FERTILIZANTES FOSFATADOS: matérias-primas, tecnologia de obtenção. Ação fertilizante e emprego

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1 UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA LUIZ DE QUEIROZ Depto. de Ciência do Solo LSO Adubos e Adubação FERTILIZANTES FOSFATADOS: matérias-primas, tecnologia de obtenção. Ação fertilizante e emprego Prof. Dr. Godofredo Cesar Vitti Dr. Eduardo Zavaschi Piracicaba-SP 05/04/2018

2 INTRODUÇÃO Importância do Fósforo na vida Essencial a todos organismos vivos %M.S. Milho Boi Homem 0,20 0,74 3,11 Armazenamento de energia - Respiração: ATP, ADP, AMP - Fotossíntese: ATP Indispensável ao crescimento, reprodução

3 FÓSFORO NA PLANTA Principal função: armazenamento e utlização da energia, captada através da fotossíntese (ATP); Crescimento das raízes, maturação dos frutos, formação de grãos, frutos e fibras e com o vigor das plantas; Altamente móvel, deficiência ocorre primeiramente nas folhas velhas; Quando o P é deficiente na planta: O poder germinativo das sementes é reduzido e lento, folhas velhas com coloração verde-azulada, menor perfilhamento, gemas laterais dormentes, atraso no florescimento, folhas estreitas, colmos finos, maturação atrasada e grãos leves ou vazios, redução da produção e da qualidade do produto

4 2. FÓSFORO NA PLANTA

5 Fósforo na Produção Agrícola a) O fósforo é um macronutriente primário ou nobre N - P 2 O 5 - K 2 O b) Menos extraído e o mais aplicado nas lavouras - Baixo teor no solo - Dinâmica no solo c) Função: Energia (ATP) Estrutural (RNA e DNA) d)nutriente que mais limita a produção P 2 O 5 > N = K 2 O

6 Local: Nortelândia MT ( 76% de argila ) Soja P resina = 56 mg dm -3 (soja normal) P resina = 5 mg dm -3 (soja deficiente)

7 FÓSFORO NO SOLO Elemento é encontrado em grandes quantidades no solo a 2000ppm; Em compensação, a quantidade disponível às plantas é extremamente baixa; Solo Cerrado comum 1ppm de P disponível = 3kg/ha de P Macronutriente menos exigido pelas plantas ( 20 a 30 kg/ha P 2 O 5 ), mas aplicado em maior quantidade nas adubações (60 a 120 kg/ha P 2 O 5 );

8 FÓSFORO INORGÂNICO QUIMISORÇÃO Parfitt (1978) Ligação Monodentada - Comum para todos os tipos de argilas - Reversível

9 Ligação bidentada - Ocorre em argilas silicatadas e óxidos (Fe e Al) - Baixa reversibilidade

10 Ligação binuclar - Ocorre em óxidos (Fe, Al) - IRREVERSÍVEL???

11 Fatores que afetam a disponibilidade do P DISPONIBILIDADE = FATOR I + FATOR C (1) Solo (2) Clima (3) Planta (4) Fertilizantes fosfatados

12 Desafio agronômico A produção agrícola para atender a crescente demanda da população por alimentos resultou no uso de terras improdutivas marginais (normalmente, mesmo com alta capacidade de fixação de P) Potencial de fixação de P Oxisols and Ultisols Fonte: Gaume, 2000; Sanchez et al 2003 (FAO)

13 Fatores que afetam a disponibilidade do P Área e percentual de ocorrência das Ordens de solos, corpos d água e tipos de terreno, em ordem decrescente, no território brasileiro. Ordens de solo Área km 2 % Latossolos ,61 Argissolos ,79 Neossolos ,28 Plintossolos ,82 Cambissolos ,43 Gleissolos ,60 Luvissolos ,81 Planossolos ,76 Espodossolos ,98 Nitossolos ,20 Chernossolos ,46 Vertissolos ,21 Organossolos ,03 Águas ,84 Afloramento de Rocha (AR) ,13 Dunas ,05 TOTAIS , %

14 Classes de restrição dos solos brasileiros em relação à fertilidade do solo Sparovek et al., 2003 Acidez (superfície e subsuperfície) Baixa Fertilidade Elevada Fixação de Fósforo (P) Perdas de potássio e Enxofre Pobre em micronutrientes Construir fertilidade Fontes e manejo

15 Baixo Teor de P nos Solos Resumo das características químicas mais indesejáveis observadas em 518 amostras subsuperficiais de solos no Cerrado brasileiro Característica química Nível Crítico (A) % abaixo do Nível Crítico Mediana Teores mais comuns Teor % do total ph em água 5,0 48 5,0 4,8 48 Ca trocável (cmol c /dm 3 ) 1,5 96 0,25 < 0,4 76 Mg trocável (cmol c /dm 3 ) 0,5 90 0,09 < 0,2 74 Al trocável (cmol c /dm 3 ) 0,25 91 (B) 0,56 0,25 64 P Mehlich (mg/dm 3 ) 10,0 99 0,4 0,2 79 Zn Mehlich (mg/dm 3 ) 1,0 95 0,6 0,5 69 (A) De acordo com os laboratórios de análise de solos para Minas Gerais. (B) % acima do nível crítico Fonte: Lopes, 1975

16 Baixo Teor de P nos Solos Extensão geográfica e as principais limitações para as regiões agrícolas na América Tropical. Limitações Milhões de ha % da Área Total Físicas Falta de chuva (> 3 meses) Químicas Deficiência de fósforo Baixa CTC efetiva Deficiência de zinco Alta fixação de fósforo Sanchez & Salinas, 1981

17 Fósforo Disponível nos Solos Grande parte do fósforo do solo não está disponível para ser absorvido. Por isso é muito importante o manejo das fontes a serem utilizadas na adubação. P Não Lábil P Lábil P Solução 70 a 80% PPI, 1995 Fase Sólida Disponível (20 a 30%) = Avaliado pelos Extratores (Mehlich I ou Resina)

18 solubilização M - Adubo translocação M - Parte aérea liberação absorção M - sólido M-solução M - raiz fixação(adsorção) CICLO DO P NO SOLO

