1.2.1 Nutrientes Sob o aspecto da legislação os elementos essenciais para o crescimento das plantas são denominados:

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1 1 Legislação 1.1 Introdução FERTILIZANTES LEGISLAÇÃO, CARACTERÍSTICAS, PRODUÇÃO E MISTURAS. A legislação sobre o controle de produção e comercialização de fertilizantes e corretivos no Brasil é bastante recente. Ela tem por objetivo caracterizar e estabelecer garantias mínimas sob o aspecto químico, físico e peso. Estabelece ainda, normas para a estocagem, inspeção e fiscalização. A legislação vigente consta do decreto de 18/02/1982 e das portarias 84/MA de 29/03/1982; 01/SEFIS de 04/03/1983 e 280/MA de 30/08/1998. Esta Legislação vem sofrendo constantes revisões, ocorrendo melhorias e modernizações nos conceitos de fiscalização da produção e comércio de fertilizantes. As Portarias e toda legislação atual encontra-se no site Denominação dos Produtos Nutrientes Sob o aspecto da legislação os elementos essenciais para o crescimento das plantas são denominados: a) Macronutrientes primários Nitrogênio, Fósforo e Potássio; b) Macronutrientes secundários Cálcio, Magnésio e Enxofre; c) Micronutrientes Ferro, Zinco, Cloro, Manganês, Boro, Cobre e Molibdênio. A denominação macronutriente secundário deve-se ao fato do Ca, Mg e S serem, via de regra, aplicados por meio de fertilizantes que têm como objetivo principal suprir N, P ou K. Do ponto de vista agronômico esta denominação é questionável e nem sempre é aceita. 1

2 Fertilizantes Fertilizantes são, por definição legal, substâncias minerais ou orgânicas, naturais ou sintéticas, fornecedoras de um ou mais nutrientes para as plantas. Eles são classificados como: Simples Complexo Mistos Orgânico Organo-mineral Composto formados por um composto químico, que pode conter um ou mais nutrientes. (Uréia, Cloreto de Potássio, Superfosfato simples) contém dois ou mais nutrientes, resultante de processo tecnológico em que se formem dois ou mais compostos químicos. (Superfosfato simples, Termofosfatos) resultantes da mistura de dois ou mais fertilizantes simples ou complexos. (Formulados NPK) de origem animal ou vegetal, contendo um ou mais nutrientes para as plantas. (Húmus) procedente da mistura ou combinação de fertilizantes minerais e orgânicos. obtido por processo bioquímico, natural ou controlado com mistura de resíduos de origem animal e vegetal. (Compostagem) Garantias da composição química dos fertilizantes do produto. Os teores dos nutrientes garantidos são expressos como percentual sobre o peso Nitrogênio: O teor é indicado na forma elementar do nutrientes (N), sendo que este expressa o N total contido no produto. Fósforo: O teor é indicado na forma de pentóxido de fósforo (P 2 O 5 ). Esta espécie química não ocorre de forma estável na natureza. Sua utilização para caracterizar o teor de P em fertilizantes advém dos procedimentos analíticos empregados nos primórdios da química que fundamentavam-se na oxidação dos produtos. O teor de fósforo nos fertilizantes é caracterizado pela solubilidade em água, em citrato neutro de amônio mais água ou em ácido cítrico 2% na relação 1:100 e ainda pelo 2

3 seu teor total, de acordo com as características dos fertilizantes, conforme descrito a seguir: - Para os fosfatos acidulados, tais como superfosfato simples e triplo, fosfato monoamônio - MAP e diamônio -DAP e parcialmente acidulados o teor de fósforo é expresso em P 2 O 5 solúvel em citrato neutro de amônio + água e P 2 O 5 solúvel em água. Para os fosfatos parcialmente acidulados deve-se indicar o teor de P 2 O 5 total. - Para as misturas (fórmulas) que contenham fosfatos acidulados e ou parcialmente acidulados o teor de fósforo é expresso em P 2 O 5 solúvel em citrato neutro de amônio + água. - Para os fosfatos naturais, termofosfatos, escórias de desfosforação e farinha de ossos o teor de fósforo é expresso em P 2 O 5 total e solúvel em ácido cítrico 2% na relação 1:100; - Para as misturas (fórmulas) que contenham fosfato natural, fosfatos naturais reativos, termofosfatos, escórias de desfosforação e farinha de ossos na sua composição o teor de fósforo é expresso em P 2 O 5 total, solúvel em ácido cítrico 2% na relação 1:100. Acrescenta-se o P 2 O 5 solúvel em água para misturas que contiverem, também fosfatos acidulados; Potássio: O teor é indicado na forma de óxido de potássio (K 2 O) sendo, nos fertilizantes caracterizado pela solubilidade em água. Macronutrientes secundários e micronutrientes: Os teores são indicados na forma elementar dos elementos químicos, ou seja Ca, S, Mg, Fe, B, Zn, Cu, Cl, Mo e Mn. Fertilizantes mistos (formulas): Para as fórmulas que contenham NPK, NP, NK ou PK a soma dos teores de N total, P 2 O 5 solúvel em ácido cítrico ou citrato neutro de amônio + água, e K 2 O solúvel em água deve ser igual ou superior a 24%. Fertilizantes Orgânicos: Os fertilizantes orgânicos simples deverão garantidos pelos teores água, de matéria orgânica, de N, pela relação C/N e ph, de acordo com os limites apresentadas na tabela 3

4 abaixo. Para farinha de osso exige-se um teor mínimo de 20% de P 2 O 5 total dos quais 80% devem ser solúveis em ácido cítrico 2% relação 1:100 e para a farinha de peixe um teor mínimo de 6% de P 2 O 5 total. Orgânicos Simples Umidade % máxima Mat. Orgânica % mínima. ph mínimo. C/N máxima. N % mínima. Esterco bovino /1 1 Esterco de galinha /1 1,5 Bagaço de cana /1 1 Palha de arroz /1 1 Palha de café /1 1,3 Borra de café /1 1,8 Torta de algodão Torta de amendoim Torta de mamona Torta de soja Farinha de osso ,5 Farinha de peixe Farinha de sangue Turfa e linhita /1 1 O fertilizante organo-mineral deve ser constituído no mínimo de 50% da matéria prima orgânica e, juntamente, com os compostos devem apresentar as garantias listadas na tabela abaixo: Características Organo-mineral Composto Matéria orgânica total Nitrogênio total Umidade Relação C/N ph P 2 O 5 K 2 O Soma (NPK, NP, PK ou NK) Mínimo de 15% Conforme declarado no registro Máximo de 20% - Mínimo de 6,0 Conforme declarado no registro Conforme declarado no registro Mínimo de 6% Mínimo de 40% Mínimo de 1,0% Máximo de 40% Máximo de 18/1 Mínimo de 6,

