FERTILIZANTES - Legislação, Características, Produção e Mistura

FERTILIZANTES LEGISLAÇÃO, CARACTERÍSTICAS, PRODUÇÃO E MISTURAS.

1 – Legislação 1.1 – Introdução

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 86.955 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 www.agricultura.gov.br./dfpv/legisfert.doc.

1.2 - Denominação dos Produtos 1.2.1 – 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.

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1.2.2 - 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 formados por um composto químico, que pode conter um ou mais

nutrientes. (Uréia, Cloreto de Potássio, Superfosfato simples)

Complexo contém dois ou mais nutrientes, resultante de processo tecnológico em

que se formem dois ou mais compostos químicos. (Superfosfato

simples, Termofosfatos)

Mistos resultantes da mistura de dois ou mais fertilizantes simples ou

complexos. (Formulados NPK)

Orgânico de origem animal ou vegetal, contendo um ou mais nutrientes para as

plantas. (Húmus)

Organo-mineral procedente da mistura ou combinação de fertilizantes minerais e

orgânicos.

Composto obtido por processo bioquímico, natural ou controlado com mistura de

resíduos de origem animal e vegetal. (Compostagem)

1.3 - Garantias da composição química dos fertilizantes

Os teores dos nutrientes garantidos são expressos como percentual sobre o peso

do produto.

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 (P2O5). 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

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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 P2O5 solúvel em citrato neutro de amônio + água e P2O5 solúvel

em água. Para os fosfatos parcialmente acidulados deve-se indicar o teor de P2O5

total.

- Para as misturas (fórmulas) que contenham fosfatos acidulados e ou parcialmente

acidulados o teor de fósforo é expresso em P2O5 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 P2O5 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 P2O5 total, solúvel em ácido cítrico

2% na relação 1:100. Acrescenta-se o P2O5 solúvel em água para misturas que

contiverem, também fosfatos acidulados;

Potássio:

O teor é indicado na forma de óxido de potássio (K2O) 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, P2O5 solúvel em ácido cítrico ou citrato neutro de amônio + água, e K2O 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

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abaixo. Para farinha de osso exige-se um teor mínimo de 20% de P2O5 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 P2O5 total.

Orgânicos Simples Umidade % máxima

Mat. Orgânica % mínima.

pH mínimo.

C/N máxima.

N % mínima.

Esterco bovino 25 36 6 20/1 1

Esterco de galinha 25 50 6 20/1 1,5

Bagaço de cana 25 36 6 20/1 1

Palha de arroz 25 36 6 20/1 1

Palha de café 25 46 6 20/1 1,3

Borra de café 25 60 6 20/1 1,8

Torta de algodão 15 70 - - 5

Torta de amendoim 15 70 - - 5

Torta de mamona 15 70 - - 5

Torta de soja 15 70 - - 5

Farinha de osso 15 6 - - 1,5

Farinha de peixe 15 50 - - 4

Farinha de sangue 10 70 - - 10

Turfa e linhita 25 30 6 18/1 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

P2O5

K2O

Soma (NPK, NP, PK ou NK)

Mínimo de 15%

Conforme declarado no registro

Máximo de 20%

-

Mínimo de 6,0



Mínimo de 6%

Mínimo de 40%

Mínimo de 1,0%

Máximo de 40%

Máximo de 18/1

Mínimo de 6,0

-

-

-

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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, P2O5 ou K2O 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.

1.4 - 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

1.5 - Garantia de peso

Sob este aspecto a legislação (INMETRO/IPEM) permite desvio de até ± 1% sobre o peso líquido indicado nas embalagens.

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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.

2.1 - Fertilizantes nitrogenados

As maiores quantidades de nitrogênio encontram-se na litosfera, sendo que a

forma gasosas (N2) é encontrada em alta concentração na atmosfera. Apesar da

abundância o N2, 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 N2. Para ser transformado em formas biológicamente ativas

(forma absorvível) a molécula de N2 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 N2.

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

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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.

2.1.1 – Processo do Arco voltaico

O processo do arco voltaico baseia-se no princípio da fixação atmosférica do N2,

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 (NOx). 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 N2 com o O2 é o

NO.

N2 + O2 ⇔ 2 NO

Em temperaturas inferiores a 150º C o NO combina-se com o ar atmosférico

formando NO2:

2 NO + O2 = 2 NO2

que parcialmente transforma-se em seu dímerohipoazotido:

2 NO2 ⇔ N2O4

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 NO2 + H2O = HNO2 + HNO3

N2O4 + H2O = HNO2 + HNO3

2.1.2 - Processo da cianamida cálcica

A cianamida cálcica (CaCN2), é obtida pela reação do carbeto de cálcio, ou

carbureto (CaC2) com o nitrogênio atmosférico puro. Ainda hoje a cianamida cálcica é

utilizada como elemento fertilizante, sobretudo na cultura da uva.

2.1.3 - Síntese da amônia (NH3)

A amônia é produzida fazendo-se reagir hidrogênio e nitrogênio, segundo a

reação:

N2 + 3H2 ⇔ 2NH3

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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.

2.1.3.1 - 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:

CH4 + H2O ⇔ CO + 3H2

CO + H2O ⇔ CO2 + H2

O dióxido de carbono (CO2) é removido da corrente de gás em etapa denominada

“remoção de CO2” 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.

