ES2988258T3 - Granulados que contienen polihalita - Google Patents
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Abstract
La presente invención se refiere a gránulos que están constituidos sustancialmente por potasio, magnesio, calcio y sulfato en forma de sales, estando presente un porcentaje del potasio, magnesio, calcio y sulfatos en forma de polihalita y estando presentes las cantidades restantes de potasio, magnesio, calcio y sulfato en forma de sulfatos de magnesio, calcio y/o potasio que se disuelven más rápidamente a 20°C que la polihalita y/o que tienen una solubilidad superior a la de la polihalita. La invención se refiere también a un procedimiento para preparar dichos gránulos y al uso de los gránulos como fertilizantes. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Granulados que contienen polihalita
La presente invención se refiere a granulados, en particular granulados de fertilizante, que están constituidos esencialmente por potasio, magnesio, calcio y sulfato en forma de sales y dado el caso agua y que contienen polihalita. La invención también se refiere a un procedimiento para producir dichos granulados y al uso de los granulados como fertilizante.
La polihalita es un mineral de la clase de los sulfatos y presenta la siguiente composición química: K2Ca2Mg[SO4]4'2H2O. La polihalita cristaliza Aclínicamente en el grupo espacialP1(grupo espacial n.° 2) con los parámetros de red a= 11,689 A;b= 16,332 Á;c= 7,598 Á; a = 91,65°; p = 90,0° y y = 91,9° así como cuatro unidades de fórmula por celda unitaria (Handbook of Mineralogy Vol. V - Polyhalite, 2003, The Mineralogical Society of America). Existen grandes yacimientos de polihalita en Europa, entre otros en Austria, Alemania y Reino Unido así como fuera de Europa en los Estados Unidos, China, India, Ucrania, Turquía e Irán.
Debido a la combinación de los nutrientes vegetales potasio, magnesio y azufre en forma de sulfato, la polihalita es adecuada como abono mineral y repercute ventajosamente sobre diversos criterios de calidad y la vitalidad de los cultivos fertilizados con ella. Además, su bajo contenido en halógenos permite su uso en cultivos sensibles.
Como abono, la polihalita se ofrece principalmente en forma de productos con granulometrías en el intervalo de 2 a 5 mm, por ejemplo como aglomerados por rodillos o como producto producido mediante trituración mecánica de la polihalita extraída. Al triturar la polihalita extraída, se producen grandes cantidades de polihalita finamente dividida, en la que por regla general al menos el 80 % en peso, en particular al menos el 90 % en peso de las partículas de polihalita presentan tamaños de grano de como máximo 2 mm, en particular de como máximo 1,5 mm. Esta polihalita de partículas finas es menos adecuada como fertilizante, ya que es difícil de manipular, sobre todo debido a su pequeño tamaño de grano.
A pesar de sus ventajas fundamentales, tal como por ejemplo su bajo contenido en halógenos, la polihalita presenta varias desventajas. Por un lado, la polihalita no es dúctil y, por tanto, no puede procesarse para dar granulados mecánicamente estables mediante aglomeración por prensado. Además, la polihalita se disuelve muy lentamente en agua, de modo que un efecto fertilizante sólo se produce con retraso. Sin embargo, para muchas aplicaciones es necesario que los iones de acción fertilizante, como sulfato, magnesio y potasio, se liberen lo más rápido posible para que el efecto fertilizante se produzca rápidamente.
El documento DE10213004597 describe un procedimiento para la producción de granulados a partir de sales sulfáticas, no dúctiles, como la polihalita o la langbeinita, en el que una mezcla de la sal finamente dividida con una mayor cantidad de un producto de desecho viscoso que contiene azúcar procedente de la producción de azúcar de caña o de remolacha se somete a granulación por prensado. En este sentido, la mezcla se prensa en primer lugar para dar copos, que deben dejarse madurar durante varias horas antes de triturarlos para dar el granulado acabado, ya que los copos son inicialmente muy blandos. Las resistencias conseguidas no son satisfactorias. Además, el procedimiento requiere más equipamiento debido a la fase de maduración, ya que las costras no pueden procesarse directamente, sino que deben almacenarse temporalmente.
El documento US 2017/0137333 describe la producción de granulados de polihalita a partir de polihalita finamente dividida, en la que la polihalita finamente dividida se mezcla primero con un aglutinante, preferentemente con almidón prehinchado, y a continuación se pulveriza con un mezclador con aproximadamente un 5 % en peso de agua para obtener un producto preaglomerado. Este producto preaglomerado se procesa posteriormente para dar un aglomerado en una placa granuladora con la adición de más agua. El procedimiento requiere mucho equipo en comparación con una aglomeración por prensado. Además, el uso comparativamente grande de agua requiere mucha energía para el secado de los granulados.
El documento US 8.551.429 describe una mezcla de sales obtenida mediante calcinación de polihalita extraída (polihalita calcinada). Durante la calcinación, la polihalita pierde el agua cristalina unida y su estructura cristalina cambia. Además, el comportamiento de la solución cambia. Mientras que la polihalita no calcinada sólo se disuelve lentamente en agua, la calcinada contiene partes constituyentes que se disuelven rápidamente en agua. Además, las proporciones de cantidad relativas de los elementos K, Ca, Mg y S, este último en forma de sulfato, en la polihalita calcinada son comparables a las de la polihalita. De manera correspondiente a esto, en el documento US 8.551.429 se propone la polihalita calcinada para la producción de sulfato de potasio. En el procedimiento se producen grandes cantidades de sales de calcio insolubles que deben eliminarse. Además, el procedimiento es costoso y antieconómico debido al uso de grandes cantidades de agua.
Por lo tanto, el objetivo de la presente invención es proporcionar granulados de fertilizante que contengan partes constituyentes sulfáticas que presenten una resistencia mecánica suficiente y que puedan producirse de manera sencilla, en particular mediante un procedimiento de aglomeración por prensado, de manera sencilla y eficiente. Además existe la necesidad de granulados de fertilizante que contengan partes constituyentes sulfáticas y presenten un perfil de liberación ventajoso de las partes constituyentes que actúan como fertilizantes. Además existe la necesidad de usar polihalita finamente dividida.
Sorprendentemente se encontró que estos y otros objetivos se solucionan mediante granulados que contienen polihalita de acuerdo con la reivindicación 1, que están constituidos esencialmente por potasio, magnesio, calcio y sulfato en forma de sales y dado el caso agua, cuando del 15 al 80 % en peso del potasio, magnesio, calcio y sulfato están en forma de polihalita y del 20 al 85 % en peso del potasio, magnesio, calcio y sulfato en forma de sulfatos de magnesio, calcio y/o potasio, que se disuelven más rápidamente en agua desionizada a 20 °C que la polihalita y/o presentan una mayor solubilidad que la polihalita.
En particular, también se ha descubierto que las mezclas de sales húmedas, finamente divididas, que están constituidas esencialmente por una mezcla de polihalita y al menos una sal adicional o una mezcla de sales que se selecciona entre sulfatos de potasio, sulfatos de calcio y sulfatos de magnesio y sus mezclas, y que se disuelve más rápidamente en agua desionizada a 20 °C que la polihalita y/o presenta una mayor solubilidad que polihalita, pueden procesarse para dar granulados mecánicamente estables mediante aglomeración por prensado, en particular cuando se añade agua a la mezcla de sales antes de la aglomeración por prensado. Esto es sorprendente porque la propia polihalita no puede procesarse para dar un granulado estable mediante aglomeración por prensado, ni siquiera con la adición de agua. El granulado de fertilizante así producido contiene, debido al material de partida, potasio, magnesio, calcio y sulfato.