5 Para os fertilizantes simples, complexos e mistos que contenham nitrogênio, fósforo e potássio, admitem-se tolerâncias em relação aos teores dos nutrientes garantidos pelo produto, de acordo com o limites: Teor (%)de N, P 2 O 5 ou K 2 O Tolerância legal 5 15% > 5 a < 20 10% 20 2 unidades Para macronutrientes secundários e micronutrientes tolera-se até 10% de discrepância em relação ao teor garantido, quando comercializados isoladamente e até 30% quando em misturas Garantias físicas Do ponto de vista físico os fertilizantes simples e complexos apresentam-se na forma granulada, de pó ou farelada. Os fertilizantes mistos (fórmulas) apresentam-se como mistura granulada ou mistura de grânulos. No mistura granulada cada grânulo deverá conter os teores dos elementos garantidos no produto. Na mistura de grânulos os grânulos contêm separadamente os teores dos elementos garantidos. As garantias do ponto de vista físico, para as diferentes forma de apresentação são: Os fertilizantes simples granulados, a mistura granulada e a mistura de grânulos deverão 100% dos grânulos menores que 4 mm de diâmetro. Aceita-se como tolerância no máximo 10% dos grânulos maiores de 4mm e 5,5% menores que 0,5mm. Na forma de pó, no mínimo 95% das partículas devem ser menores que 2 mm de diâmetro e no mínimo de 50% menores que 0,3 mm. Tolera-se, no entanto, 5% das partículas com diâmetro superior a 2mm Na forma de produto farelado 100% das partículas devem ser menores que 4,8 mm de diâmetro e no mínimo 80 % delas inferior a 2,8 mm. Neste caso toleram-se até 15% das partículas maiores que 4,8 mm Garantia de peso Sob este aspecto a legislação (INMETRO/IPEM) permite desvio de até ± 1% sobre o peso líquido indicado nas embalagens. 5

6 2 - Fontes e obtenção dos fertilizantes simples e complexos Em função de sua composição básica os fertilizantes simples são classificados em nitrogenados, fosfatados e potássicos. A cadeia de produção dos fertilizantes fundamenta-se na exploração de recursos naturais, tais como: gás natural, petróleo, calcário, enxofre elementar, rocha fosfatada, minerais potássicos como a silvita, e a própria atmosfera. A partir destes recursos são obtidas as matérias-primas, como, por exemplo: gás de refinarias, amônia, dióxido de carbono, enxofre recuperado em metalurgia, concentrado fosfático. À matéria-prima são agregados os insumos, tais como: o ácido nítrico, ácido sulfúrico e o ácido fosfórico, para obter os produtos intermediários, que são os fertilizantes simples propriamente ditos. Entre estes citam-se como exemplos: uréia, nitrato de amônio, nitrocálcio, sulfato de amônio, superfosfato simples e triplo, fosfato parcialmente acidulado, fosfato monoamônico (MAP) e diamônico (DAP), termofosfatos e cloreto de potássio. A partir dos fertilizantes simples obtém-se os produtos finais que são as misturas NPK.. O uso racional e eficiente dos fertilizantes é de grande importância porque, entre outros motivos, a cadeia de produção é baseada na exploração de recursos naturais não renováveis Fertilizantes nitrogenados As maiores quantidades de nitrogênio encontram-se na litosfera, sendo que a forma gasosas (N 2 ) é encontrada em alta concentração na atmosfera. Apesar da abundância o N 2, é inerte e inacessível à maioria dos organismos vivos. Esta característica decorre na estabilidade da ligação covalente entre os dois átomos de N que compõem a molécula de N 2. Para ser transformado em formas biológicamente ativas (forma absorvível) a molécula de N 2 deve passar pelo processo genericamente denominado de "fixação". Alguns microrganismos têm a capacidade de promover a fixação do N atmosférico, no entanto, grande parte do N empregado na produção agrícola provêm de fertilizantes, que baseiam-se na fixação industrial do N 2. No início do século XXI, desenvolveu-se um processo para a fixação do nitrogênio atmosférico através da síntese de nitrato de cálcio pelo processo do arco voltaico e pela produção da cianamida cálcica. Em 1913, Haber e Bosh na Alemanha, deram origem à moderna indústria de fertilizantes nitrogenados, por meio da síntese de amônia a partir do nitrogênio e hidrogênio, utilizando coque como matéria-prima. Posteriormente passou utilizar o gás 6

7 natural, o gás de refinaria, o resíduo asfaltico e mais recentemente a água por meio de sua hidrólise. Atualmente a amônia é matéria-prima básica para a produção de fertilizantes nitrogenados Processo do Arco voltaico O processo do arco voltaico baseia-se no princípio da fixação atmosférica do N 2, por meio da ação de descargas elétricas (raios). A energia desprendida pela descarga elétrica promove a ruptura da ligação entre os dois átomos de N o que possibilita a reação com o oxigênio atmosférico, formando os óxidos de nitrogênio (NO x ). Esses reagem com a água da atmosfera formando ácido nítrico e nitroso, que precipitam sobre a terra. Em contato com o solo, ou com o calcário, formam os nitratos de cátions metálicos (cálcio, sódio, magnésio, etc). O composto que se forma a elevada temperatura pela união do N 2 com o O 2 é o NO. N 2 + O 2 2 NO Em temperaturas inferiores a 150º C o NO combina-se com o ar atmosférico formando NO 2 : 2 NO + O 2 = 2 NO 2 que parcialmente transforma-se em seu dímerohipoazotido: 2 NO 2 N 2 O 4 Estes gases passando através de torres de granito cheias de quartzo com nebulização de água, forma-se ácidos nitroso e nítrico, que são o produto final da fixação: 2 NO 2 + H 2 O = HNO 2 + HNO 3 N 2 O 4 + H 2 O = HNO 2 + HNO Processo da cianamida cálcica A cianamida cálcica (CaCN 2 ), é obtida pela reação do carbeto de cálcio, ou carbureto (CaC 2 ) com o nitrogênio atmosférico puro. Ainda hoje a cianamida cálcica é utilizada como elemento fertilizante, sobretudo na cultura da uva Síntese da amônia (NH 3 ) A amônia é produzida fazendo-se reagir hidrogênio e nitrogênio, segundo a reação: N 2 + 3H 2 2NH 3 7