19 Fatores que afetam a disponibilidade do P (1) Solo A) PODER TAMPÃO EM P (PTP) ARGILAS SESQUIOXÍDICAS (ÓXIDOS Fe e Al) > TEXTURA QUALIDADE DA ARGILA ARGILAS SILICATADAS 1:1 (CAULINITA) > ARGILAS SILICATADAS 2:1 (MONTMORILONITA) Portanto: ARGILOSOS > ARENOSOS LATOSSOLOS > ARGISSOLOS

20 Fatores que afetam a disponibilidade do P (1) Solo B) TEOR DE MATÉRIA ORGÂNICA A M.O melhora a disponibilidade de P por uma série de motivos: a) Fonte de P (20 a 60% P total) CHONPS + O 2 H 2 PO 4 - P orgânico (ácido fítico) ph 6,0 a 7,0 Inositol + H 2 PO 4 - Temp, umidade, C/P 150 b) Formação de complexos fosfo-húmicos facilmente assimiláveis c) Fosfatos orgânicos são mais fracamente retidos d) Diminuição do contato fosfato/argila

21 Fatores que afetam a disponibilidade do P (1) Solo D) ph DO SOLO

22 ph do solo: a) Efeito Direto - precipitação do Al, Fe e Mn (ph elevado) Al OH - Al(OH) 3 b) Efeito Indireto: Aumento da CTC e da atividade microbiana.

23 Quantidade de Nutrientes N P 2 O 5 - K 2 O FATORES QUE AFETAM A DISPONIBILIDADE DO P (1) Solo E) TEMPO DE USO DO SOLO Uso do solo: Quantidade de P previamente fixado Adubação x Uso normal da terra N e K 2 O P 2 O 5 Anos de agricultura

24 Fatores que afetam a disponibilidade do P (2) Clima ABSORÇÃO: CONTATO ÍON - RAIZ Raiz Q D = Qd = ADH (C S C R ) L P H 2 PO 4 - Difusão Fluxo de massa P P Q FM = V x [ M ] Interceptação radicular Q IR = Volume de raiz = Volume de solo Argila M.O.

25 Fatores que afetam a disponibilidade do P (2) Clima FALTA DE ÁGUA e BAIXA TEMPERATURA USINA PIONEIROS SUD MENNUCCI/SP

26 Culturas Fatores que afetam a disponibilidade do P (3) Planta As plantas possuem diferentes capacidades de aproveitamento. % de aproveitamento do Pi do adubo no ano de aplicação por diferentes culturas: Batatinha Milho Soja %

27 Fósforo absorvido (mg P/vaso) Fósforo absorvido (mg P2O5/vaso) Fatores que afetam a disponibilidade do P (4) Fertilizantes fosfatados Utilização de fontes de P 2 O 5 solúveis em água mais citrato neutro de amônio na forma granulada e localizada Sol. H 2 O Test Pó Sol. HA c Test Pó 2 4 6

28 PANORAMA DA INDÚSTRIA MUNDIAL DE FERTILIZANTES Nitrogênio Fósforo Potássio Reservas Mundiais Prontamente Disponível Limitadas Grande Limitação Países Produtores/ Empresas Mais de 75 / (base amônia) # 1 China # 2 EUA # 3 Índia # 4 Rússia 44 / (base P 2 O 5 ) # 1 USA # 2 Marrocos # 3 Rússia # 4 China 12 / ~20 (base KCl) # 1 Canadá # 2 Rússia # 3 Alemanha # 4 Bielo-Rússia Características do Mercado Global, Muitos Players Global, Players Mundiais Global, Poucos Players Mundiais Posição Brasileira Produção: 1 % Consumo: 2 % Produção: 4 % Consumo: 9% Produção: 1 % Consumo: 13 % Investimentos Programados China, Catar, Omã, Vietnam China, Brasil, África do Sul, Marrocos, Peru Em Estudo: Laos, Argentina e Tailândia Fonte: IFA, ANDA e PotashCorp. (a) Inclui rocha fosfática, ácido sulfúrico, ácido fosfórico e MAP/ DAP.

29 PANORAMA DA INDÚSTRIA MUNDIAL DE FERTILIZANTES Tempo para implantação Custo de um novo Principais Novas Capacidades de um novo projeto Projeto* N 3 anos US$ 1 bilhão** para 1 milhão de toneladas de NH3 China 2,2 4,2 Iran 1,1 1,7 Oman 0,0 1,1 Egito 0,7 0,7 MMt Uréia Subtotal 3,9 7,7 P 3-4 anos US$ 1,5 bilhões para 1 milhão de toneladas de P2O5 China 0,9 1,3 Marrocos 0,1 0,6 Rússia -0,7 0,0 EUA -1,1 0,0 Ac. Fosf MM t P2O5 Subtotal -0,8 1,9 K 5-7 anos US$ 2,5 bilhões*** para um mina de 2 Rússia 0,4 0,4 Canadá 1,3 0,0 China 0,5 0,0 MMt KCL milhões de toneladas Subtotal 2,2 0,4 *base dos custos Canadá Saskatchewan **Complexo Amônia/Uréia ***Não inclui custos com ferrovia, estradas, infra-estrutura portuária. Fonte: IFA e PotashCorp

30 POSIÇÃO DO BRASIL NO RANKING MUNDIAL O Brasil é o quarto maior consumidor de fertilizantes do Mundo, mas representa apenas 6% da produção mundial, sendo assim um grande importador. Ranking Mundial do Consumo de Fertilizantes Indonésia 3% Paquistão 6 Paquistão milhões de t de nutrientes 2% Brasil 3% Participação do Brasil: NPK Part. Nitrogênio Part. Fósforo Part. Potássio Part. 1 2 China Índia 30% 16% China Índia 33% 16% China Índia 29% 20% China EUA 19% 16% 3 EUA 12% EUA 11% EUA 10% Brasil 14% 4 Brasil 6% Indonésia 3% Brasil 9% Índia 14% 3% Pasquitão 2% Indonésia 4% Autrália 2% Malásia 4% Consumo: 6% 3% 9% 14% Produção: 2% 1% 4% 1% Fonte: IFA, ANDA.