De manera correspondiente a esto, la presente invención se refiere a granulados que están constituidos esencialmente por potasio, magnesio, calcio y sulfato en forma de sales, en donde una parte del potasio, magnesio, calcio y sulfato está presente en forma de polihalita y las cantidades restantes del potasio, magnesio, calcio y sulfato están presentes en forma de sulfatos de magnesio, de calcio y/o de potasio, que se disuelven en agua desionizada a 20 °C más rápidamente que polihalita y/o presentan una mayor solubilidad que polihalita.
De manera correspondiente a esto, la presente invención también se refiere a un procedimiento para la producción de tales granulados, en el que se somete a aglomeración por prensado una mezcla de sales húmeda, finamente dividida, que está constituida esencialmente por una mezcla de polihalita y al menos una sal adicional o una mezcla de sales que se selecciona entre sulfatos de potasio, sulfatos de calcio, sulfatos de magnesio y sus mezclas, en donde la sal adicional o la mezcla de sales se disuelve en agua desionizada a 20 °C más rápidamente que polihalita y/o presenta una mayor solubilidad que polihalita.
Los granulados de acuerdo con la invención, en particular los granulados que pueden obtenerse según el procedimiento de acuerdo con la invención, se caracterizan por una buena resistencia mecánica, en particular valores de resistencia a la rotura elevados y valores de abrasión bajos. Además, debido a su composición, los granulados de acuerdo con la invención presentan un bajo contenido de halógenos y garantizan que una parte de las partes constituyentes de acción fertilizante, es decir, potasio, magnesio y azufre está a disposición directamente en forma de sulfato, mientras que otra parte garantiza un efecto a largo plazo debido a la baja velocidad de disolución de la polihalita. Además, el procedimiento de acuerdo con la invención permite procesar fácilmente la polihalita extraída para dar granulados de fertilizante sin necesidad de complejos procedimientos de disolución o extracción.
Los granulados de acuerdo con la invención están constituidos esencialmente por potasio, magnesio, calcio y sulfato en forma de sales. Esto significa que los granulados, con respecto al peso total de las partes constituyentes del granulado distintas del agua libre, es decir, agua de cristalización, están constituidos en al menos el 80 % en peso, en particular en al menos el 90 % en peso, con respecto a la masa total de las sales contenidas en el granulado, incluida el agua de cristalización unida en las sales, por potasio, magnesio, calcio y sulfato en forma de sus sales, incluida el agua de cristalización unida a esto.
Los términos "agua libre" y "agua no unida" se utilizan en este caso y en lo sucesivo como sinónimos y se refieren al agua que no está unida como agua de cristalización. Esta última también se conoce como agua unida.
De manera correspondiente a esto, se entiende por el término "que está constituido esencialmente" en relación con las mezclas de sales, que están constituidas en al menos el 80 % en peso, en particular en al menos el 90 % en peso por una mezcla de polihalita y al menos una sal adicional que se selecciona entre sulfatos de potasio, sulfatos de calcio y sulfatos de magnesio y sus mezclas, que se disuelven en agua desionizada a 20 °C más rápidamente que polihalita y/o presentan una mayor solubilidad que polihalita, en donde las indicaciones en % en peso se refieren en este caso a la masa total de las sales contenidas en la mezcla de sales, incluida el agua de cristalización unida a las sales.
Por el término "finamente dividido", en relación con las mezclas de sales y las sustancias constitutivas de las mezclas de sales, se entiende una distribución de tamaños de grano habitual para la producción de granulados, en la que normalmente al menos el 80 % en peso, en particular al menos el 90 % en peso de los granos de sal en el material a prensar presenta un tamaño de grano de como máximo 2 mm, en particular como máximo 1,5 mm y especialmente como máximo 1,2 mm y presenta preferentemente tamaños de grano en el intervalo de 0,01 a 2 mm, en particular en el intervalo de 0,05 a 1,5 mm, y especialmente en el intervalo de 0,1 a 1,2 mm, determinado mediante análisis granulométrico según la norma DIN 66165:2016-08. El tamaño de grano promedio (promedio en peso, valor dso) de los granos de sal del material a prensar se encuentra normalmente en el intervalo de 50 jm a 1500 |jm, en particular en el intervalo de 100 jm a 1200 jm . El valor dg0 del material moldeado utilizado en el procedimiento de acuerdo con la invención se encuentra por regla general en como máximo 2 mm, en particular como máximo 1,5 mm y especialmente como máximo 1,2 mm.
En el caso de los tamaños de grano indicados en este caso y a continuación se trata por regla general de aquellos valores como se determinan por medio de análisis granulométrico según la norma DIN 66165:2016-08. La determinación de las proporciones en masa de los respectivos tamaños de grano o intervalos de tamaño de grano se realiza terminan de acuerdo con la norma DIN 66165:2016-08 fraccionando el material disperso utilizando varios tamices mediante tamizado mecánico en sistemas calibrados previamente. Siempre que no se indique lo contrario, las indicaciones en porcentaje en relación con tamaños de partícula o de grano deben entenderse como indicaciones en % en peso. En este contexto, el valor dg0 designa aquel tamaño de grano que queda por debajo del 90 % en peso de los granos de sal. El valor d-10 designa aquel tamaño de grano que queda por debajo del 10 % en peso de los granos de sal. El valor d50 designa el tamaño de grano promedio en peso. La distribución de tamaño de grano también puede determinarse mediante dispersión de luz láser (difracción de luz láser), por ejemplo según el método indicado en la norma ISO 13320:2009, en particular en el caso de partículas muy pequeñas con tamaños de partícula < 200 jm .
De acuerdo con la invención, los granulados contienen polihalita. La proporción de polihalita es al menos del 15 % en peso y especialmente del 20 % en peso, con respecto a la masa total de las sales contenidas en el granulado, incluida el agua de cristalización unida a las sales. De acuerdo con la invención, la proporción de polihalita no sobrepasa el 80 % en peso y especialmente el 75 % en peso y se encuentra con frecuencia en el intervalo del 20 al 75 % en peso, en cada caso con respecto a la masa total de las sales contenidas en el granulado, incluido el agua de cristalización unida a las sales.
Por polihalita se entiende un mineral que presenta un contenido de K2Ca2Mg[SO4]4'2H2O cristalino por regla general de al menos el 85 % en peso, en particular al menos el 90 % en peso. Además del K2Ca2Mg[SO4]4'2H2O cristalino, la polihalita también puede contener otras sales de metales alcalinos y alcalinotérreos en menor medida, en particular en forma de cloruros y sulfatos. Por regla general, en el caso de la polihalita utilizada para la calcinación se trata de una polihalita de la calidad habitual en el mercado. Preferentemente, la polihalita usada para producir los granulados es una polihalita finamente dividida, en particular una polihalita finamente dividida y/o polvo de polihalita que se produce cuando se tritura una polihalita extraída. Sin embargo, en el caso de la polihalita puede tratarse también de material reciclado procedente de la producción de un granulado que contiene polihalita.
La polihalita usada para la producción de los granulados de acuerdo con la invención presenta una distribución de tamaños de grano en la que normalmente al menos el 80 % en peso, en particular al menos el 90 % en peso de los granos de sal de polihalita presenta un tamaño de grano de como máximo 2 mm, en particular como máximo 1,5 mm y especialmente como máximo 1,2 mm y preferentemente presentan tamaños de grano en el intervalo de 0,01 a 2 mm, en particular en el intervalo de 0,05 a 1,5 mm, y especialmente en el intervalo de 0,1 a 1,2 mm, determinado por análisis granulométrico según la norma DIN 66165:2016-08. El tamaño de grano promedio (promedio en peso, valor d50) de la polihalita se encuentra normalmente en el intervalo de 50 jm a 1500 jm , en particular en el intervalo de 100 jm a 1200 jm . El valor d90 de la polihalita se encuentra por regla general en como máximo 2 mm, en particular como máximo 1,5 mm y especialmente como máximo 1,2 mm.