8 Esta reação ocorre a pressões e temperaturas elevadas e com auxílio de canalizadores. A fonte de nitrogênio é o ar atmosférico, enquanto que o hidrogênio pode ser proveniente de diversas fontes. O carvão foi a primeira fonte de H, utilizada na Alemanha e nos EUA, sendo até a Segunda Guerra Mundial, responsável por aproximadamente 90% da produção mundial de amônia. Atualmente o gás natural é a fonte de H mais atrativa propiciando a rota de produção mais econômica. O processo de eletrolise da água para a obtenção de H é usado há mais de 50 anos para a produção de amônia. A idéia de se utilizar água como fonte de hidrogênio para a produção de amônia é muito atrativa, especialmente quando se levam em conta idéias de conservação de fontes não-renováveis de energia e as políticas de proteção ao meio ambiente. Para a produção de hidrogênio a partir de derivados do petróleo há tecnologias diferentes que estão associadas à matéria prima. Assim, quando se utiliza gás natural e naftas leves, a tecnologia utilizada é a da reforma de hidrocarbonetos com vapor d água, e quando se processam óleos pesados de resíduo asfáltico, a tecnologia empregada é da oxidação parcial Processos de produção de hidrogênio para a síntese de amônia a - Reforma catalítica a vapor d água O processo de reforma catalítica de hidrocarbonetos é universalmente conhecido como o mais econômico para a produção de hidrogênio. A reação de reforma com vapor é endotérmica, sendo processada num forno chamado reformador primário onde o calor é suprido pela queima de combustível. Segundo a disponibilidade, pode ser utilizado como combustível: gás natural, nafta, gás de refinaria e óleo combustível. O combustível também fornece metano que reage com o vapor d água produzindo hidrogênio. As principais reações do processo são: CH 4 + H 2 O CO + 3H 2 CO + H 2 O CO 2 + H 2 O dióxido de carbono (CO 2 ) é removido da corrente de gás em etapa denominada remoção de CO 2 através de vários solventes, entre os quais as soluções de carbonato de potássio, que é ativado com diferentes compostos e dá lugar aos diferentes processos: se ativado com arsênio, tem-se o processo de Vetrocoke, se com etanolamina, o processo de Benfield, e se ativado com um composto orgânico, o processo de Catacarb. Também são utilizados como solventes as etanolaminas e derivados como metildietanolamina, caracterizando o processo de MDEA. 8

9 Após a etapa de remoção do CO 2, o gás da síntese é purificado para eliminar os vestígios de CO e CO 2 na etapa de metanação, onde os óxidos de carbono são convertidos num reator catalítico em metano e água. O gás final contendo 75% de H 2 e 25% de N 2 e o residual de aproximadamente 1% de metano, chamado gás de síntese puro, está pronto para ser comprimido até a pressão de síntese de amônia, da ordem de 23 a 33 atm. b Oxidação parcial Este método pode utilizar em seu processo uma ampla variedade de matérias primas, desde gás de refinaria até resíduo asfáltico. O processo consiste na reação do hidrocarboneto com oxigênio e vapor d água para produzir hidrogênio a uma temperatura entre e ºC a uma pressão entre 30 e 100 atm. Os processos existentes foram desenvolvidos pela TEXACO e a SCHELL e ambos são processos não catálicos. Eles diferem, principalmente, no projeto do sistema de geração do gás, no tipo de queimador para a combustão dos hidrocarbonetos, no método do resfriamento do gás e no sistema para a remoção do carvão gerado na reação. Após a reação, os gases que saem da seção de gaseificação contém principalmente hidrogênio e monóxido de carbono com um teor residual de metano de 0,5%, em contraste com o processo de reforma (resfriamento), que contém também enxofre, principalmente na forma de H 2 S. A etapa de purificação do gás da síntese inclui uma etapa de remoção de H 2 S com solventes do tipo MDEA, sulfinol ou, por processos físicos a baixas temperaturas utilizando o metanol. Após a remoção do H 2 S, o gás é preaquecido até a temperatura da reação de conversão de CO 2, a aproximadamente 350 ºC. O gás que sai da seção de conversão contém principalmente H 2 e CO 2 com aproximadamente 3% de CO. O gás passa por um sistema de remoção de CO 2, e após e desidratado em peneiras moleculares. Assim, o gás que agora contém hidrogênio com impurezas, é lavado com N 2, para eliminar os vestígios de CO, CO 2 e CH 4, incorporando ao mesmo tempo o nitrogênio necessário à reação de síntese de amônia Obtenção de uréia A uréia é preparada fazendo-se reagir a NH 3 líquida com o CO 2 em câmaras fechadas a 180º C e a 100 atm de pressão. Forma-se uma solução com uréia, carbamato de amônio e amônia. Dessa solução separa-se, em evaporadores a vácuo, a uréia cristalina. As reações que ocorrem são as seguintes: 2NH 3 + CO 2 NH 2 COONH 4 (formação de carbamato de amônio) NH 2 COONH 4 CO(NH 2 ) 2 + H 2 O 9

10 A uréia pode ser pulverizada em câmaras especiais onde mediante aquecimento se solidifica na forma de grânulos brancos Obtenção do sulfato de amônio Existem vários métodos para a produção de sulfato de amônio. Em alguns o sulfato de amônio é subproduto da produção, por exemplo, de caprolactana e metacrilato de metila, mas ele pode ser produzido diretamente pelo processo combinado reaçãoevaporação. O processo de produção direta tem a vantagem de consumir menos energia do que aqueles em que o sulfato de amônio é obtido como subproduto. A produção direta consiste basicamente na reação exotérmica entre amônia vaporizada e ácido sulfúrico, conforme a reação: 2NH 3 + H 2 SO 4 (NH4) 2 SO 4. As matérias primas são alimentadas num evaporador-cristalizador operado à vácuo ou à pressão atmosférica. A mistura das matérias primas gera uma lama na qual processa-se a cristalização do sulfato de amônio. Os cristais são separados da lama efluente por meio de centrifugação. Os cristais passam por um secador rotativo, são classificados e armazenados. 10

11 Características de alguns fertilizantes nitrogenados Fertilizante %N Característica Observação Amônia anidra 82 N amoniacal Água amoniacal 10 Solução de amoníaco em água. N amoniacal Solução nitrogenada 21 Amônia, nitrato de amônio, uréia Nitrato de sódio NaNO 3 15 N nítrico Perclorato de sódio < 15% Uréia (NH 2 ) 2 CO 2 45 N amídica Biureto < 1,5 % solo < 0,3 % foliar Uréia formaldeido 35 N amídica 60% N total insolúvel em água Nitrato de amônio 32 50% N amoniacal 50% N nítrico Nitrato de cálcio 14 N nítrica, e até 1,5% N amoniacal 18 a 19% de Ca 0,5 a1,5 % de Mg Sulfato de amônio 20 N amoniacal, 22 a 24% de S Tiocianato de amônio < 1% Fertilizantes fosfatados As rochas fosfáticas é a matéria prima para a produção de fertilizantes fosfatados, que é um materiais naturais, com teores adequados de fosfatos para serem utilizados economicamente na produção de fertilizantes. Certas rochas fosfáticas ricas em P 2 O 5 podem ser utilizados in natura na produção de fertilizantes; porém, a maioria requer processos de beneficiamento para aumentar o teor de P 2 O 5, concentrando-se os minerais de fósforo, descartando-se os minerais de ganga (minerais não fosfáticos). Sob os aspecto geológico as jazidas fosfáticas dividem-se em quatro grupos principais: de origem ígnea ou magmática que podem ser metamorfizados ou não, de origem sedimentar - fosoforitos, resultante do acúmulo de matéria orgânica - guanos e fosfatos lateríticos. Os depósitos fosfáticos de origem ígnea são resultantes de intrusões magmáticas contendo rochas do tipo carbonatitos, piroxenitos, dunitos, e biotititos e, algumas vezes, sienitos. O principal mineral é a apatita (fluorapatita) Ca 5 (PO 4 ) 3 F. Normalmente, o teor de apatita dos carbonatitos e rochas ultrabásicas associadas (piroxenitos, dunitos, etc.) é inferior a 10%; o teor de P 2 O 5 é cerca de 5%. 11