31 O PESO DAS IMPORTAÇÕES NO SUPRIMENTO Consumo Brasileiro Produção 2.8 M t 3.7 M t 4.2 M t 27% 10% 55% Importação 73% 45% 90% Nitrogênio Fósforo Potássio Nota: Produção de Fósforo inclui produção com matérias primas internacionais. Fonte: ANDA, SIACESP e Barbosa Neto, º Congresso Brasileiro de Fertilizantes

32 PRINCIPAIS ORIGENS DAS IMPORTAÇÕES BRASILEIRAS DE FÓSFORO A Rússia e a China estabeleceram impostos de exportação para os fertilizantes fosfatados em 2008

33 RESERVAS DE ROCHAS FOSFÁTICAS ,4 bilhões t de P 2 O 5 96 ANOS Brasil 0,26 43 anos 1,7% Jordânia 0,9 5,8% EUA 1,2 7,8% Rússia 0,2 1,3% Israel 0,18 1,2% Outros <0,18 1,37 8,9% China 4,1 26,6% Marrocos e Sahara Ocidental 5,7 37,0% África do Sul 1,5 9,7% Fonte: USGS, 2009

34 BASES DE RESERVAS DE ROCHAS FOSFÁTICA 46,7 bilhões t de P 2 O anos Rússia 1,0 2,1% Austrália 1,2 2,6% Israel 0,8 1,7% Síria 0,8 1,7% Egito 0,76 1,6% Tunisia 0,6 1,3% Brasil 0,37 60 anos 0,8% Outros < 0,20 2,6 5,7% Jordânia 1,7 3,6% África do Sul 2,5 5,3% EUA 3,4 7,3% China 10,0 21,4% Marrocos e Sahara Ocidental 21,0 44,9% Fonte: USGS, 2009

35 PRODUÇÃO DE ROCHAS FOSFÁTICAS POR ALGUNS PAÍSES Total = 176 milhões t Brasil 6,1 (3,5%) Israel 3,0 (1,7%) Outros 15,7 (8,7%) África do Sul 2,6 (1,5%) China 62,7 (35,6%) Tunísia 8,0 (4,6%) Marrocos 27,6 (15,7%) EUA 30,2 (17,2%) Rússia 10,9 (6,2%) Fonte: IFA, 2008.

36 MAP - PRODUÇÃO MUNDIAL Produção de MAP (1000 toneladas) Produtores Qtde China EUA Rússia Brasil 7% Marrocos 4% Canadá 3% Outros 5% China 40% Brasil 589 Marrocos 336 Canadá 220 Outros 446 T o t a l M u n d i a l Rússia 15% EUA 26% Fonte: IFA 2006

37 DAP - PRODUÇÃO MUNDIAL Produção de DAP (1000 toneladas) Produtores Qtde EUA China India Marrocos 4% Tunisia 4% Outros 16% EUA 31% Russia 641 Tunisia 513 Marrocos 494 Outros T o t a l M u n d i a l Russia 5% India 18% China 22% Fonte: IFA 2006

38 TSP - PRODUÇÃO MUNDIAL Produção de TSP (1000 toneladas) Produtores Qtde China 494 Tunisia 363 Brasil 326 Marrocos 296 Israel 254 Síria 4% EUA 7% Outros 18% China 18% Tunisia 13% Indonesia 233 EUA 200 Síria 113 Outros 515 T o t a l M u n d i a l Indonesia 8% Israel 9% Marrocos 11% Brasil 12% Fonte: IFA 2006

39 SSP - PRODUÇÃO MUNDIAL Produção de SSP (1000 toneladas) Produtores Qtde China Brasil 831 Índia 462 Nova Zelândia 265 Egito 206 Austrália 193 Vietnã 165 Outros 484 T o t a l M u n d i a l Nova Zelândia 4% Índia 8% Austrália Egito 3% 3% Brasil 14% Vietnã 3% Outros 8% China 57% Fonte: IFA 2006

40

41 Mercado brasileiro de fósforo Fertilizante Produção Importação TOTAL 000 t % 000t % 000 t % MAP ,5% ,5% ,3% DAP 0 0,0% ,0% 670 5,0% Superfosfato Simples ,0% ,0% ,0% Superfosfato Triplo ,0% ,0% ,1% Termofosfatos ,0% 0 0,0% 50 0,4% Outros ,0% 0 0,0% 150 1,1% Binários (outros NK) 0 0,0% ,0% ,2% TOTAL ,7% ,3% ,0% 1% 1% 8% MAP 15% 43% 27% 5% DAP Superfosfato Simples Superfosfato Triplo Termofosfatos

42 Localização das Jazidas em Exploração (até a déc 90)

43 Reservas de Rocha Fosfática em Operação Evolução da Produção de Rocha Fosfática Brasileira (mil toneladas) ,8 5,6 5,7 5,3 5,0 4,8 Galvani Angico Dias - PI Galvani Irecê - BA Galvani Lagamar - MG Fonte: ANDA. Copebrás Catalão - GO Bunge Fertilizantes Araxá - MG Socal Juquiá - SP Fosfertil Catalão - GO Fosfertil Patos de Minas - GO Fosfertil Tapira - MG Bunge Fertilizantes Cajati - SP

44 Capacidade de produção em ,6 milhões t PRINCIPAIS DEPÓSITOS DE ROCHAS FOSFÁTICAS NO BRASIL Maicurú PA Vale Santa Quitéria - CE Galvani Arraias - TO Itafós Catalão - GO Copebras 1,3 milhão t/ano e Fosfértil 1,2 milhão t/ano Patrocínio - MG Fosfértil e Galvani Araxá - MG Bunge 910 mil t/ano Tapira - MG Fosfértil 2,03 milhões t/ano Pernambuco e Paraíba Norfértil e CPRM Angico dos Dias - BA Galvani, 170 mil t/ano Irecê - BA Galvani 90 mil t/ano Patos de Minas, Fosfértil - MG 150 mil t/ano e Lagamar, Galvani MG 220 mil t/ano Iperó - SP Cajati - SP Bunge Bunge 528 mil t/ano Anitápolis - SC Bunge Fonte: Adaptado DNPM, 2008 e ANDA, 2009.