Normalmente, la polihalita presentará aproximadamente la siguiente composición:
potasio: del 11,0 al 13,0 % en peso;
magnesio: del 3,4 al 4,3 % en peso;
calcio: del 11,0 al 13,5 % en peso;
sulfato: del 55,0 al 64,0 % en peso; así como
dado el caso sodio: < 2 % en peso;
dado el caso halógeno, por ejemplo cloruro: < 5 % en peso
La polihalita contiene además agua de cristalización, normalmente en cantidades del 5,0 al 7,0 % en peso. El contenido de agua de cristalización puede determinarse mediante la pérdida por calcinación a 550 °C. La humedad residual de la polihalita, debido a la humedad adherida, no superará por regla general el 0,5 % en peso, con respecto a la polihalita, y se encuentra normalmente en el intervalo del 0,1 al 0,4 % en peso. La pérdida debida al secado se determina normalmente de acuerdo con la norma DIN EN 15935:2012 secando una muestra de polihalita a temperaturas en el intervalo de 105 ± 5 °C a presión ambiente hasta que el peso sea constante.
La polihalita contenida en los granulados puede determinarse, por ejemplo, por medio de sus reflejos de rayos X característicos en un difractograma de rayos X en polvo del granulado. Los reflejos de rayos X característicos de la polihalita se describen en la bibliografía, por ejemplo en Handbook of Mineralogy Vol. V - Polyhalite, 2003, The Mineraological Society of America, y en la base de datos del Centro Internacional de Datos de Difracción (International Centre for Diffraction Data, ICDD) bajo ICDD 23-982.
Como parte constituyente adicional, los granulados de acuerdo con la invención contienen al menos una sal adicional o mezcla de sales, a continuación sal B, que se selecciona entre sulfatos de potasio, sulfatos de calcio y sulfatos de magnesio y sus mezclas, en donde la sal adicional o mezcla de sales se disuelve a 20 °C en agua desionizada más rápidamente que la propia polihalita y/o presenta una mejor solubilidad, es decir, mayor, que la propia polihalita. En este contexto, la expresión "disolver más rápidamente" significa que al menos el 50% en peso de una muestra de 1 g de la sal o mezcla de sales con un tamaño de partícula promedio en peso de aproximadamente 0,2-0,5 mm se disuelve en 100 ml de agua desionizada con agitación a 20 °C al menos 1,5 veces más rápido, en particular 2,0 veces más rápido que la polihalita con un tamaño de partícula comparable en las mismas condiciones de ensayo. En este contexto, la expresión "mejor solubilidad" o mayor "solubilidad" significa que la solubilidad de la sal o de la mezcla de sales en agua desionizada a 20 °C es al menos 1,2 veces mayor, en particular 1,5 veces mayor que la solubilidad de la polihalita. La solubilidad se determina preparando soluciones saturadas de muestras con un tamaño de partícula promedio en peso de aproximadamente 0,2-0,5 mm y se expresa en g/kg.
La proporción de sal B está en el intervalo del 20 al 85 % en peso y especialmente en el intervalo del 25 al 80 % en peso, en cada caso con respecto a la masa total de las sales contenidas en el granulado, incluida el agua de cristalización unida a las sales. En particular, la masa total de polihalita sal B asciende a al menos el 80 % en peso y en particular a al menos el 90 % en peso, con respecto a la masa total de las sales contenidas en el granulado, incluida el agua de cristalización unida a las sales.
A las sales adicionales adecuadas pertenecen sulfato de potasio (K2SO4), sulfato de magnesio, incluidos sus hidratos, como sulfato de magnesio monohidratado, por ejemplo kieserita o sulfato de magnesio monohidratado sintético (SMS) y sulfato de magnesio heptahidratado (epsomita o sal de Epsom), así como la sal mixta K2Mg2[SO4]3 (langbeinita). A las sales adicionales (sal B) pertenece en particular la polihalita calcinada.
En particular, en el caso la sal B adicional se trata de polihalita calcinada.
Por "polihalita calcinada" se entiende una sal sulfatada o mezcla de sales obtenida por calcinación de la polihalita. La polihalita calcinada está disponible en el mercado o puede obtenerse de manera conocida por calcinación de polihalita. Habitualmente, dicha calcinación se realiza a temperaturas de al menos 440 °C, en particular al menos 460 °C y especialmente al menos 480 °C, por ejemplo a temperaturas en el intervalo de 440 °C a 560 °C, en particular en el intervalo de 460 a 540 °C y especialmente en el intervalo de 480 a 520 °C. La calcinación se realiza habitualmente hasta que el material obtenido presente una pérdida por calcinación, determinada por la pérdida por calcinación a 550 °C de acuerdo con la norma DIN EN 15935:2012 (con la diferencia de que no es necesario secar a 105 °C), no superior al 0,2 % en peso, en particular no superior al 0,1 % en peso.
El tiempo de calcinación depende naturalmente de la finura de la polihalita utilizada, de la temperatura y del tipo de dispositivo de calcinación y puede determinarse por el experto mediante pruebas rutinarias. El tiempo de calcinación habitualmente se encuentra en el intervalo de 1 a 60 minutos, especialmente en el intervalo de 10 a 20 minutos. Los dispositivos adecuados para la calcinación son entre otros hornos rotatorios, hornos de lecho fluidizado y hornos de mufla.
Dado que la composición de la polihalita calcinada difiere de la polihalita utilizada para la calcinación esencialmente sólo en la pérdida de agua de cristalización, de manera correspondiente a esto presenta normalmente por ejemplo la siguiente composición:
potasio: del 11,8 al 14,0 % en peso;
magnesio: del 3,6 al 4,6 % en peso;
calcio: del 11,5 al 14,6 % en peso;
sulfato: del 59,0 al 69,0 % en peso;
dado el caso sodio: < 2,5 % en peso;
dado el caso halógeno, por ejemplo cloruro: < 6 % en peso
La polihalita calcinada presenta por regla general una distribución de tamaños de grano comparable a la de la polihalita utilizada para la calcinación. De manera correspondiente, normalmente al menos el 80 % en peso, en particular al menos el 90 % en peso de los granos de sal de la polihalita calcinada presenta un tamaño de grano de como máximo 2 mm, en particular como máximo 1,5 mm y especialmente como máximo 1,2 mm y preferentemente tamaños de grano en el intervalo de 0,01 a 2 mm, en particular en el intervalo de 0,05 a 1,5 mm, y especialmente en el intervalo de 0,1 a 1,2 mm, determinado por análisis granulométrico según la norma DIN 66165:2016-08. El tamaño de grano promedio (promedio en peso, valor d50) de la polihalita calcinada se encuentra normalmente en el intervalo de 50 pm a 1500 pm, en particular en el intervalo de 100 pm a 1200 pm.
El valor dg0 de la polihalita calcinada se encuentra por regla general en como máximo 2 mm, en particular como máximo 1,5 mm y especialmente como máximo 1,2 mm.
En particular, el granulado está constituido esencialmente, es decir, en al menos el 80 % en peso, en particular al menos el 90 % en peso, especialmente al menos el 95 % en peso, con respecto a la masa total de las sales contenidas en el granulado, incluida el agua de cristalización unida en las sales, por polihalita y polihalita calcinada. En particular, en el caso de la polihalita se trata de una polihalita finamente dividida que se produce cuando se tritura una polihalita extraída o se trata de un residuo de la producción de un granulado que contiene polihalita. En el caso de la polihalita calcinada se trata, en particular, de un producto obtenido calcinando una polihalita finamente dividida que se produce al triturar una polihalita extraída o calcinando un material de retorno de una producción de un granulado que contiene polihalita.