12 Os principais depósitos de rochas fosfáticas ígneas no Brasil são os de Jacupiranga, Ipanema, e Serrote em São Paulo, Araxá e Tapira em Minas Gerais, Catalão em Goiás, Anitápolis em Santa Catarina e Maicuru no Pará. As rochas fosfáticas de origem sedimentar constituem camadas, níveis ou extratos, mais ou menos uniformes, correspondentes ao acúmulo de fosfatos de precipitação química com ou sem a ajuda de microrganismos em fundo de lagos ou de mares. Normalmente, as rochas associam-se a calcários (precipitação química) com maior ou menor quantidade de sedimentos argilosos (folhelhos ou argilitos). Os minérios sedimentares de fósforo são denominados fosforitos e o principal mineral é o carbonatoapatita com substituições mais ou menos importantes do Ca, F e P 2 O 5. Os principais depósitos sedimentares de fosfato no Brasil são o de Patos de Minas em Minas Gerais, Irecê na Bahia e Olinda em Pernambuco. Os fosfatos naturais diferem quanto a reatividade, que é uma característica intrínseca ao fosfato e independe das condições de solo e plantas. Os fosfatos de origem ígnea ou metamórfica são pouco reativos, devido a sua estrutura cristalina compacta, sem superfície adicional interna, ou seja, um material com pequena superfície específica com provável menor presença de minerais acessórios. Por outro lado os de origem sedimentar apresentam estrutura microcristalina pobremente consolidada, com grande superfície específica. As substituições isomórficas do PO 3-4 por CO 2+ 3 na apatita causa decréscimo no tamanho do cristalino e aumento na superfície específica do material. Portanto, o aumento do conteúdo de carbonato na apatita leva a uma reatividade maior da rocha fosfática. Assim, enquanto a relação molar CO 3 /PO 4 no fosfato de Norte Carolina é de 0,26 (material mais reativo), no de Patos de Minas é de 0,02 (material pouco reativo). Os fosfatos de Jacupiranga, Araxá, Tapira, Catalão e Anitápolis são de origem ígnea, e o de Patos de Minas é de origem sedimentar. Os fosfatos naturais de Gafsa e Norte Carolina são de origem sedimentar. Assim, pode-se dizer que os fosfatos de Gafsa ou de Carolina do Norte são mais reativos que os fosfatos de Araxá ou de Patos de Minas Produção de fertilizantes fosfatados As rotas industriais de fabricação dos principais fertilizantes fosfatados dividem-se basicamente em duas rotas de solubilização do fósforo: via úmida e via térmica (Figura 1). A via úmida caracteriza-se pela acidificação do concentrado fosfático ácido sulfúrico que, dependendo das relações estequiométricas, pode produzir super fosfato simples, fosfato parcialmente acidulado ou, ainda, produzir ácido fosfórico. O ácido 12

13 fosfórico é empregado na acidificação do concentrado fosfático para dar origem ao superfosfato triplo e na produção do fosfatos mono (MAP) e diamônio (DAP), por meio da reação com amônia em proporções adequadas. Um dos grandes problemas da produção de ácido fosfórico é a obtenção de grande quantidade de sulfato de cálcio dihidratado - gesso como subproduto. Além de gerar um grande problema para o armazenamento, o gesso imobiliza cerca 45% do enxofre utilizado no Brasil. Na solubilização via térmica, produz-se o termofosfato, que é obtido através de transformações físicas e reações químicas entre o concentrado fosfático e escórias magnesianas a altas temperaturas. ESCÓRIAS MAGNESIANAS TERMOFOSFATO MAGNESIANO VIA TÉRMICA ROCHA FOSFÁTICA SUPERFOSFASTO TRIPLO VIA ÚMIDA ÁCIDO FOSFÓRICO NH 3 MONOAMÔNIO DE FOSFATO DIAMÔNIO DE FOSFATO SUPERFOSFASTO SIMPLES H 2 SO 4 FOSFATO PARCIALMENTE ACIDAULADO Figura 1 Rotas de fabricação de fertilizantes fosfatados no Brasil 13

14 Superfosfatos Superfosfato é o termo genérico para denominar fertilizantes fosfatados obtidos a partir da reação do concentrado fosfático com ácido sulfúrico ou ácido fosfórico. a) Superfosfato simples A reação do concentrado fosfático com o ácido sulfúrico ocorre em dois estágios. No primeiro estágio o ácido sulfúrico reage com parte da apatita gerando ácido fosfórico, sulfato de cálcio (hemi-hidrtado) e ácido fluorídrico, sendo uma reação rápida. No segundo estágio o ácido fosfórico produzido ataca a apatita ainda intacta formando fosfato monocálcico e ácido fluorídrico, sendo esta uma reação mais lenta. Em termo globais a reação é: Ca 10 (PO 4 ) 6 F 2 + 7H 2 SO 4 + 6,5 H 2 O 3Ca(H 3 PO 4 ) 2 H 2 O + 7CaSO 4 ½ H 2 O + 2HF b) Superfosfato triplo A reação de formação do superfosfato triplo é menos complexa do que a do superfosfato simples devido a ausência do sulfato de cálcio. A principal reação de conversão para superfosfato triplo é: Ca 10 (PO 4 ) 6 F H 3 PO H 2 O 10Ca(H 3 PO 4 ) 2 H 2 O + 2HF 14