45 Ígneas (Apatita) Rochas fosfáticas quanto a geologia Rochas cuja formação deve-se a solidificação do magma de erupções vulcânicas. A formação, portanto, ocorre em altas temperaturas, ocasionando cristais muito duros; Metamórficas (Fosforita) Oriundas da modificação do estado sólido de rochas préexistentes. Essa modificação é devido a ação da temperatura, assim como da pressão. Sedimentares (Fosforita) Rochas que se formam em função do acúmulo e consolidação de materiais degradados de rochas préexistentes, ou devido ao acúmulo de restos orgânicos (ossadas, esqueletos de animais), por exemplo, no fundo de águas calmas, como lagunas; (FOSFATOS REATIVOS)

46 COMPOSIÇÃO: Minerais fosfáticos que compõem as rochas fosfáticas um ou mais complexos de flúor contendo fosfatos de cálcio. ORIGEM: a) Ação vulcânica ao longo de zonas de fraqueza na crosta terrestre (apatitas Brasil, Canadá, Rússia e África do Sul). b) Depósitos sedimentares no leito dos oceanos, usualmente nas áreas costeiras rasas que subsequentemente tornaram-se terra (fosforitas Norte da África, China, Oriente Médio e EUA).

47 Produção de Fertilizantes Fosfatados 85% da produção mundial de fósforo vêm de depósitos sedimentares e 15% de depósitos magmáticos. Atualmente, 75% da produção mundial de rochas fosfáticas vem de minas de superfície.

48 Principais Fertilizantes Fosfatados a) Naturais b) Acidulados c) Térmicos d) Mistos

49 Rotas de Produção de Fertilizantes Fosfatados Mineração, britagem Moagem, secagem Rocha Fosfatada Ígnea = Apatitas Minas profundas, rochas duras, baixa reatividade. Nacional Metamórfica = Fosforitas Minas superficiais, rochas moles, média reatividade. Nacional Fosfato Natural (uso in natura) ou Concentrado fosfático (Fabricação de fertilizantes solúveis) Sedimentar = Fosforitas Minas superficiais, litorâneas, rochas moles, alta reatividade. Importadas

50 ORIGEM JAZIDAS FOSFÁTICAS a) origem ígnea, rochas cristalinas duras APATITA 3Ca 3 (PO 4 ) 3.CaX 2 Ca 10 (PO 4 ) 3 X 2 Solubilidade diminui X = F - Fluorapatita; X = Cl - Cloroapatita; X = OH - Hidroxiapatita; X = CO 3 - Carbonatoapatita Tapira/MG; Araxá/MG; Jacupiranga/SP; Catalão/GO

51 Fluor Apatita - Ca 10 (PO 4 ) 6 F 2 Ca Ca Ca Ca Ca PO 4 PO 4 PO 4 Ca PO 4 PO 4 Ca PO 4 F F Fosfatos Duros Fosfatos Naturais Ca Ca Ca

52 Fosfatos Naturais Fosfatos Duros (FN) Ígneas condições de formação/baixa substituição isomórfica cristais grandes, estrutura cristalográfica mais arranjada, não porosas, pequena área superficial, baixa reatividade rochas duras Ex: Fosfato de Catalão 35% P 2 O 5 Total 4% P 2 O 5 solúvel em ácido cítrico 0% P 2 O 5 solúvel em água

53 Legislação Fertilizante Fosfato Natural Garantia Mínima Características 5 % P 2 O 5 Fósforo determinado como P 2 O 5 total e mínimo de 15% do teor total solúvel em ácido cítrico a 2% na relação 1:100.Granulometria 85% passante peneira 0,075mm (ABNT n o 200) Obtenção Moagem e peneiramento de rocha fosfática.

54 Fosforita Brasileira origem metamórfica, amorfo, forma mais mole Brasil: Registro/SP; Alvorada/SP; Arrais/TO; Irecê/BA, Lagamar/MG, Pratápolis/MG

55 FOSFORITA b) origem metamórfica, amorfo, forma mais mole Brasil: Olinda/PE; Alvorada/SP; Patos de Minas/MG; Irecê/BA, Lagamar MG, Itafós/TO; HiPhós Pratápolis/MG Fosforita Alvorada Teor P 2 O 5 total P 2 O 5 CNA + Água P 2 O 5 Ác. cítrico % 25,00 3,00 5,50

56 Fosforita de Registro/SP

57 Arraias - Tocantins

58 Rocha Fosfática Sedimentar Marinha Pratápolis - MG

59 Rocha Fosfática Sedimentar Marinha Pratápolis - MG Produto Empresa P2O5 Dosagem (kg ha) Total Origem CNA+ água HCi % Arenoso Argiloso Fosforita 27 HINOVE 27-7 Pratápolis - MG

60 CRANDALITA Bonito - PA

61 CRANDALITA - CaAl 3 (PO 4 ) 2 (OH) 5.(H 2 O)

62 MINA CRANDALITA OPCIONAL BRITAGEM PRÉ-AQUECIMENTO CALCINAÇÃO MOAGEM GRANULAÇÃO ROM Max 79,00 mm Max 19,00 mm Redução da Umidade Conversão P2O5 total P2O5 disponível T: 650 C; Sem acidulação; Ausencia de contaminantes 80% passante em 200 mesh Adição de amido + H2O + Vapor Prato granulador CLASSIFICAÇÃO 90% entre 1,00mm e 4,00mm P2O5 Total: 23%; P2O5 CNA+H2O: 20%; Acidez: 0%.