En otra forma de realización de la invención, en el caso de la sal B adicional se trata de una mezcla de sulfato de potasio y polihalita calcinada. En particular, el granulado de esta forma de realización está constituido esencialmente, es decir en al menos el 80 % en peso, en particular en al menos el 90 % en peso, especialmente en al menos el 95 % en peso, con respecto a la masa total de las sales contenidas en el granulado, incluyendo el agua de cristalización unida en las sales, por polihalita, polihalita calcinada y sulfato de potasio. La proporción de polihalita calcinada en el granulado constituirá preferentemente al menos el 15 % en peso, en particular al menos el 20 % en peso, en cada caso con respecto a la masa total de las sales contenidas en el granulado, incluida el agua de cristalización unida en las sales. La cantidad total de polihalita calcinada y sulfato de potasio se encontrará preferentemente en el intervalo del 25 al 85 % en peso y especialmente en el intervalo del 30 al 80 % en peso, en cada caso con respecto a la masa total de las sales contenidas en el granulado, incluida el agua de cristalización unida en las sales. La cantidad de sulfato de potasio asciende en particular a al menos el 5 % en peso, y especialmente a al menos el 10 % en peso, en cada caso con respecto a la masa total de las sales contenidas en el granulado, incluida el agua de cristalización unida en las sales.
En otra forma de realización de la invención, en el caso de la sal B adicional se trata de sulfato de magnesio, incluidos sus hidratos, como sulfato de magnesio monohidratado, por ejemplo kieserita o sulfato de magnesio monohidratado sintético (SMS) y sulfato de magnesio heptahidratado (epsomita o sal de Epsom). En particular, el granulado de esta forma de realización está compuesto esencialmente, es decir, en al menos el 80 % en peso, en particular al menos el 90 % en peso, especialmente al menos el 95 % en peso, con respecto a la masa total de las sales contenidas en el granulado, incluida el agua de cristalización unida en las sales, por polihalita, polihalita calcinada y sulfato de magnesio, en particular en forma de monohidrato (kieserita y/o SMS). La proporción de polihalita calcinada en el granulado constituirá preferentemente al menos el 15 % en peso, en particular al menos el 20 % en peso, en cada caso con respecto a la masa total de las sales contenidas en el granulado, incluida el agua de cristalización unida en las sales. La cantidad total de polihalita calcinada y sulfato de magnesio se encontrará preferentemente en el intervalo del 25 al 85 % en peso y especialmente en el intervalo del 30 al 80 % en peso, en cada caso con respecto a la masa total de las sales contenidas en el granulado, incluida el agua de cristalización unida en las sales. La cantidad de sulfato de magnesio asciende en particular a al menos el 5 % en peso, y especialmente a al menos el 10 % en peso, en cada caso con respecto a la masa total de las sales contenidas en el granulado, incluida el agua de cristalización unida en las sales. Las indicaciones en peso en relación con el sulfato de magnesio se refieren en cada caso a la sal utilizada, es decir, en el caso de los hidratos, al hidrato.
Además, el granulado de acuerdo con la invención puede contener micronutrientes a modo de sal, como los que se usan a menudo en los fertilizantes. La proporción de micronutrientes a modo de sal no sobrepasará por regla general el 10 % en peso, en particular el 5 % en peso y especialmente el 3 % en peso, con respecto a la masa total de las sales contenidas en el granulado, incluida el agua de cristalización unida en las sales. A los micronutrientes a modo de sal pertenecen los compuestos de boro a modo de sal, así como sales y compuestos complejos de los elementos manganeso, cinc, cobre, hierro y molibdeno. A este respecto, manganeso, cobre y cinc se utilizan preferentemente en forma de sulfatos. Preferentemente, cobre y hierro también se utilizan en forma de quelatos, por ejemplo con EDTA. Preferentemente, boro se utiliza como borato de sodio-calcio, por ejemplo en forma de ulexita, borato de sodio, borato de potasio o ácido bórico. El molibdeno se utiliza preferentemente como molibdato de sodio o amonio o como una mezcla de los mismos. Normalmente, la proporción de micronutrientes distintos del boro, calculada en su forma elemental, no sobrepasará el 1 % en peso, con respecto a la masa total de las sales contenidas en el granulado, incluida el agua de cristalización unida en las sales. El contenido de boro, calculado como B2O3 por regla general no sobrepasará el 3 % en peso y se encuentra normalmente, siempre que esté contenido, en el intervalo del 0,01 al 3 % en peso, en particular del 0,01 al 2 % en peso, con respecto a la masa total de las sales contenidas en el granulado, incluyendo el agua de cristalización unida en las sales.
Además, el granulado puede contener cualquier impureza que esté contenida en la polihalita y en las sales B adicionales utilizadas. A esto pertenecen sobre todo halogenuros de sodio, de potasio, de magnesio y de calcio, además óxidos de calcio y de magnesio como MgO, MgCOs y sulfato de calcio poco soluble, por ejemplo en forma de yeso. La proporción de las sales introducidas mediante impurezas no sobrepasará por regla general el 20 % en peso, en particular el 10 % en peso, con respecto a la masa total de las sales contenidas en el granulado, incluida el agua de cristalización unida en las sales.
Además, el granulado puede contener también aglutinantes orgánicos, por ejemplo, tilosa, melaza, gelatina, almidón, lignosulfonatos o sales de ácidos policarboxílicos como citrato de sodio o citrato de potasio o sales de ácidos grasos como estearato de calcio. La proporción de aglutinantes orgánicos normalmente no sobrepasará el 2 % en peso y asciende preferentemente a menos del 1 % en peso, en cada caso con respecto a la masa total de las sales contenidas en el granulado, incluida el agua de cristalización unida en las sales.
Los granulados de acuerdo con la invención están constituidos, debido a sus partes constituyentes, esencialmente por potasio, magnesio, calcio y sulfato. En particular, los granulados contienen potasio, magnesio, calcio y sulfato en las siguientes proporciones de cantidad en % en peso, con respecto a la masa total del granulado:
- potasio en una cantidad del 10,0 al 15,0 % en peso, en particular del 10,8 al 12,2 % en peso;
- magnesio en una cantidad del 3,0 al 5,0 % en peso, en particular del 3,5 al 4,5 % en peso
- calcio en una cantidad del 10,0 al 15,0 % en peso, en particular del 11,9 al 13,6 % en peso y
- sulfato en una cantidad del 50,0 al 70,0 % en peso, en particular del 55,0 al 62,1 % en peso.
Para su uso en fertilizantes, es ventajoso que menos del 10 % en peso de las partículas de granulado, en lo sucesivo granalla, del granulado de acuerdo con la invención presenten un tamaño de grano inferior a 2 mm. Con frecuencia, al menos el 60 % en peso, en particular al menos el 80 % en peso y especialmente al menos el 90 % en peso de las granallas presenta un tamaño de grano no superior a 5 mm. Preferentemente, el tamaño de grano de las granallas se encuentra en al menos el 60 % en peso, en particular en al menos el 80 % en peso y especialmente en al menos el 90 % en peso, en el intervalo de 2 a 5 mm. Preferentemente, los granulados de acuerdo con la invención presentan una baja proporción de partículas con un tamaño de partícula o tamaño de grano inferior a 1 mm. En particular, la proporción de granallas con un tamaño de grano inferior a 1 mm es inferior al 10 % en peso, en particular inferior al 5 % en peso. La distribución de los tamaños de grano de las granallas del granulado de acuerdo con la invención puede determinarse de manera en sí conocida mediante análisis granulométrico de acuerdo con la norma DIN 66165:2016-08 fraccionando el granulado utilizando varios tamices mediante tamizado mecánico en sistemas calibrados previamente. Las indicaciones de tamaño se refieren al diámetro de las granallas.