15 Características de alguns fertilizantes fosfatados PRODUTO GARANTIA MÍNIMA CARACTERÍSTICAS FONTES E OBTENÇÃO OBS. Superfosfato simples 18% de P 2 O 5 Fósforo determinado como Reação do fosfato natural moído 18 a 20% de Ca P 2 O 5 solúvel em citrato neutro de amônio mais água e mínimo de 16% solúvel em água. Superfosfato triplo 41% de P 2 O 5 Fósforo determinado como Fosfato monoamônico MAP Fosfato diamônico DAP Fosfato natural parcialmente acidulado Termofosfato magnesiano Fosfato natural reativo de Arad/ Israel de Djedel Onk/Argélia e Marrocos. Hiperfosfato natural de Gafsa ou da Carolina do Norte P 2 O 5 solúvel em citrato neutro de amônio mais água e mínimo de 37% solúvel em água. 9% de N Fósforo determinado como 48% de P 2 O 5 P 2 O 5 solúvel em citrato neutro de amônio mais água e mínimo de 44% solúvel em água. Nitrogênio na forma amoniacal. 16% de N Fósforo determinado como 45% de P 2 O 5 P 2 O 5 solúvel em citrato neutro de amônio mais água e mínimo de 38% solúvel em água. Nitrogênio na forma amoniacal. 25 % de P 2 O 5 Fósforo determinado como 17% de P 2 O 5 7% de Mg 28 % de P 2 O 5 Farelado P 2 O 5 total e mínimo de 18% solúvel em citrato neutro de amônio mais água. Fósforo determinado como P 2 O 5 total mínimo de 14% em ácido cítrico a 2% na relação 1:100. Fósforo determinado como P 2 O 5 total e mínimo de 9% solúvel em ácido cítrico 2% na relação 1:100. Fosfato Natural 24 % de P 2 O 5 Fósforo determinado como P 2 O 5 total e mínimo de 4% solúvel em ácido cítrico 2% na relação 1:100. com ácido sulfúrico. Reação do fosfato natural moído com ácido fosfórico. Amoniação do ácido fosfórico. Amoniação do ácido fosfórico. Reação de rocha fosfatada cuja granulometria satisfaça as exigências para o fosfato natural moído com ácido sulfúrico ou fosfórico. Tratamento térmico do fosfato natural com adição de compostos magnesianos e silícicos. Extração natural e beneficiamento através de processo de homogeneização hidropneumática ou flotação. Beneficiamento mecânico de fosfatos naturais mediante moagem fina. 10 a 12% de S 12 a 14% de Ca 25 27% de Ca 0 a 6% de S 0 a 2% de Mg 18 a 20% de Ca 30 a 34 % de Ca 23 a 27% de Ca 15

16 2.3 - Fertilizantes Potássicos A industria de fertilizantes potássicos baseia-se no aproveitamento de jazidas de minerais potássicos, normalmente, do tipo evaporito, isto é, depósitos sedimentares formados pela evaporação de água do mar ou de lagos salgados. A ordem de deposição dos sais, a partir da evaporação de uma solução com composição similar à água do mar é: carbonato de cálcio; carbonato de magnésio; sulfato de cálcio; cloreto de sódio; sulfato de magnésio; cloreto de magnésio; e cloreto de potássio. Os cloretos de magnésio e potássio precipitam-se quando sua concentração atinge cerca de 100 vezes a concentração normal na água do mar. Dentre os vários minerais potássicos existentes na natureza, os mais importantes para a indústria de fertilizantes, são: Silvita (KCl) 63,1% de K 2 O, Silvinita (KCl + NaCl); Carnalita (KCl.MgCl 2.6H 2 O), com 17% de K 2 O; Langbeinita (K 2 SO 4.MgSO 4 ), com 22,6% de k 2 O; Nitro (KNO 3 ), ou salitre, com 46,5% de K 2 O; Cainita (KCl.MgSO 4.3H 2 O), 18,9% de K 2 O. Entre esses, a silvinita é a matéria-prima mais utilizada na indústria de fertilizantes. Os grandes depósitos de silvinita encontram-se dispostos na forma de lençóis subterrâneos, a profundidades que podem atingir até m, situando-se a maioria deles de 100 a 700 m abaixo da superfície. Cerca de 95% de todo potássio minerado é utilizado como fertilizante, principalmente na forma de Cloreto de Potássio (KCl), contendo 60% de K 2 O. Além disso, quantidades relativamente pequenas são comercializadas na forma de Sulfato duplo de Potássio e Magnésio, ou como Sulfato de Potássio Características de alguns fertilizantes potássicos PRODUTO GARANTIA MÍNIMA CARACTERÍSTICAS FONTES E OBTENÇÃO OBS. Cloreto de Potássio 58 % de K 2 O Potássio na forma de A partir de sais brutos de potássio 45 a 48 % de Cl cloreto determinado como K 2 O solúvel em água. por dissoluções seletivas, flotação ou outros métodos de separação. Sulfato de Potássio 48 % de K 2 O Potássio na forma de sulfato determinado como A partir de vários minerais potássicos. 15 a 17% de S 0 a 1,2% de Mg K 2 O solúvel em água. Sulfato de potássio e 18 % de K 2 O Potássio e magnésio A partir de sais de potássio com a 22 a 24% de S magnésio 4,5% de Mg determinados como K 2 O e Mg após extração aquosa por meio apropriado. adição de sais de magnésio, em 1 a 1,5% de Cl solução com ácido sulfúrico. 16

17 3 Características físico-químicas dos fertilizantes Três características dos fertilizantes têm relação direta com a eficiência, a produção de misturas e o manejo da fertilização: a solubilidade; a higroscopicidade, a salinidade e a reação. A solubilidade é caracterizada pelos teores solúveis em água, para os fertilizantes nitrogenados e potássicos, em citrato neutro de amônio e ácido cítrico para os fosfatados. A higroscopicidade refere-se à capacidade do fertilizante absorver água da atmosfera e tem implicação direta sobre a compatibilidade entre fertilizantes na produção de misturas. A salinidade é caracterizada pelo índice salino (IS) do fertilizante, que é a pressão osmótica causada pelo fertilizante, tomando-se como referência a pressão osmótica causada pelo NaNO 3 (IS = 100). O índice salino dos principais fertilizantes, expresso em relação ao NaNO 3 e por unidade de nutrientes, são apresentados na tabela abaixo. Observe que o cloreto de potássio é mais salinizante do que o nitrato de sódio. A aplicação de fertilizantes com alto IS próximo à sementes ou mesmo a raízes podem causar injúria denominada de queima. A levada pressão osmótica gerada próximo a semente ou raiz provoca a plasmólise das células que, após necrosadas, assumem o aspecto de queimadas. Índice salino dos principais fertilizantes Fertilizante Teor do nutriente principal Em Relação a NaNO 3 Índice Salino Por unidade do nutriente Amônia anidra 82,2 47 0,57 Sulfato de amônio 21,0 69 3,25 Nitrato de amônio 35, ,97 Nitrato de cálcio 15,5 65 4,19 Nitrato de sódio 16, ,06 Uréia 46,6 75 1,61 Superfosfato simples 20,0 8 0,40 Superfosfato triplo 45,0 10 0,22 Fosfato monoamônico 62,0 30 0,48 Fosfato diamônico 54,0 34 0,63 Cloreto de potássio 60, ,93 Sulfato de potássio 50,0 46 0,92 Nitrato de potássio 46,0 73 1,59 Sulfato de cálcio - 8 0,25 A reação dos fertilizantes diz respeito à capacidade de alterar a reação do meio no qual eles são solubilizados. Podem, portanto, ser de reação ácida ou alcalina. A 17