63 Deve ser utilizado com a máxima eficiência possível (não renovável; reservas escassas; baixa qualidade) Industrial Conclusão Mineração e Beneficiamento Tecnológica Aumentar a eficiência da adubação Correção da acidez Agrícola Variedades mais eficientes aproveitamento do P no Ciclagem do P no solo

64 Conclusão Reservas Brasileiras são escassas e de baixa qualidade (Apatitas) Medidas: Importar (África do Norte) (Peru)

65 FOSFORITAS (Importadas) c) Origem sedimentar (animais marinhos) Norte da África: GAFSA, DAOUI, ARGÉLIA, MARROCOS Israel: ARAD USA: Carolina do Norte Peru: Bayóvar Marrocos: OCP

66 Fosfatos na Flórida Mineração corte Cerca de 98 m de largura Camada superficial 9 m Camada superficial Fosfatos 3 m Rocha (calcário ou argila densa)

67 GAFSA - Tunísia

68 GAFSA - Tunísia

69 Bayovar - Peru 14 % P 2 O 5 HCi

70 Jazida de ARAD - Deserto de Negev Israel

71 OCP - Marrocos

72 OCP - Marrocos

73 OCP - Marrocos

74 FOSFATO NATURAL REATIVO (REATIVIDADE) LEGISLAÇÃO BRASILEIRA DE FERTILIZANTES Mínimo de 27% de P 2 O 5 total e 28% de Ca Mínimo de 30% do P 2 O 5 total solúvel em ácido cítrico a 2% (1:100) min. 8,1% de P 2 O 5 em ac. cítrico Optativo - Mínimo de 55% do P 2 O 5 total solúvel em ácido fórmico a 2% (1:100) - min. 14,8% de P 2 O 5 em ac. fórmico FNR Bayovar 30% P 2 O 5 total; 15,5% P 2 O 5 HCi; 22,2% P 2 O 5 ácido fórmico; 34% Ca Fonte: Chien, Prochnow & Robert Mikkelsen - Better Crops/Vol. 94 (2010, No. 4), FAO/IA EA/IFDC DAPR, Vale Mkt.

75 Característica química de alguns fosfatos naturais reativos comercializados no Brasil, determinados em amostras moídas para análise química (100% < 0,063 mm) Fosfato Natural P 2 O 5 Solubilidade Relativa (%) Total P 2 O 5 Ac. Cítrico P 2 O 5 Ac. Fórmico Arad (11,5) 58 Djebel Onk (Argélia) (10,0) 68 Daoui (Khouribga/Marrocos) (10,0) 59 Gafsa (Tunísia) (11,9) 72 Bayóvar (Peru) (14,0) 72 Fonte: D.M.G de Souza et all (1999) EMBRAPA Cerrados Cor vermelha = % P2O5 HCi 2%

76 FOSFATOS SEDIMENTARES x FOSFATOS ÍGNEOS FNR eficiência agronômica Fosfatos de origem ígnea eficiência agronômica Origem SEDIMENTAR (ex.: FNR Bayovar) Formação de fósseis animais Alta porosidade Alto grau de substituições isomórficas Origem ígnea Formação vulcânica Baixa porosidade Baixo grau de substituições isomórficas Alta solubilidade no extrator ELEVADA EFICIÊNCIA AGRONÔMICA Baixa solubilidade no extrator BAIXA EFICIÊNCIA AGRONÔMICA

77 FOSFATOS SEDIMENTARES x FOSFATOS ÍGNEOS FOSFATO DE ARAXÁ FOSFATO REATIVO

78 Fertilizantes Fosfatados Origem Geológica

79 DIVERSAS FONTES (SUBSTITUIÇÕES ISOMÓRFICAS) IGNEA X SEDIMENTAR FLUORAPATITA FOSFATO DURO FRANCOLITA FOSFATO MOLE As substituições isomórficas criam fortes instabilidades ao cristal do fosfato, resultando em alta solubilidade no Solo.

80 Concentrado Fosfático 5-15% P 2 O 5 BRITAGEM MOAGEM Concentrado P úmido H2O + sólidos Sepador Magnético Flotação Concentrado Fosfático 35% P 2 O 5

81 Fosfatados Apatíticos Brasileiros

82 Fosfatados Apatíticos Brasileiros

83 Fosfatados Apatíticos Brasileiros

84 Legislação Fertilizantes Concentrado Apatítico Garantias mínimas 24% P 2 O 5 20 % Ca Características Fósforo determinado como P 2 O 5 total e mínimo de 4% do teor total solúvel em Ácido Cítrico a 2% na relação 1:100. Granulometria: partículas deverão passar 85% na peneira de 0,075 mm (ABNT nº 200) Obtenção Beneficiamento mecânico da rocha fosfatada mediante moagem fina, desmagnetização e flotação.

85 Rotas de Produção de Fertilizantes Fosfatados Amônia MAP e DAP Ácido sulfúrico (excesso) Ácido fosfórico Concentrado fosfático Concentrado fosfático Superfosfato triplo Ácido sulfúrico Superfosfato simples Via ácida Ácido sulfúrico + ácido fosfórico Fosfato magnesiano Via térmica Ácido nítrico Nitrofosfato Silicato de magnésio + tratamento térmico Termofosfato

86 Esquema de Obtenção dos Adubos Fosfatados Acidulados Via Ác. Sulfúrico H 2 O S O 2 MALAVOLTA (1979) Concent. Apatítico + H 2 SO 4 Ca(H 2 PO 4 ) 2 + CaSO 4 Superfosfato simples CaSO 4.2H 2 O Gesso H 3 PO 4 Concent. Apatítico NH 3 Ca (H 2 PO 4 ) 2 Superfosfato triplo NH 4 H 2 PO 4 (MAP) (NH 4 ) 2 HPO 4 (DAP)

87 Superfosfato Simples Concentrado Fosfático 35% P 2 O 5 ESTEIRA DE REAÇÃO SUPER SIMPLES PÓ REATOR CURA Araujo (2002)

88 Superfosfato simples Ca 10 (P0 4 )6F H 2 SO 4 3 Ca(H 2 PO 4 ) 2.7 CaSO HF Principal fertilizante fosfatado utilizado no Brasil. Forma pó ou na granulada (predominante) Alta solubilidade em água (maior que 80%) Concentração (18% de P 2 O 5 ), gerando discussões sobre substituições por TSP ou MAP Fonte de S (12%) e Ca (19%) No processo granulação do superfosfato simples é comum a adição de uma quantidade de amônia no processo, com o objetivo de acelerar o processo de eliminação da acidez livre do produto, gerando o superfosfato simples amoniado ( , )

