm.
Ejemplos
Ejemplo 1
Velocidad de mezcladora: 350 rpm (velocidad lineal de 7,3 m/s)
Velocidad de troceador: 1500 rpm
Tiempo de residencia 7 ' 10 min,
El rendimiento es de aproximadamente el 50-70 %. La secuencia del procedimiento:
1- Llenar la mezcladora y mezclar durante un minuto y detenerla.
2- Mezclar el aglutinante (el 5 % del peso de alimentación) con el agua (el 6 % del peso de alimentación) en un recipiente pequeño (la mezcla).
3- Añadir la mezcla (aglutinante agua) a la mezcladora y poner en marcha la mezcladora y el troceador durante 5 minutos.
4- Añadir agua a la mezcladora en una cantidad igual al 0,5 % del peso de alimentación sin detenerla y después de la adición de agua, detener el troceador.
5- Continuar mezclando durante dos minutos adicionales
6- Descargar el material
7- Introducir el material en un lecho fluidizado durante un minuto a 20 grados Celsius
8- Secar el material a 150 grados Celsius durante cinco minutos.
9- Tamizar el material de 1,4 mm a 4,75 mm
Ensayos en tambor
Se realizaron ensayos en tambor en un tambor que tenía un diámetro de 80 cm. Velocidad de rotación 20 rpm. Se añadió agua mediante pulverización mediante boquilla a 4 atm.
Se mezclaron 20 kg de polihalita con aglutinantes lastrados durante 1 minuto a 300 rpm. Se añadió agua en los materiales y se hizo rotar durante tiempo adicional. Se secaron los gránulos a 150 grados Celsius durante 20 minutos.
Ejemplo 2
Cantidad de aglutinante el 3-5 % de cenizas volantes. Agua añadida el 5-7,5 %, tiempo de granulación 7-8 minutos. Resistencia de gránulos antes de humedad 1,7-2,9 kg/gránulo y después de humedad a 77 % durante 24 horas 0,7 1,6 kg/gránulo. Los rendimientos fueron del 60-67 %.
Ejemplo 3
Como en el ejemplo 2 con el 4 % de cenizas volantes el 1 % de hidróxido de calcio. Tiempo de granulación 7 minutos. Resistencia de gránulo antes de humedad 2,6-3,5 kg/gránulo y 1,6-1,8 kg/gránulo después de humedad. Los rendimientos fueron entre el 52-74 %.
Ejemplo 4
Como en el ejemplo 2. El 2 % de cenizas volantes el 1 % de hidróxido de calcio. Resistencia de gránulo antes de humedad 2,6 kg/gránulo y 1,5 kg/gránulo después de humedad. El rendimiento fue del 43 %.
Ensayos con reja de arado
La reja de arado tiene un volumen de 1000 l. Materiales de llenado al 15 %. La velocidad era de 300 rpm y la velocidad de troceador era de 1500 rpm.
Se mezclaron 10-15 kg de polihalita con aglutinantes lastrados durante 1 minuto a 300 rpm. Se añadió agua y se continuó mezclando durante tiempo adicional, luego se secaron los gránulos a 150 grados Celsius durante 20 minutos.
Ejemplo 5
Se mezclaron 10 kg de polihalita con el 7 % de cenizas volantes el 5 % de hidróxido de calcio durante 1 minuto. Se añadió agua y se mezcló durante 5 minutos. Se secó el producto. La resistencia de los gránulos antes de humedad era de 4 kg/gránulo y 1,9-2,1 después de humedad al 77 % durante 24 horas y 1,7 kg/gránulo después de humedad al 77 % durante 72 horas.
Ejemplo 6
Se mezclaron 15 kg de polihalita con el 6,5 % de cenizas volantes el 2.-4 % de hidróxido de calcio durante 1 minuto. Se añadió agua y se mezcló durante 5 minutos. Se secó el producto. La resistencia de los gránulos antes de humedad era de 2,2-2,9 kg/gránulo y 0,4-0,8 después de humedad al 77 % durante 24 horas y 1,7 kg/gránulo después de humedad al 77 % durante 72 horas.
Ejemplo 7
Reja de arado de 150 l. Llenar con materiales al 40 %. Velocidad 300 rpm. Velocidad de troceador 1500 rpm. Se mezcló la polihalita con aglutinantes lastrados, el 4 % de cenizas volantes y el 1 % de hidróxido de calcio durante 1 minuto a 300 rpm. Se añadió agua y se mezcló durante 5 minutos. Se secó el producto durante 10 minutos a 140 grados Celsius y se tamizó.
La PSD promedio era de 1,4-4,75 mm. La resistencia individual de los gránulos era de 3,6-4,3 kg/gránulos antes de humedad y de 1,4-1,5 kg/gránulo después de humedad al 77 y al 86 % durante 24 horas. Resistencia total del 77-78 %. Apelmazamiento de 0,3 kg, y el rendimiento del 62-73 %. Después de 180 días la resistencia individual de los gránulos era de 2,8-2,9 kg/gránulos, la total del 68-71 %, y el apelmazamiento de 2,7 kg. Aunque esta invención se ha descrito en cuanto a algunos ejemplos específicos, son posibles muchas modificaciones y variaciones. Por tanto, se entiende que dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas, la invención puede realizarse de otro modo que el descrito específicamente.

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para la producción de gránulos de polihalita a partir de polvo de polihalita seco fino que tiene una PSD de entre 0,03 mm-0,08 mm que comprende:
preparar una mezcla de aglutinante-agua y mezclar la mezcla de aglutinante-agua con el polvo de polihalita en una mezcladora;
añadir continuamente agua a la mezcladora para proporcionar un material de polihalita;
descargar el material de polihalita de la mezcladora e introducir el material en un lecho fluidizado; secar el material; y
tamizar el material para recibir gránulos con un tamaño que oscila entre 1,4 mm y 4,75 mm;
en el que un aglutinante en dicha mezcla de aglutinante-agua son cenizas volantes.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la preparación de una mezcla de aglutinante-agua comprende mezclar dicho aglutinante en una concentración de entre el 2,5-10 % del peso de alimentación con agua en una concentración de entre el 3-9 % del peso de alimentación.
3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la mezcla de aglutinante-agua se mezcla con el polvo de polihalita en una mezcladora durante 5-15 minutos.
4. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la adición de manera continua de agua a la mezcladora para proporcionar un material de polihalita comprende añadir continuamente agua durante al menos dos minutos más.
5. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la descarga del material de la mezcladora y la introducción del material en un lecho fluidizado se realiza durante un minuto a 20 grados Celsius.
6. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el secado del material se realiza a 150 grados Celsius.
7. Procedimiento según la reivindicación 6, en el que dicho secado se realiza en un lecho fluidizado o una secadora de tambor.
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