18 reação ácida é expressa em termos da quantidade de CaCO 3 necessária para corrigir a acidez gerada pelo fertilizante e a reação alcalina em termos da quantidade de CaCO 3 que gera alcalinidade equivalente à gerada pelo fertilizante. A tabela abaixo apresenta o equivalente de acidez ou de alcalinidade dos principais fertilizantes. Observe que os fertilizantes amoniacais são de caráter ácido, o que se deve essencialmente à nitrificação a partir do amônio. A nitrificação é oxidação do NH + 4 por microrganismos, gerando dois mols de H + para cada mol de NH + 4 oxidado. Equivalente de acidez ou de alcalinidade dos principais fertilizantes Fertilizante Teor de N kg de CaCO 3 puro % Por kg de N Por 100 kg do produto Amônia 82,2-1,80-148,0 Calciocianamida 18,0-2,85 +51,0 Cloreto de amônio 25,0-5,60-140,0 Fosfato monoamônico 9,0-5,00-45,0 Nitrato de amônio 32,0-1,80-58,0 Nitrato de cálcio 14,0 +1,35 +19,0 Nitrato de potássio 13,0 +2,00 +26,0 Nitrato de sódio 15,0 +1,80 +27,0 Nitrocálcio 20,0 0,00 0,0 Sulfato de amônio 20,0-5,35-107,0 Uréia 44,0-1,80-58,0 Fonte: Adaptado de Tisdale et al. (1985) 4 - Processos para produção de misturas de grânulos N-P-K O processo de produção em escala comercial de misturas NPK requer instalações bastante simples. O diagrama da figura abaixo ilustra os processos para mistura de fertilizantes. O processo inicia-se com a transferência das matérias-primas para silos de vários compartimentos, passando previamente por peneiras para separar os torrões eventualmente formados durante o armazenamento. Dos silos, elas são descarregadas nem caçambas com balança, de acordo com o peso desejado. Na seqüência, as matérias-primas são descarregadas em um misturador cilíndrico ou tipo pêra (betoneira), para homogeneização, de onde seguem para o ensaque e o armazenamento. As operações de abertura e fechamento os silos, das caçambas, da balança, da alimentação e descarga do misturador são feitas por meio de sistemas automatizados, 18

19 por princípios pneumáticos ou elétricos. Estes sistemas são utilizados nas instalações das principais unidades de empresas de grande porte do setor de adubos. Diagrama do processo de produção de mistura de fertilizantes N-P-K. MATÉRIAS-PRIMAS SÓLIDAS SILAGEM DOSAGEM MISTURA ENSACAMENTO MISTURA PRONTA de NPK Para o preparo de menores quantidades as misturas de NPK podem ser efetuadas nas próprias fazendas, utilizando o mesmo processo industrial. Porém, nas fazendas geralmente utilizam-se para a homogeneização das misturas equipamentos simples existentes na propriedade como betoneira, tambores com eixo excêntrico, ou mesmo enxada e pá Matérias primas para a mistura granulada de (NPK) As principais matérias primas empregadas na produção de misturas NPK, respeitando-se a compatibilidade são: 19

20 Fontes de N Nitrato de amônio Sulfato de amônio Uréia 34% de N 21% de N e 23% de S (enxofre) 46% de N Fontes de P Super fosfato simples Superfosfato triplo Fosfato monoamônico Fosfato diamônico 18% de P 2 O % de S + 18% de Ca 46% de P 2 O 5 + 1,5% de S + 15% de Ca 52% de P 2 O % de N 46% de P 2 O % de N Fontes de K Cloreto de Potássio 60% de K 2 O Compatibilidade de Fertilizantes sólidos Durante os processos industriais de fabricação de fertilizantes sólidos, devem ser levadas em consideração as compatibilidades entre as matérias primas. Basicamente as compatibilidades são de ordem química ou física Compatibilidade química A compatibilidade química é ilustrada na tabela seguinte, permitindo ao operador da unidade industrial ou agricultor, misturar as mais diversas matérias primas sem risco de problemas de formação de agregados maiores (empedramento), formação de produtos pastosos ou volatilização do elemento químico (nitrogênio). Desta forma, antes de se fazer uma mistura é necessário saber a higroscopicidade das matérias primas que serão utilizadas, como também se são compatíveis. Higroscopicidade é a capacidade de um produto ou substância química tem em absorver umidade: Ex.: não se deve utilizar uma grande quantidade de fertilizante higroscópico na mistura (adubo que absorve muita água, uréia, nitrato de amônio, etc), porque entre 24 a 48 horas a mistura pode empastar, torna a distribuição difícil e desuniforme. 20

21 Compatibilidade entre fertilizantes e corretivos Adubos orgânicos C Compatívies: podem ser misturados C Nitrato de sódio I Compatibilidade limitada: devem ser misturaod s pouco antes da aplicação C C Nitrato de potássio CL Incompatívies: não podem ser misturados C C C Nitrocálcio C C C C Nitrato de amônio C C C C C Sulfato de amônio C C C I I C Uréia C C C C C C C Farinha de ossos C C C C C C C C Fosfatos naturais C C C C C C CL C C Superfosfato simples C C C C C C CL C C C Superfosfato triplo C C C C C C C C C C C MAP C C C C C C C C C CL CL C DAP C C CL I I I I I I I I I I Escórias C C CL I I I I I I I I I I C Termofosfato C C C C C C C C C C C C C CL CL Cloreto de potássio C C C C C C C C C C C C C CL CL C Sulfato de potássio C C C C C C C C C C C C C I I C C Sulfato de potássio e magnésio C C CL I I I I I I I I I I C C CL CL I Cal virgem, hidratada e calcários calcinados C C CL I I I I I I I I I I C C CL CL C C Calcários Obs: Dependo de certas características da uréia, nitrato de amônio e do teor de cloreto de sódio no cloreto de potássio, as misturas podem apresentar certo grau de incompatibilidade Compatibilidade física Esta compatibilidade enfoca a uniformidade entre as partículas das matérias primas, minimizando os efeitos indesejáveis da segregação de nutrientes na mistura do fertilizante. A segregação é um fenômeno natural que ocorre durante o manuseio de misturas fertilizantes. Este processo está associado com o tamanho médio de partícula das matérias primas adotadas na composição e pode ser detectada visualmente pela uniformidade da mistura. Exemplo típico de segregação: a) Ao agitar um saco de adubo, internamente ocorre uma competição entre as partículas, visando melhor acomodação espacial, ou seja, as partículas finas com maior facilidade de deslocamento no leito vão para o fundo e as mais grossas, que agem como um filtro, acabam despontando na superfície. b) Durante a aplicação de uma mistura de adubos a lanço, o movimento giratório do distribuidor impulsiona para mais longe as partículas maiores, enquanto as menores acabam depositando-se mais próximas da linha base de aplicação. 21