La producción del granulado de acuerdo con la invención comprende una aglomeración por prensado de una mezcla de sales húmeda. De acuerdo con la invención, la mezcla de sales está constituida esencialmente, es decir en al menos el 80 % en peso, en particular en al menos el 85 % en peso y especialmente en al menos el 90 % en peso o en al menos el 95 % en peso, por una mezcla de polihalita y la al menos una sal B adicional. Las indicaciones dadas en este caso y a continuación en relación con la composición de la mezcla de sales en % en peso se refieren a la masa total de las sales contenidas en la mezcla de sales, incluyendo el agua de cristalización unida en las sales.
En particular, la mezcla de sales usada en la aglomeración por prensado comprende además de polihalita también polihalita calcinada. En este sentido, la polihalita calcinada puede ser la única sal B. Igualmente se prefiere cuando la sal B comprende, además de la polihalita calcinada, una sal B adicional que se selecciona entre sulfato de magnesio, sus hidratos y sulfato de potasio.
En particular, la mezcla de sales está constituida en al menos el 80 % en peso y preferentemente en al menos el 90 % en peso o en al menos el 95 % en peso de por mezclas de polihalita con al menos una sal B adicional, que se selecciona entre sulfato de potasio, sulfato de magnesio y sus hidratos como el monohidrato (kieserita) o el heptahidrato (sal de Epsom o epsomita), langbeinita, es decir K2Mg2[SO4]3, y polihalita calcinada y sus mezclas. De manera especialmente preferente la mezcla de sales está constituida en al menos el 80 % en peso y preferentemente en al menos el 90 % en peso o en al menos el 95 % en peso por mezclas de polihalita y polihalita calcinada o por polihalita, polihalita calcinada y una sal B adicional, que se selecciona entre sulfato de magnesio, sus hidratos y sulfato de potasio. Especialmente, la mezcla de sales está constituida en al menos el 80 % en peso y preferentemente en al menos el 90 % en peso o en al menos el 95 % en peso por mezclas de polihalita y polihalita calcinada.
La proporción de polihalita en la mezcla de sales se encuentra en del 15 al 80 % en peso y especialmente en el intervalo del 20 al 80 % en peso, en cada caso con respecto a la masa total de las sales contenidas en la mezcla de sales, incluida el agua de cristalización unida en las sales. La proporción de las sales B asciende de manera correspondiente a esto a del 20 al 85 % en peso y especialmente en el intervalo del 20 al 80 % en peso, en cada caso con respecto a la masa total de las sales contenidas en la mezcla de sales, incluida el agua de cristalización unida en las sales. Además de las partes constituyentes mencionadas anteriormente, la mezcla de sales puede contener micronutrientes u otras sales en las cantidades indicadas anteriormente.
De acuerdo con la invención se somete una mezcla de sales húmedas a la aglomeración por prensado. Mediante esto se consigue la resistencia deseada de los granulados y se reduce la abrasión. En este sentido puede procederse de modo que se añade el agua inmediatamente antes de añadir la mezcla de sales al dispositivo usado para la aglomeración por prensado, en lo sucesivo prensa. Sin embargo, la mezcla de sales a menudo se humedece primero añadiendo agua y después se producen los granulados a partir de la mezcla de sales húmeda mediante aglomeración por prensado.
La cantidad de agua añadida asciende por regla general a del 0,1 al 4 % en peso, en particular a del 0,2 al 3,5 % en peso y especialmente a del 0,5 al 3 % en peso de agua, con respecto a la masa total de las sales contenidas en la mezcla de sales, incluida el agua de cristalización unida a esto. Dado el caso, al añadir agua se tendrá en cuenta la posible humedad residual de la mezcla de sales, que se designa también como pérdida debida al secado, de modo que los límites superiores indicados para la cantidad de agua añadida no sobrepasen del 4 % en peso o del 3,5 % en peso o del 3 % en peso, con respecto a la masa total de las sales contenidas en la mezcla de sales, incluida el agua de cristalización unida a esto, y los límites superiores comprenden conjuntamente el agua no unida (pérdida debida al secado). En otras palabras, la cantidad total de agua añadida y humedad residual no sobrepasará por regla general del 4 % en peso, o del 3,5 % en peso, o del 3 % en peso, con respecto a la masa total de las sales contenidas en la mezcla de sales, incluida el agua de cristalización unida a esto.
La facilitación de la mezcla de sales humedecida se realiza de una manera en sí conocida mezclando las partes constituyentes de la mezcla de sales con agua en las proporciones de cantidad deseadas en dispositivos adecuados para este fin. Los dispositivos adecuados para mezclar los componentes de la mezcla de sales y el agua son mezcladores de caída con y sin piezas montadas posteriormente, como mezcladores de tambor y mezcladores de anillo, mezcladores de paletas, como mezcladores de artesa, mezcladores de pala de arado y mezcladores de doble husillo, así como mezcladores de tornillo. En este sentido puede procederse también de modo que se mezcla la polihalita con la o las otra(s) parte(s) constituyente(s) y luego se humedece la mezcla con agua.
La adición del agua a la mezcla de sales puede realizarse inmediatamente antes de la aglomeración por prensado, por ejemplo inmediatamente antes de añadir la mezcla de sales a la prensa. Sin embargo, el agua a menudo se mezcla con la mezcla de sales y la mezcla de sales húmeda se alimenta a la aglomeración por prensado. El agua puede añadirse a la mezcla de sales, que ya contiene todos los componentes necesarios para la aglomeración por prensado. Sin embargo, también es posible combinar la adición del agua y el mezclado de las sales, por ejemplo añadiendo el agua durante el mezclado de las sales o añadiendo el agua en forma de una solución de una de las partes constituyentes sólidas, por ejemplo un micronutriente o un aglutinante. La adición del agua puede realizarse de una manera en sí conocida, por ejemplo, pulverizándola sobre las partes constituyentes sólidas del material a prensar en dispositivos adecuados para este fin, por ejemplo, en uno de los dispositivos de mezcla mencionados anteriormente.
Para la aglomeración por prensado es ventajoso cuando las partes constituyentes de la mezcla de sales presentan una distribución de tamaños de grano, en la que al menos el 80 % en peso, en particular al menos el 90 % en peso de los granos de sal en la mezcla de sales presenta un tamaño de grano de como máximo 2 mm, en particular como máximo 1,5 mm y especialmente como máximo 1,2 mm y preferentemente tamaños de grano en el intervalo de 0,01 a 2 mm, en particular en el intervalo de 0,05 a 1,5 mm y especialmente en el intervalo de 0,1 a 1,2 mm, determinado por medio de análisis granulométrico según la norma DIN 66165:2016-08. El tamaño de grano promedio (promedio en peso, valor d50) de las partes constituyentes de la mezcla de sales se encuentra normalmente en el intervalo de 50 pm a 1500 pm, en particular en el intervalo de 100 pm a 1200 pm. El valor dg0 de los granos de sal de la mezcla de sales se encuentra por regla general en como máximo 2 mm, en particular como máximo 1,5 mm y especialmente como máximo 1,2 mm.
La realización real de la aglomeración por prensado puede realizarse de forma análoga a los procedimientos de aglomeración conocidos por el estado de la técnica, que se describen, por ejemplo, en Wolfgang Pietsch, Agglomeration Processes, Wiley - VCH, 1a edición, 2002, en G. Heinze, Handbuch der Agglomerationstechnik, Wiley - VCH, 2000 así como en Perry's Chemical Engineers' Handbook, 7a edición, McGraw-Hill, 1997. En este caso y a continuación se utilizan como sinónimos los términos aglomeración por prensado y granulación por prensado.