89 Superfosfato simples Benefícios a) Fornecimento de fósforo, cálcio e enxofre (*) P 2 O 5 Ca S CNA + H 2 O % (*) 15% H 2 O (mínimo) b) Melhoria do aprofundamento do sistema radicular CaHPO 4.CaSO 4 Ca ++ + SO 4= + H 2 PO 4- + CaSO 40 c) Fornecimento de Sulfato de Cálcio, com substituição parcial do gesso agrícola c1) SPS: 50% CaSO 4 500kg CaSO 4 /t SPS c2) Gesso agrícola CaSO 4.2H 2 O (15-17% umidade) Modificado de Lopes et al (2007)

90 Ácido Fosfórico Ca 10 (PO 4 )6F H 2 SO H 2 O 10 CaSO 4.2H 2 O + 6 H 3 PO HF H 2 SO 4 Concentrado Fosfático 35% P 2 O 5 Concentração e Lavagem sólido Ácidocido Fosfórico rico 54% P 2 O 5 Líquidoquido GESSO Base da produção de superfosfato triplo, MAP e DAP Uso direto na adubação líquida, porém é uma prática não muito recomendada, devido a dificuldade e perigo no manuseio

91 Gesso Agrícola

92 Superfosfato Triplo Concentrado Fosfático 35% P 2 O 5 REATOR ESTEIRA DE REAÇÃO SUPER TRIPLO PÓ CURA

93 Superfosfato Triplo Ca 10 (PO 4 )6F H 3 PO H 2 O 10 Ca(H 2 PO 4 ) 2.H 2 O + 2 HF forma pó ou na granulada (predominante) Boa solubilidade em água (maior que 85%) alta concentração (45-46% de P 2 O 5 ) Fonte de Ca (13%)

94 Fosfatos Monoamônio e Diamônio H 3 PO 4 + NH 3 NH 4 H 2 PO 4 H 3 PO 4 + 2NH 3 (NH 4 ) 2 HPO % N 50-54% P 2 O 5 18% N 46% P 2 O 5

95 Fosfatos de Amônio (MAP e DAP): * Alta concentração N e P 2 O 5 * Propriedades físicas e químicas satisfatórias * Não possuem Cálcio e Enxofre; * Aumenta Pressão Osmótica do solo

96 Legislação Fertilizante Garantias Características Solução de Ac. Fosfórico Superfosfato Simples (SPS) Superfosfato Triplo (SPT) Fosfato Monoamônico (MAP) Fosfato Diamônico (DAP) 40% P 2 O 5 Fósforo solúvel em água (H 3 PO 4 ) 18% P 2 O 5 Fósforo determinado como P 2 O 5 solúvel de Amônio mais água e mínimo de 15% em água. 41% P 2 O 5 Fósforo determinado como P 2 O 5 solúvel de Amônio mais água e mínimo de 36% em água. 48% P 2 O 5 Fósforo determinado em P 2 O 5 solúvel de Amônio mais água e mínimo de 44% solúvel em água. 45% P 2 O 5 Fósforo determinado em P 2 O 5 solúvel de Amônio mais água e mínimo de 38% solúvel em água.

97 Fosfatos Parcialmente Acidulados Produto Empresa P2O5 Dosagem (kg ha) Total Origem CNA+ água HCi % Arenoso Argiloso Supraphos Nutrion Catalao - GO Agrofos Agronelli Uberaba - MG Fosfato 18 Fosbrasil Vale do Ribeira - SP HiPhós 28 HINOVE Pratápolis - MG HiPhós 30 HINOVE Pratápolis - MG Fosforita 27 HINOVE 27-7 Pratápolis - MG

98 Legislação Fertilizante Fosfato Natural Parcialmente Acidulado Garantia Mínima 20%P 2 O 5 16% Ca Características P 2 O 5 total P 2 O 5 CNA + H2O 9% (mínimo 9%) P2O5 H2O (mínimo 5%) Obtenção Acidulação parcial do fosfato natural com acido sulfúrico, clorídrico ou fosfórico.

99 Rota Não Convencional Térmica: Termofosfatos Ácida + MgO: Multifosfato Magnesiano Outras: Fosfato Decantado, Fosfatos Reativos, Nitrofosfatos, OrganoFosfatado

100 4.3. Processo Simplificado de obtenção dos Termofosfatos Concentrado Fosfático Sílica Óxido de Magnésio Fusão Insolúvel em água Alta Eficiência Resfriamento Rápido(H 2 O) Estilhaçamento Drenagem / Secagem Moagem Termofosfato Magnesiano Fundido

101

102 ROTAS NÃO CONVENCIONAIS Termofosfato magnesiano 700 kg Rocha - P Araxá (32% de P 2 O 5 ) 350 kg Escória níquel (32% MgO) 50 kg Perda ao fogo 1500 C 1000 Kw h/t Termofosfato Magnesiano P 2 O 5 Ca Mg SiO 2 Total HCi %

103 Legislação Fertilizantes Termofosfato Magnesiano Garantias mínimas 17% P 2 O 5 7%Mg 16% Ca Características Fósforo determinado como P 2 O 5 total e mínimo de 11% do teor total solúvel em Ácido Cítrico a 2% na relação 1:100. Granulometria: partículas deverão passar 75% na peneira de (ABNT nº 100) Obtenção Tratamento técnico do fosfato natural com adição de compostos magnesianos e sílicos. Apresenta também característica de corretivos de acidez.