22 A tendência à segregação da mistura é conseqüência da qualidade física das matérias primas empregadas. No caso de misturas a segregação física que é um fenômeno natural, pode acarretar em segregação química, uma vez que os teores dos nutrientes se distribuem a partir das diferentes fontes empregadas de acordo com a sua granulometria. Finalmente objetivando a uniformidade das misturas de fertilizante, deve-se sempre proceder à mistura com matérias primas de mesma natureza física (granulometria), nunca misturando materiais granulares com farelados ou pó, evitando assim, uma mistura com alta tendência à segregação. 5 - Processos para a produção de granulados N-P-K (Grânulos) Este processo requer plantas industriais mais complexas e consta basicamente das seguintes etapas: dosagem de matérias-primas; mistura; granulação; secagem; resfriamento; classificação; reciclagem dos finos; tratamento de efluentes; armazenamento. Existem variações entre os processos quanto aos seguintes fatores: tipo da matéria-prima (Sólidas, líquidas, suspensões, lamas); meio de aquecimento do granulador (vapor ou calor gerado por reações químicas); ordem das operações envolvidas (classificação após secagem ou resfriamento); uso de equipamentos adicionais (pré-reator, reator tubular). A figura abaixo mostra o diagrama do processo de produção de fertilizantes granulados N-P-K com reciclo frio, onde a classificação é feita após resfriamento. Observa-se que as matérias-primas sólidas são dosadas e conduzidas a um granulador onde se encontram as matérias-primas fluidas ou provenientes de equipamentos de préneutralização para serem granulados. A granulação é promovida por meio da água e calor, uma vez que as matérias primas são em grande parte constituídos por materiais com maior solubilidade em água. As matérias-primas são transferidas juntamente com o reciclo das peneiras a um equipamento rotativo formando um leito sólido úmido agitado, que funciona com temperaturas elevadas. Este equipamento promove o rolamento entre as partículas e sua aglomeração formando grãos maiores. Atualmente existem três tipos 22

23 de granuladores nas industrias misturados de granulados, com processos parecidos de funcionamento: tambor granulador, prato granulador e pug-mill. Os grãos úmidos são descarregados num secador onde a umidade é reduzida em cerca de 5 a 10% a calores abaixo de 2%, dependendo da fórmula e das matérias-primas utilizadas. Geralmente, após a secagem, os grãos são resfriados e, em seguida, classificados, a fração entre 2 e 4 mm é armazenada aos eventual ensaque. As partículas que excedam a faixa de produção são moídas e recicladas junto com os finos da peneira para o granulador. A quantidade de reciclo produzido no processo é um fator importante tanto no cálculo da produção efetiva da unidade quanto na determinação das condições de operação do granulador, uma vez que sua quantidade oscila geralmente entre uma e três vezes o valor da quantidade do produto podendo ser até maior. Opcionalmente, o produto pode ser recoberto com algum revestimento sólido para formar uma barreira que evite o contato entre os grãos. Para isso, podem ser usados materiais como talco, caulim ou gesso com eventual adição de óleo ou compostos aminados. Os gases efluentes do secador e do resfriador passam normalmente por uma bateria de ciclones onde é captada a maior parte do particulado arrastado nestes equipamentos. O efluente dos ciclones é coletado num lavrador de gases, geralmente do tipo spray tower. Os gases do granulador, no caso de utilização de amônia, são geralmente absorvidos numa solução de ácido fosfórico para o aumento da eficiência de lavagem. O ph da torre de lavagem é geralmente mantido entre 4,5 e 5,5 para evitar saturação do ácido. A lama resultante pode ser recirculada parcial ou totalmente ao granulador. 23

24 Diagrama do processo de produção de grânulos de misturas N-P-K MATÉRIAS-PRIMAS SÓLIDAS DOSAGEM GRANULAÇÃO ÁGUA-VAPOR GRANULAÇÃO QUÍMICA AMÔNIA AMÔNIA ÁCIDOS ÁGUA (LÍQUIDA) ÁGUA (VAPOR) GRANULAÇÃO PRÉ-NEUTRALIZAÇÃO OU REATOR-TUBULAR ÁGUA (VAPOR OU LÍQUIDO) SECAGEM GERAÇÃO DE GASES DE SECAGEM RESFRIAMENTO FINOS MOAGEM GROSSOS CLASSIFICAÇÃO PRODUTOS GRANULADOS Simples ou complexos NPK 24

25 6 Cálculos para o preparo de misturas NPK Para o preparo de mistura quer em escala industrial ou ao nível de fazenda, é necessária a definição das quantidades dos fertilizantes simples que devem ser misturados. Assim, de posse desses dados podem-se se estabelecer a misturas dos fertilizantes. A seguir serão dados alguns exemplos de cálculos para diferentes circunstancias. 1) Quais as quantidades de Sulfato de Amônio (SA) 20% de N, Superfosfato Simples (SS) 20% de P 2 O 5, e de Cloreto de Potássio (KCl) 60% de K 2 O, devem ser misturados para obter-se uma tonelada da mistura Quantidade dos nutrientes por kg da mistura: Então: Mistura N P 2 O 5 K 2 O kg Kg Quantidade de Sulfato de Amônio (SA) 100 kg de SA 20 kg de N x kg de SA 40 kg de N x = 40 x 100 = 200 kg de SA 20 Quantidade de Superfosfato Simples (SS) 100 kg de SS 20 kg de P 2 O 5 y kg de SS 140 kg de P 2 O 5 y = 140 x 100 = 700 kg de SS 20 Quantidade de Cloreto de Potássio (KCl) 100 kg de KCl 60 kg de K 2 O z kg de KCl 60 kg de K 2 O z = 60 x 100 = 100 kg de KCl 60 A soma das quantidades de x, y e z será: = kg de mistura 25

26 Obs: Esta situação é bastante simples, considerando que a soma das quantidades dos fertilizantes simples corresponde exatamente à quantidade necessária da mistura. 2) Se para a situação anterior dispusermos de Uréia (45% N), como fonte de nitrogênio, como ficaria a mistura? De acordo com a mesma regra de três, detalhada anteriormente, a quantidade (x) de uréia será: x = 40 x 100 = 88,9 kg de uréia, ou aproximadamente 89 kg de uréia. 45 Assim, sendo as quantidades de superfosfato simples e cloreto de potássio as mesmas, teremos: = 889 kg de mistura A diferença para atingir os kg desejados: = 111 kg de enchimento que serão completados com material inerte denominado enchimento. Os principais materiais utilizados como enchimento são: gesso agrícola, caulim, talco, turfa ou esterco bovino seco quando a mistura é produzida na própria fazenda. 3) Preparar uma tonelada da mistura NPK utilizando Sulfato de Amônio (SA) 20% de N, Superfosfato Simples (SS) 20% de P 2 O 5, e de Cloreto de Potássio (KCl) 60% de K 2 O. Quantidade dos nutrientes por kg da mistura: Então: Mistura N P 2 O 5 K 2 O kg kg Quantidade de Sulfato de Amônio (SA) 100 kg de SA 20 kg de N x kg de SA 100 kg de N x = 100 x 100 = 500 kg de SA 20 Quantidade de Superfosfato Simples (SS) 100 kg de SS 20 kg de P 2 O 5 y kg de SS 100 kg de P 2 O 5 26