Durante la aglomeración por prensado, la mezcla de sales húmeda se compacta o se prensa usando presión. Según el tipo de compactación/prensado, en este sentido las partes constituyentes finamente divididas de la mezcla de sales húmeda se aglomeran para dar aglomerados gruesos o tiras en forma de bandas o en forma de placas. A continuación, se realiza habitualmente una trituración del material grueso obtenido durante la compactación. Para la compactación son adecuadas en principio todas las prensas conocidas para fines similares, como por ejemplo prensas de estampación, de extrusión, punzonadora y de rodillos.
La compactación se realiza preferentemente mediante una prensa de rodillos. En las prensas de rodillos, la compactación se realiza en el espacio entre dos rodillos que giran en sentido contrario. Las superficies de los rodillos pueden ser lisas, perfiladas, por ejemplo estriadas, onduladas o gofradas, o pueden estar equipadas con canales de moldeo. Cualquier perfilado de la superficie del rodillo sirve principalmente para mejorar la relación de avance en el espacio entre rodillos. A menudo se usan prensas de rodillos con una superficie de rodillos lisa o perfilada. En este caso, el producto de aglomeración primario es una hebra en forma de banda o de placa que sale del espacio entre rodillos, que también se denomina costra.
Las fuerzas de prensado necesarias para la compactación, que habitualmente se refieren a la anchura del rodillo y se expresan como fuerzas lineales, se encuentran por regla general en el intervalo de 1 a 75 kN/cm, en particular en el intervalo de 20 a 70 kN/cm y con respecto a 1000 mm de diámetro y un espesor de costra promedio de 10 mm. La prensa de rodillos se hace funcionar por regla general con una velocidad periférica de los rodillos en el intervalo de 0,2 a 1,6 m/s. La compactación se realiza habitualmente a temperaturas en el intervalo de 20 a 100 °C o a la temperatura que se ajusta debido a la acción de fuerzas mecánicas sobre la mezcla de sales húmeda. Dado el caso, la mezcla de sales húmeda alimentada a la granulación se precalienta hasta la temperatura deseada para la compactación o tiene aún calor residual por ejemplo del secado. Dado el caso, la compactación puede realizarse en varias etapas.
El material obtenido durante la compactación se somete por regla general a una trituración para ajustar el tamaño de partícula del granulado que va a producirse. La trituración se puede realizar de manera en sí conocida, por ejemplo mediante molienda en dispositivos adecuados para ello, por ejemplo en trituradoras de impacto, molinos de impacto o trituradoras de rodillos.
Por regla general, el proceso de granulación propiamente dicho, es decir, la compactación y trituración, va seguido de la clasificación del granulado. En este sentido se realiza una separación del granulado en granulados con el tamaño de grano correcto para la especificación, granulados más pequeños (proporción fina o grano de tamaño inferior) y dado el caso granulados más gruesos (es decir proporción gruesa o grano de tamaño superior). En particular, es adecuado para la especificación un granulado en el que al menos el 90 % en peso de las partículas de granulado presente un tamaño de partícula o un diámetro de partícula en el intervalo de 2 a 5 mm. La clasificación puede realizarse según procedimientos habituales, en particular por tamizado.
El material de granulado producido durante la clasificación no adecuado para la especificación, el denominado material de retorno, se reconduce por regla general al proceso. El grano de tamaño inferior puede reconducirse directamente al proceso. El grano de tamaño superior se muele por regla general hasta un tamaño de partícula adecuado para la aglomeración por prensado antes de la reconducción, o se alimentan a otra aplicación.
El granulado así obtenido, adecuado para la especificación puede confeccionarse, por ejemplo envasarse y transportarse de manera en sí conocida.
En una forma de realización preferida de la invención, el granulado producido durante la aglomeración por prensado se somete a un tratamiento posterior con agua antes de la confección. Si el granulado está clasificado, el tratamiento posterior puede realizarse tanto antes como después de la clasificación. Siempre que la aglomeración por prensado comprenda una etapa de trituración, el tratamiento posterior se realiza por regla general después de la trituración y antes o después de una posible clasificación.
Para el tratamiento posterior, el granulado se humedece con una pequeña cantidad de agua. La cantidad de agua se selecciona por regla general de modo que se adsorba por el granulado por completo. Preferentemente, el agua se usa para el tratamiento posterior en una cantidad del 0,1 al 4,0 % en peso, en particular del 0,2 al 3,0 % en peso y especialmente del 0,5 al 2,5 % en peso, con respecto a la masa del granulado acabado, no tratado. La cantidad de agua para el tratamiento posterior se selecciona con frecuencia de modo que la cantidad total de agua libre o bien no unida en el granulado tratado, es decir, el agua que no está unida como agua de cristalización, se encuentra en el intervalo del 0,2 al 8 % en peso, en particular del 0,4 al 6 % en peso y especialmente del 0,6 al 5 % en peso, con respecto a la masa total del granulado recién producido.
Para el tratamiento posterior se procede por regla general de modo que el agua suele aplicarse al granulado acabado de la forma más uniforme posible, en particular en forma finamente distribuida, por ejemplo, mediante pulverización o atomización. Para ello, el agua suele pulverizarse o atomizarse mediante uno o varios atomizadores adecuados, por ejemplo, boquillas fijas o giratorias. En este sentido se ha demostrado que es ventajoso que el granulado se mueva durante la aplicación del agua, en particular el agua atomizada, para conseguir una aplicación más uniforme del agua en la superficie de las partículas de granulado. En particular se procede de modo que el granulado se conduce en un movimiento relativo a través de un cono de pulverización o una cortina de pulverización formada por varios conos de pulverización superpuestos. Por ejemplo, para la aplicación del agua puede procederse de modo que se conduzca el granulado mediante una cinta transportadora a través de una zona en la que se pulveriza o atomiza agua, por ejemplo creando uno o varios conos de pulverización o una o varias cortinas de pulverización en la cinta transportadora en movimiento.
También se puede crear una zona en la que se pulverice o atomice agua en el punto de transferencia entre dos cintas transportadoras, por ejemplo. Esto garantiza que el agua se aplique de forma especialmente uniforme sobre la superficie de las partículas de granulado. En principio, también es posible aplicar el agua a la superficie de las partículas de granulado en dispositivos de mezclado, por ejemplo mezcladores de caída con y sin piezas montadas posteriormente, como mezcladores de tambor y mezcladores de anillo, mezcladores de paletas, como mezcladores de artesa, mezcladores de pala y mezcladores de doble husillo. Al aplicar el agua, la tensión mecánica sobre el granulado se mantiene preferentemente lo más baja posible.
El agua usada para el tratamiento posterior del granulado puede ser en principio pura, por ejemplo agua desionizada, pero también agua del grifo o agua de proceso.
Dado el caso, el tratamiento posterior puede ir seguido de una etapa de secado, por ejemplo haciendo pasar un flujo de gas, por ejemplo aire fresco, a través del granulado o aplicando calor o una combinación de estas medidas.
Los granulados de acuerdo con la invención se caracterizan por una resistencia suficiente para granulados de fertilizante y, por tanto, por una menor sensibilidad a la carga mecánica, como las que se producen durante el almacenamiento o la extracción o durante la manipulación o el transporte de los granulados. El resultado es una menor destrucción del grano y una menor formación de polvo debido a la abrasión, es decir, partículas con un tamaño de grano inferior a 1 mm. Por lo tanto, los granulados obtenidos de acuerdo con la invención tienden a apelmazarse en menor medida durante el almacenamiento, en particular bajo presión, como ocurre en las unidades de apilamiento o durante el almacenamiento en silos. Sorprendentemente, la resistencia mecánica mejorada de los granulados también se mantiene durante el almacenamiento a lo largo de periodos de tiempo más prolongados, de modo que las cargas mecánicas que se producen durante el almacenamiento o la manipulación conducen a una menor destrucción del grano en los granulados obtenidos de acuerdo con la invención incluso después de periodos de almacenamiento más prolongados.