104 Termofosfato magnesiano Adubos P 2 O 2 N Ca Mg S B Zn Cu Mn SiO 2 Total HCi CiNH 4 H 2 O % Yoorin Mg 18 16, Yoorin Master 1 17,5 16, ,10 0,55 0,05 0,12 25 Yoorin Master 1S 17,0 13, ,1 0,55 0,05 0,12 25 Yoorin Master 2 17,5 12, ,20 0,50 0,20 0,40 25 Yoorin Master 2S 17,0 13, ,2 0,5 0,2 0,40 25 Yoorin B 17,0 15, , Índice de basicidade igual a 50 N Yoorin Master = 3% N

105 Comparação via térmica e úmida Termofosfato x Super Simples Via térmica Tolera o uso de matérias primas menos puras e mais disponíveis Tecnologicamente sofisticada, quanto à operação de fusão Independe de matéria primas importadas Alto consumo energético, produção sensível ao custo e disponibilidade de energia elétrica Alto investimento Produto interessante do ponto de vista agronômico (alcalino, liberação lenta) Em alguns casos, há incompatibilidade na produção de grãos NPK O produto contém, além de fósforo outros macronutrientes como cálcio e magnésio Via úmida Há pouca tolerância em relação a impurezas Processo basicamente simples no caso do SPS Dependente do Enxofre, que é importado Altamente sensível ao custo das matérias primas SPS requer investimento relativamente menor Produto altamente solúvel, podendo ocorrer perdas de nutriente Produto normalmente aplicado na forma granulada NPK O SPS contém além de Fósforo, Cálcio e Enxofre como macronutrientes

106 Fosfato Decantado P 2 O 5 Total 14% P 2 O 5 CNA + H 2 O 9% Ca 12% Legislação Fertilizantes Fosfato decantado Garantias mínimas 14 % P 2 O 5 12% Ca Características Fósforo determinado como P 2 O 5 total e mínimo de 9% do teor total solúvel em CNA+H 2 0. Obtenção Resultante do tratamento de efluentes da produção de ácido fosfórico.

107 Fosfatados Acidulados Ácido nítrico Nitrofosfato Solubilização do Concentrado Apatítico e Formação de Nitrato de Cálcio

108 POLIFOSFATO ( P P ) + - H 2 O + H 2 O

109 Formas de fósforo nos fertilizantes Ortofosfatos P Solúvel em agua Fosfato mono-calcio (MCP)Ca(H2PO4)2 + Fosfato mono-amonio (MAP)NH4H2PO4 + Fosfato di-amonio (DAP)(NH4)2HPO4 + Fosfato di-calcio (DCP)CaHPO4 - Polifosfatos + Polifosfatos são oriundos do aquecimento de ortofosfatos A água é dividida na da ligação de íons orto em cadeias de vários tamanhos, este processo é usado para a produção de grânulos NPK tipo prills (complexo). Aquecimento

110 Obtenção do YaraMila (processo Yara) Apatita (Fosfatos de Ca) Aspirador de vapor Ácido Nítrico Amônia Nitrato de Amônio (ajuste) Sais Potássicos Líquido fosfatado Vapor NPK Solução N/P Evaporação Calda Quente Resfriamento/ Cristalização NCa-líquido Filtro de Vácuo Peneiramento Ar Frio NCa-fertilizante NCa-bruto Recobrimento Resfriamento Planta de NCa Planta de NPK NPK-fertilizante

111 Detalhe da unidade de perolação (prilling tower)

112 Detalhe da unidade de perolação (prilling tower)

113 Detalhe da unidade de perolação (prilling tower)

114 MicroEssentials - Mosaic Alta concentração de nutrientes Solubilidade em água Rápida oxidação do S elementar Processo patenteado

115 Microfotografia corte transversal do grânulo de S15 (40x)

116 Organo-Fosfatados Legislação Fertilizantes Farinha de osso calcinado Farinha de osso autoclavado Garantias mínimas 20% P 2 O 5 Mínimo 16% Ca 10% P 2 O 5 1% N Mínimo 16% Ca Características Fósforo determinado como P 2 O 5 total e mínimo de 16% do teor total solúvel em Ácido Cítrico a 2% na relação 1:100. Fósforo determinado como P 2 O 5 total e mínimo de 8% do teor total solúvel em Ácido Cítrico a 2% na relação 1:100. Nitrogênio total. Obtençào Calcinação e moagem de ossos de bovinos. Autoclavagem de ossos bovinos processados por ação de vapor saturado direto, a mais de, sob pressão superior a 7 bar por no mínimo 3 horas.

117 COMPORTAMENTO DOS ADUBOS FOSFATADOS NO SOLO SPS Ca ++ + H 2 PO 4- + SO 4 -- SPT Ca ++ + H 2 PO 4 - MAP/DAP NH 4+ +H 2 PO 4 - MFM Ca ++ + Mg ++ + SO H 2 PO 4 - Hiperfosfato Tempo Ca ++ + H 2 PO 4 -

118 EQUIVALÊNCIA ENTRE FONTES DE P 2 O 5 IEA = P Retirado Trat. - P Testemunha x 100 P Retirado SPT - P Testemunha Eq.SPT = Doses SPT x 100 Doses Fonte Fontes Eq. SPT (%) Termomagnesiano Fosfato Reativo 90 Patos 45 Araxá 33 Catalão 15

119 Tabela. Índice de Eficiência Agronômica (IEA) de diversas fontes de fósforo, na dose de 400kg/ha de P 2 O 5 total, durante quatro ciclos de produção de soja Fontes de P Ciclos de produção 1 o(1) 2 o 3 o 4 o Produção Araxá (2) 14 Patos de Minas Catalão Term Exp. IPT Term. Sílico magnesiano Gafsa Fospal Maranhão Superfosfato triplo (1) Valores afetados por deficiência hídrica (2) Valores iguais ou menores que 0 Fonte: Braga et al., 1991

120 Tabela. Produção de soja em resposta a diferentes fosfatos, na presença e ausência de calcário, em solos ácidos do Rio Grande do Sul. Médias de quatro anos de produção, em três solos e em três locais. Fosfato Adubação localizada Adubação corretiva (1) Sem calcário Com calcário Sem calcário Com calcário Superfosfato Triplo Gafsa Marrocos Jacupiranga Araxá Testemunha Fonte: Goepert et al. (1976), citados por Raij et al. (1981) (1) : Aplicação a lanço, com incorporação

121 ADUBAÇÃO FOSFATADA Equação kg/ha P 2 O 5 = (planta-solo) x f Planta: Exigência (Extração, Exportação) Solo: Análise f = 3,0 a 5,0 Resina Melich I (HCl 0,005 + H 2 SO 4 0,0025 N)