27 y = 100 x 100 = 500 kg de SS 20 Quantidade de Cloreto de Potássio (KCl) 100 kg de KCl 60 kg de K 2 O z kg de KCl 100 kg de K 2 O z = 100 x 100 = 167 kg de KCl 60 A soma das quantidades de x, y e z será: = kg de mistura Deste modo verifica-se que não é possível produzir esta mistura com estes fertilizantes simples. A produção de misturas mais concentradas requer que pelo menos um dos fertilizantes simples utilizados seja mais concentrado. Então se propõem, fazer-se os cálculos utilizando-se como fonte de fósforo o Superfosfato Triplo que possui 45% de P 2 O 5 : Quantidade de superfosfato triplo y = 100 x 100 = 222 kg de ST 45 Chegando a total na mistura de: Quantidade de enchimento: = 889 kg de mistura = 111 kg de enchimento Com freqüência, sobretudo em escala industrial, requer-se o preparo de misturas sem a necessidade do uso de enchimento. Para isso, deve-se dispor de mais de uma fonte para um mesmo nutriente. 4) Quais as quantidades de Sulfato de Amônio (SA) com 20% de N, Uréia (U) com 45% de N, Superfosfato Simples (SS) com 20% de P 2 O 5, e de Cloreto de Potássio (KCl) com 60% de K 2 O, para preparar, sem usar enchimento, uma tonelada da mistura NPK ? Quantidade dos nutrientes por kg da mistura: Então: Mistura N P 2 O 5 K 2 O Kg Kg Iniciam-se os cálculos pelos nutrientes que se utiliza uma única fonte. 27

28 Quantidade de Superfosfato Simples (SS) 100 kg de SS 20 kg de P 2 O 5 y kg de SS 100 kg de P 2 O 5 y = 100 x 100 = 500 kg de SS 20 Quantidade de Cloreto de Potássio (KCl) 100 kg de KCl 60 kg de K 2 O z kg de KCl z = 60 kg de K 2 O 60 x 100 = 100 kg de KCl 60 A soma das quantidades dos fertilizantes totaliza: = 667 kg de mistura Para completar uma tonelada resta-se: = 333 kg, Esta quantidade deverá ser atendida pelas fontes de N. Considerando a concentração de N no sulfato de amônio e na uréia, constata-se que é impossível a utilização de apenas uma delas para atender-se esta quantidade. Assim, a soma das quantidades de sulfato de amônio (SA) e uréia (U) deve totalizar 333 kg. Então, temos: SA + U = 333 kg Eq 1 e, U = 333 SA Eq 2 A quantidade de N suprida pelas duas fontes deverá ser igual a 120 kg de N. Considerando que o sulfato de amônio possui 20% de N e a uréia 45% de N, tem-se: 0,2 SA + 0,45 U = 120 kg Eq 3 Logo, substituindo na Eq 3 o valor de U, ela pode ser resolvida para encontra-se a quantidade de SA. 0,2 SA + 0,45 (333 SA) = 120 0,2 SA ,45 SA = 120 0,2 SA 0,45 SA = ,25 SA = - 30 SA = 30/ 0,25 Voltando a Eq 2, tem-se: U = U = 213 kg de uréia SA = 120 kg de sulfato de amônio 28

29 Assim, as somas das quantidades de sulfato de amônio, uréia, superfosfato simples e cloreto de potássio totalizam os kg. 120 (SA) (U) (SS) (KCl) = kg de mistura 5) Utilizando-se 500 kg de , que quantidades de Sulfato de Amônio (SA) 20% de N, Superfosfato Simples (SS) 20% de P 2 O 5, e de Cloreto de Potássio (KCl) 60% de K 2 O serão necessários para produzir uma tonelada da mistura NPK ? Quantidade dos nutrientes por kg da mistura: Mistura N P 2 O 5 K 2 O kg kg kg de suprirão: 500 x 0,04 = 20 kg de N 500 x 0,14 = 70 kg de P 2 O x 0,08 = 40 kg de K 2 O Assim, a diferença deverá ser suprida pelos demais fertilizantes: N P 2 O 5 K 2 O = 80 kg = 30 kg = 60 kg Quantidade de Superfosfato Simples (SS) SS = 30 x 100 = 150 kg de SS 20 Quantidade de Cloreto de Potássio (KCl) KCl = 60 x 100 = 100 kg de KCl 60 Tem-se que: Logo a diferença: SS + KCl = 250 kg de mistura = 250 kg Portanto, 250 kg deverão ser atendidos pelas fontes de nitrogenadas, sulfato de amônio (SA) e uréia (U). SA + U = 250 kg Eq 1 U = 250 SA Eq 2 A quantidade de N a ser suprida é de 80 kg. Assim, considerando a concentração de N do sulfato de amônio e da uréia, temos: 0,2 SA + 0,45 U = 80 kg Eq 3 Substituindo Eq 2 na Eq 3, tem-se: 29

30 0,2 SA + 0,45 (250 SA) = 80 0,2 SA + 112,5 0,45 SA = 80 0,2 SA 0,45 SA = ,5-0,25 SA = - 32,5 SA = 32,5/0,25 SA = 130 kg Retornando-se a Eq 2, tem-se; U = 250 SA U = U = 120 kg Logo a mistura será constituída por: 500 kg de kg de U kg de ASA kg de SS kg de KCl 6) Preparar 500 kg da mistura NPK , sendo que 2% do N deverá estar na forma nítrica, e 3% na forma amoniacal. Dispõe-se para isso, os fertilizantes: Salitre do Chile (NaNO 3 ) com 15% de N, Sulfato de Amônio (SA) 20% de N, Superfosfato Simples (SS) 20% de P 2 O 5, e de Cloreto de Potássio (KCl) 60% de K 2 O kg da mistura conterão 25 kg de N, dos quais 10 kg (2%) na forma N-NO 3 e 15 kg na forma N-NH + 4, 50 kg de P 2 O 5 e 25 kg de K 2 O. Quantidade de Salitre do Chile (SC) para suprir o NO 3 SC = 30 x 100 = 150 kg de SS 20 Quantidade de Sulfato de Amônio (SA) para suprir o NH 4 SA = 15 x 100 = 75 kg de SA 20 Quantidade de Superfosfato Simples (SS) SS = 50 x 100 = 250 kg de SS 20 Quantidade de Cloreto de Potássio (KCl) KCl = 25 x 100 = 41,7 kg de KCl 60 Total da mistura: 66,7 kg de SC + 75 kg de SA kg de SS + 41,7 kg de KCl = 433,4 kg Quantidade de enchimento: ,4 = 66,6 kg de enchimento 30

31 7) Qual a pureza do sulfato de potássio que contém 48% de K 2 O. Os pesos atômicos são: K = 39 S = 32 O = 16 1 mol de K 2 SO 4 corresponde a 174 g 174 g K 2 SO 4 78 g K 100 g K 2 SO 4 x g K x = 78 x 100 = 44,82% de K 174 Assim, 1 mol de K 2 SO 4 tem 44,8% de K, que corresponde a: 2 K K 2 O ,8 y y = 44,8 x 94 = 53,98% de K 2 O 44,8 Deste modo, de 100g de K 2 SO 4 tem o equivalente a 53,9% de K 2 O, o fertilizante que contém 48% de K 2 O tem: ,98 z 48,00 z = 88,92% de pureza 31