Los granulados de acuerdo con la invención son por tanto adecuados como fertilizantes no sólo por sus partes constituyentes, en particular por la presencia simultánea de potasio, magnesio y sulfato y la baja proporción de halógeno, sino también por su resistencia mecánica. Por consiguiente, los granulados obtenidos de acuerdo con la invención pueden utilizarse en particular en las aplicaciones de fertilizante habituales para los fertilizantes que contienen potasio y que contienen sulfato. Debido a su composición especial, las partes constituyentes activas K, Mg y sulfato se liberan tanto de forma directa como retardada.
Por consiguiente es posible controlar y ajustar específicamente las características de liberación de las partes constituyentes de acción fertilizante del granulado seleccionando la relación de cantidad de polihalita con respecto al sulfato adicional. En otras palabras, una elevada proporción de sal B conduce a una liberación más rápida de las partes constituyentes de acción fertilizante en comparación con los granulados de polihalita. A diferencia de los granulados de fertilizante de polihalita, los granulados de acuerdo con la invención son adecuados como abonos de efecto directo rápido. Los siguientes ejemplos sirven para explicar la invención.
Abreviaturas:
BF: Resistencia a la rotura/resistente al reventón
Ej.: Ejemplo
Poli calc.: polihalita calcinada
GT: Partes en peso
n.d.: no determinado
Poli: Polihalita
TV: Pérdida debida al secado
La determinación de la distribución de tamaño de grano se realizó en una tamizadora vibratoria analítica (tipo Retsch AS 200 control).
La pérdida debida al secado TV se determinó de acuerdo con la norma DIN EN 12880:2000, secando una muestra de aproximadamente 30 g en un armario de secado a temperaturas en el intervalo de 105 ± 5 °C a presión ambiente durante 2 h y determinando el peso de la muestra antes y después del secado.
La pérdida por calcinación se determinó de acuerdo con la norma DIN EN 15935:2012 (con la diferencia de que no se llevó a cabo previamente el secado a 105 °C), sometiendo a recocido una muestra de aproximadamente 2000 g en un horno de mufla a temperaturas en el intervalo de 550 ± 25 °C a presión ambiente durante 2 h y determinando el peso de la muestra antes y después del recocido.
La resistencia al reventón o la resistencia a la rotura se determinó con ayuda del comprobador de resistencia a la rotura de comprimidos tipo TBH 425D de la empresa ERWEKA basándose en mediciones en 56 granallas individuales de diferente tamaño de partícula (fracción 2,5 - 3,15 mm) y se calculó el valor medio. Se determinó la fuerza necesaria para romper la granalla entre el punzón y la placa del comprobador de resistencia a la rotura. Las granallas con una resistencia al reventón > 400 N y aquellas con una resistencia al reventón < 10 N no se tuvieron en cuenta para calcular el valor medio.
Los valores de abrasión se determinaron mediante el procedimiento del tambor rodante de Busch. Para ello, se añadieron 50 g del granulado con una fracción de tamaño de grano de 2,5 - 3,15 mm junto con 70 bolas de acero (diámetro 10 mm, 283 g) en un tambor rodante de un abrasímetro comercial, por ejemplo ERWEKA, tipo TAR 20, y se hicieron girar durante 10 min a 40 r*min_1. A continuación, el contenido del tambor se tamizó en un tamiz con un tamaño de malla de 5 mm, por debajo del cual se colocó un tamiz con un tamaño de malla de 0,5 mm, durante 1 min en una tamizadora (tipo Retsch AS 200 control). La proporción fina tamizada corresponde a la abrasión. ;;Se usaron los siguientes insumos: ;;Polihalita (Poli): ;;Contenido de potasio: 11,4 % en peso ;Contenido de magnesio: 4,1 % en peso ;Contenido de calcio: 12.6 % en peso ;Contenido de sulfato: 59.6 % en peso ;Contenido de cloruro: 3,1 % en peso ;Contenido de sodio: 1,9 % en peso ;;Pérdida debida al secado a 105 °C: < 0,3 % en peso. ;;Pérdida por calcinación a 550 °C: 6,7 % en peso. ;;La polihalita presentaba la siguiente distribución de tamaños de grano: ;;d-i0: 8,3 |jm, d50: 475,4 |jm, dg0: 836,5 |jm. ;;Polihalita calcinada (Poli calc.): ;;Contenido de potasio: 12,1 % en peso ;Contenido de magnesio: 4,3 % en peso ;Contenido de calcio: 13,7 % en peso ;Contenido de sulfato: 62,2 % en peso ;Contenido de cloruro (calculado): 3,3 % en peso ;Contenido de sodio: 2,3 % en peso ;;La polihalita presentaba la siguiente distribución de tamaños de grano: ;;d-i0: 32,2 jim, d50: 499,9 jim, dgü: 1026 jim. ;;Producción de los granulados: ;;Para la aglomeración por prensado se utilizó una prensa de laboratorio de la empresa Bepex del tipo L200/50, que presentaba dos rodillos contrarrotativos con depresiones en forma de varilla en la superficie de los rodillos (diámetro de los rodillos 200 mm, ancho de trabajo 50 mm). La prensa de laboratorio se hizo funcionar con una fuerza de prensado específica de 28 kN/cm y una velocidad de rodillo de 6,2 rpm. La alimentación de la mezcla de sales se realizó por medio de un tornillo de tapón dispuesto encima de los rodillos de prensado. La velocidad de adición de la mezcla de sales ascendía a de aproximadamente 0,5 a 2 kg/min. ;;La trituración de las costras que se producen durante la compactación por medio de la prensa de laboratorio se realizó con un molino de impacto de la empresa Hazemag. El molino de impacto presentaba 2 dispositivos de impacto y tenía un diámetro de rotor de 300 mm. La anchura del espacio para el mecanismo de impacto frontal se ajustó en 10 mm y para el mecanismo de impacto trasero en 5 mm. El molino de impacto se hizo funcionar con una velocidad periférica del rotor de 15 m/s. La trituración se realizó inmediatamente después de la producción de las costras. El rendimiento de las costras se encontraba en de aproximadamente 0,5 a 2 kg/s. ;;A continuación, el material se clasificó utilizando un dispositivo de tamizado disponible en el mercado y se separó la fracción con un tamaño de grano de 2 - 5 mm (producto). La fracción con tamaño de grano < 2 mm puede reconducirse a la tarea (material fino). La proporción con tamaño de grano > 5 mm (material grueso) puede triturarse e igualmente reconducirse. Se tamizó una fracción de prueba (granulado de prueba) con un tamaño de grano de 2,5 - 3,15 mm para determinar la resistencia a la rotura o bien la resistencia al reventón de los granulados. ;;Ejemplos 1 a 4 (en donde el ejemplo 4 no es de acuerdo con la invención) y ejemplos comparativos V1 y V2: ;;Se añadió polihalita calcinada a un mezclador intensivo junto con polihalita y con las partes en peso de agua indicadas en la tabla 1, con respecto a 100 partes en peso de polihalita calcinada, y se mezcló durante 1 minuto. Entonces se añadió la mezcla a la prensa de laboratorio con una velocidad de adición de 0,5 a 2 kg/min e inmediatamente a continuación se trituró y clasificó. ;;A continuación, el granulado resultante se almacenó en condiciones ambientales y se determinó la resistencia a la rotura y la abrasión tras 1 día, 7 días o bien 14 días. Los resultados están recopilados en la tabla 1. ;;T l 1: Pr n in n in r mi n ri r ;; ;
continuación ;; ;;
GT: partes en peso, con respecto a 100 partes en peso de la mezcla de sales ;*) ninguna formación de costra, es decir, no puede compactarse
Ejemplos 5 a 8 (en donde el ejemplo 8 no es de acuerdo con la invención):
Se procesó una mezcla de polihalita y polihalita calcinada para dar un granulado en las proporciones de cantidad indicadas en la tabla 2 según las instrucciones indicadas para los ejemplos 1 a 4, con la diferencia de que antes de la clasificación, el producto triturado se mezcló en un recipiente de mezclado mediante mezclado manual con 2 partes en peso de agua por 100 partes en peso de granulado (tratamiento posterior).