122 Modalidades de adubação fosfatada Adubação corretiva Adubação de manutenção Área Total (Fosfatagem) Sulco / Área total

123 Em situação de (P<15mg/dm 3 ) Análise de solo Adubação de Plantio (sem fosfatagem) Menor aproveitamento do fósforo do fertilizante aplicado no plantio (Maior perda de fósforo p/ o solo) Concentração excessiva de raiz no sulco (menor aproveitamento de adub. de cobertura, nutrientes do solo e Água)

124 Benefícios da Fosfatagem > maior volume de P em contato com o solo (> fixação) > volume de solo explorado pelas raízes > absorção de água > absorção de nutrientes > convivência com pragas de solo

125 Critérios: (2) P Mehlich 1 (Souza & Lobato), 1996 Teor de Argila1 Teor de P no solo Muito baixo Baixo Médio Adequado Alto % mg/dm³ a a 60 > 60 0 a 6,0 (60) 0 a 5,0 6,1 a 12,0 (30) 5,1 a 10,0 12,1 a 18,0 (15) 10,1 a 15,0 (25) Cor negra (100) = teor de P no (50) solo (ppm) 0 a 3,0 (200) 0 a 2,0 (280) 3,1 a 5,0 (100) 2,1 a 3,0 (140) 5,1 a 8,0 (50) 3,1a 4,0 (70) 18,1 a 25,0 > 25 15,1 a 20,0 > 20 8,1 a 12,0 > 12 4,1 a 6,0 > 6,0 Cor vermelha = kg/ha P 2 O 5

126 CRITÉRIO DE FOSFATAGEM Tabela de nível crítico e capacidade tampão de fósforo Teor de argila Nível crítico de fósforo para o sistema de sequeiro¹ Capacidade tampão de fósforo (CT)² Mehlich 1 Resina Mehlich 2 Resina % mg dm - ³ (kg P 2 O 5 ha -1 ) / (mg dm -3 de P) < > ¹ Para obtenção do nível crítico de fósforo no sistema irrigado (90% do potencial produtivo) multiplicar por 1,4 os valores de nível crítico do sistema de sequeiro. ² Dose de P 2 O 5 para elevar o teor de P no solo em 1 mg dm -3, com base em amostra da camada de 0 a 20 cm. Fonte: Sousa et al. (2006)

127 Fontes de P 2 O 5 para Fosfatagem P 2 O 5 Produto Empresa Total % CNA + água HCi Origem Agrofós Agronelli Uberaba - MG Supraphós Nutrion Catalão - GO Fosfato 25 ICL Vale do Ribeira - SP Phosfaz B&A Bonito - PA HiPhós 20 Hinove Vale do Ribeira - SP Fosforita 27 Hinove 27-7 Pratápolos - MG Bayóvar Yara Peru Gafsa Fertipar Tunísia OCP Heringer Marrocos

128 USINA SÃO MANOEL - Grade intermediária - Fosfatagem - Grade niveladora - 5 t/ha de calcário - 3 t/ha de gesso

129 Aplicação de FNR por caminhão USINA SÃO MANOEL

130 Resposta à fosfatagem (cana-de-açúcar) = 25 t/ha

131 ADUBO VERDE X FÓSFORO Crotalária juncea Com fósforo 1,2m de altura Sem fósforo 0,8m de altura Ex. Experimento com Adubos verdes na UFAL

132 Adubação Localizada (sulco de plantio) a) Fonte de P 2 O 5 : solúvel em CNA + H 2 O b) Forma: granulada c) Dose: 80 a 120 kg/ha P 2 O 5

133 a) Método Resina (Avaliação de C e I) Teor Produção Relativa % P resina Florestais Perenes Anuais Hortaliças mg dm -3 Muito baixo Baixo Médio Alto > Muito alto >100 >16 >60 >80 >120 10mg.dm -3 (ppm) de P na análise 46 kg/ha de P 2 O 5 (camada de 0-20cm, d=1,0)

134 Interpretação de Análise de Solo B) Mehlich ( HCl 0.05N + H2SO N) - (Avaliação de Q e I) Tabela. Interpretação da análise de solo para P extraído pelo método Mehlich 1, de acordo com o teor de argila, para recomendação de adubação fosfatada em sistemas de sequeiro com culturas anuais. Teor de Argila Teor de P no solo Muito baixo Baixo Médio Adequado Alto % mg/dm³ 15 0 a 6,0 6,1 a 12,0 12,1 a 18,0 18,1 a 25,0 > a 35 0 a 5,0 5,1 a 10,0 10,1 a 15,0 15,1 a 20,0 > a 60 0 a 3,0 3,1 a 5,0 5,1 a 8,0 8,1 a 12,0 > 12 Fonte: Adaptado de EMBRAPA - CPAC, SOUZA et al., > 60 0 a 2,0 2,1 a 3,0 3,1a 4,0 4,1 a 6,0 > 6,0 Fonte: Souza et. al.; (2004)

135 Rio Grande do Sul e Santa Catarina Limites de interpretação dos teores de fósforo extraível do solo (CFS- RS/SC, 1994) Faixas de Classe do solo (1) teores de P no solo Limitante 1 1, Muito baixo 1,1-2 1,6-3 2,1-4 3,1-6 4,1-8 - Baixo 2,1-4 3,1-6 4,1-9 6,1-12 8, Médio 4,1-6 6,1-9 9, , ,1-24 3,1-6 Suficiente > 6 > 9 > 14 > 18 > 24 > 6 Alto > 8 > 12 > 18 > 24 > 30 -

136 Conclusão a) Práticas corretivas prévias Calagem b) Plantio direto/cultivo mínimo: c) Forma física das fontes d) Solubilidade das fontes M.O. Farelado/pó: Área total Granulado: Sulco de plantio HCi = Área total CNA + H 2 O = Localizado

137 A terra aceita somente troca, de nutrientes por alimentos. O mau uso da terra expulsa o homem Franke Dijkstra Obrigado!!!