A continuación, el granulado resultante se almacenó en condiciones ambientales y se determinó la resistencia a la rotura y la abrasión tras 1 día, 7 días o bien 14 días. Los resultados están recopilados en la tabla 2.
T l 2: Pr n n n r mi n ri r 2 n H2
GT (% en peso): partes en peso, con respecto a 100 partes en peso de la mezcla de sales
Ejemplo 9:
Se procesó una mezcla de polihalita y polihalita calcinada para dar un granulado con agua en las proporciones de cantidad indicadas en la tabla 3 junto con bórax según las instrucciones indicadas para el ejemplo 3. La cantidad de bórax se seleccionó de modo que el contenido de boro elemental ascendiera al 0,5 % en peso, con respecto a la cantidad total de polihalita y polihalita calcinada (ejemplo 9).
A continuación, el granulado resultante se almacenó en condiciones ambientales y se determinó la resistencia a la rotura y la abrasión tras 1 día, 7 días o bien 14 días. Los resultados están recopilados en la tabla 3.
T l : Pr n n in r mi n ri r
Claims (15)
1. Granulado, que está constituido esencialmente por potasio, magnesio, calcio y sulfato en forma de sales, en donde una parte del potasio, magnesio, calcio y sulfato está presente en forma de polihalita y las cantidades residuales del potasio, calcio, magnesio y sulfato están presentes en forma de sulfatos de potasio, de calcio y/o de magnesio, que se disuelven más rápidamente en agua desionizada a 20 °C y/o presentan una mejor solubilidad que polihalita, en donde la proporción de polihalita se encuentra en el intervalo del 15 al 80 % en peso, con respecto a la masa total de las sales contenidas en el granulado, y la proporción de sulfatos de potasio, de calcio y/o de magnesio se encuentra en el intervalo del 20 al 85 % en peso, con respecto a la masa total de las sales contenidas en el granulado.
2. Granulado según la reivindicación 1, en donde la proporción de polihalita asciende a del 20 al 80 % en peso, con respecto a la masa total de las sales contenidas en el granulado.
3. Granulado según una de las reivindicaciones anteriores, que está constituido esencialmente por una mezcla de polihalita y polihalita calcinada.
4. Granulado según una de las reivindicaciones 1 o 2, que está constituido esencialmente por una mezcla de polihalita, sulfato de potasio y polihalita calcinada.
5. Granulado según una de las reivindicaciones 1 o 2, que está constituido esencialmente por una mezcla de polihalita, sulfato de magnesio o un hidrato de sulfato de magnesio y polihalita calcinada.
6. Granulado según una de las reivindicaciones anteriores, que contiene potasio, magnesio, calcio y sulfato en las siguientes proporciones de cantidad en % en peso, con respecto a la masa total del granulado:
- potasio en una cantidad del 10,0 al 15,0 % en peso, en particular del 10,8 al 12,2 % en peso;
- magnesio en una cantidad del 3,0 al 5,0 % en peso, en particular del 3,5 al 4,5 % en peso;
- calcio en una cantidad del 10,0 al 15,0 % en peso, en particular del 11,9 al 13,6 % en peso; y
- sulfato en una cantidad del 50,0 al 70,0 % en peso, en particular del 55,0 al 62,1 % en peso.
7. Granulado según una de las reivindicaciones anteriores, en donde al menos el 80 % en peso de las partículas de granulado presenta un diámetro en el intervalo de 2 a 5 mm.
8. Granulado según una de las reivindicaciones anteriores, que puede obtenerse mediante un procedimiento que comprende una aglomeración por prensado de una mezcla de sales húmeda, finamente dividida, que está constituida esencialmente por una mezcla de polihalita y al menos una sal adicional o una mezcla de sales que se selecciona entre sulfatos de potasio y sulfatos de calcio, sulfatos de magnesio y sus mezclas, en donde la sal adicional o mezcla de sales se disuelve más rápidamente en agua desionizada a 20 °C y/o presenta mejor solubilidad que la polihalita, en donde la proporción de polihalita se encuentra en el intervalo del 15 al 80 % en peso, con respecto a la masa total de las sales contenidas en la mezcla de sales, y la proporción de sulfatos de potasio, de calcio y/o de magnesio se encuentra en el intervalo del 20 a 85 % en peso, con respecto a la masa total de las sales contenidas en la mezcla de sales.
9. Granulado según la reivindicación 8, en donde la sal adicional comprende polihalita calcinada.
10. Procedimiento para la producción de granulados que contienen potasio, magnesio, calcio y sulfato, que comprende una aglomeración por prensado de una mezcla de sales húmeda, finamente dividida, que está constituida esencialmente por una mezcla de polihalita y al menos una sal adicional o una mezcla de sales que se selecciona entre sulfatos de potasio, sulfatos de calcio, sulfatos de magnesio y sus mezclas, en donde la sal adicional o mezcla de sales se disuelve más rápidamente en agua desionizada a 20 °C y/o presenta mejor solubilidad que la polihalita, en donde la proporción de polihalita se encuentra en el intervalo del 15 al 80 % en peso, con respecto a la masa total de las sales contenidas en la mezcla de sales, y la proporción de sulfatos de potasio, de calcio y/o de magnesio se encuentra en el intervalo del 20 al 85 % en peso, con respecto a la masa total de las sales contenidas en la mezcla de sales.
11. Procedimiento según la reivindicación 10, en donde se añade a la mezcla de sales antes de la aglomeración del 0,1 al 4 % en peso de agua, con respecto al peso total de las partes constituyentes de la composición salina distintas del agua no unida y en donde en particular la mezcla de sales se humedece de manera uniforme con el agua y entonces se alimenta el material humedecido a una aglomeración por prensado.
12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 10 u 11, que presenta una de las siguientes características a) -d):
a) la sal adicional comprende polihalita calcinada;
b) la polihalita es una polihalita finamente dividida que se produce cuando se tritura una polihalita extraída;
c) al menos el 80 % en peso de las partículas de la mezcla de sales presenta un tamaño de partícula de como máximo 2 mm, en particular en el intervalo de 0,05 a 1,5 mm;
d) la producción del granulado (i) comprende un prensado de la mezcla de sales por medio de una prensa de rodillos, (ii) seguido de una trituración de las costras que se producen a este respecto y (iii) una clasificación del granulado que se produce durante la trituración.
13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 10 a 12, en donde a la aglomeración por prensado le sigue un tratamiento posterior con agua del granulado recién producido.
14. Procedimiento según la reivindicación 13, en donde la cantidad de agua usada para el tratamiento posterior se encuentra en el intervalo del 0,1 al 4 % en peso, con respecto a la masa total del granulado recién producido y/o en donde la cantidad de agua usada para el tratamiento se selecciona de modo que la cantidad total de agua libre en el granulado tratado se encuentra en el intervalo del 0,2 al 8 % en peso, con respecto a la masa total del granulado recién producido.
15. Uso de granulados según una de las reivindicaciones 1 a 9 como fertilizante.
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