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Após a etapa de remoção do CO2, o gás da síntese é purificado para eliminar os

vestígios de CO e CO2 na etapa de metanação, onde os óxidos de carbono são

convertidos num reator catalítico em metano e água. O gás final contendo 75% de H2 e

25% de N2 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 1.100 e 1.600 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 H2S. A etapa de purificação do gás da síntese inclui

uma etapa de remoção de H2S com solventes do tipo MDEA, sulfinol ou, por processos

físicos a baixas temperaturas utilizando o metanol. Após a remoção do H2S, o gás é

preaquecido até a temperatura da reação de conversão de CO2, a aproximadamente

350 ºC. O gás que sai da seção de conversão contém principalmente H2 e CO2 com

aproximadamente 3% de CO. O gás passa por um sistema de remoção de CO2, e após e

desidratado em peneiras moleculares. Assim, o gás que agora contém hidrogênio com

impurezas, é “lavado” com N2, para eliminar os vestígios de CO, CO2 e CH4, incorporando

ao mesmo tempo o nitrogênio necessário à reação de síntese de amônia.

2.1.4 - Obtenção de uréia

A uréia é preparada fazendo-se reagir a NH3 líquida com o CO2 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:

2NH3 + CO2 NH⇒ 2COONH4 (formação de carbamato de amônio)

NH2COONH4 ⇒ CO(NH2)2 + H2O

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A uréia pode ser pulverizada em câmaras especiais onde mediante aquecimento

se solidifica na forma de grânulos brancos.

2.1.5 – 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 reação-

evaporação. 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:

2NH3 + H2SO4 (NH⇒ 4)2SO4 .

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.

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2.1.6 - 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 NaNO3 15 N – nítrico Perclorato de sódio < 15% Uréia (NH2)2CO2 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%

2.2 - 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 P2O5 podem ser utilizados “in natura” na

produção de fertilizantes; porém, a maioria requer processos de beneficiamento para

aumentar o teor de P2O5, 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) Ca5(PO4)3F. Normalmente, o teor de

apatita dos carbonatitos e rochas ultrabásicas associadas (piroxenitos, dunitos, etc.) é

inferior a 10%; o teor de P2O5 é cerca de 5%.

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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 carbonato-

apatita com substituições mais ou menos importantes do Ca, F e P2O5.

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 PO43- por

CO32+ 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 CO3/PO4 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.

2.2.1 - 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

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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.

ROCHA FOSFÁTICA

SUPERFOSFASTO TRIPLO

MONOAMÔNIO DE FOSFATO

DIAMÔNIO DE FOSFATO

TERMOFOSFATO MAGNESIANO

SUPERFOSFASTO SIMPLES

ÁCIDO FOSFÓRICO

H2SO4

VIA TÉRMICA

NH3VIA ÚMIDA

ESCÓRIAS MAGNESIANAS

FOSFATO PARCIALMENTE

ACIDAULADO

Figura 1 – Rotas de fabricação de fertilizantes fosfatados no Brasil

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2.2.1. 1 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:

Ca10(PO4)6F2 + 7H2SO4 + 6,5 H2O → 3Ca(H3PO4)2 H2O + 7CaSO4 ½ H2O + 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:

Ca10(PO4)6F2 + 14H3PO4 + 10 H2O → 10Ca(H3PO4)2 H2O + 2HF

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2.2.2. - Características de alguns fertilizantes fosfatados

PRODUTO GARANTIA MÍNIMA CARACTERÍSTICAS FONTES E OBTENÇÃO OBS.

Superfosfato simples 18% de P2O5 Fósforo determinado como

P2O5 solúvel em citrato

neutro de amônio mais

água e mínimo de 16%

solúvel em água.

Reação do fosfato natural moído

com ácido sulfúrico.

18 a 20% de Ca

10 a 12% de S

Superfosfato triplo 41% de P2O5 Fósforo determinado como




solúvel em água.

Reação do fosfato natural moído

com ácido fosfórico.

12 a 14% de Ca

Fosfato monoamônico

MAP

9% de N

48% de P2O5

Fósforo determinado como




solúvel em água. Nitrogênio

na forma amoniacal.

Amoniação do ácido fosfórico.

Fosfato diamônico

DAP

16% de N

45% de P2O5





solúvel em água. Nitrogênio

na forma amoniacal.

Amoniação do ácido fosfórico.

Fosfato natural

parcialmente

acidulado

25 % de P2O5 Fósforo determinado como

P2O5 total e mínimo de 18%

solúvel em citrato neutro de

amônio mais água.

Reação de rocha fosfatada cuja

granulometria satisfaça as

exigências para o fosfato natural

moído com ácido sulfúrico ou

fosfórico.

25 27% de Ca

0 a 6% de S

0 a 2% de Mg

Termofosfato

magnesiano

17% de P2O5

7% de Mg


P2O5 total mínimo de 14%

em ácido cítrico a 2% na

relação 1:100.

Tratamento térmico do fosfato

natural com adição de compostos

magnesianos e silícicos.

18 a 20% de Ca

Fosfato natural

reativo de Arad/ Israel

de Djedel Onk/Argélia

e Marrocos.

Hiperfosfato natural

de Gafsa ou da

Carolina do Norte

28 % de P2O5

Farelado



solúvel em ácido cítrico 2%

na relação 1:100.

Extração natural e beneficiamento

através de processo de

homogeneização

hidropneumática ou flotação.

30 a 34 % de Ca

Fosfato Natural 24 % de P2O5 Fósforo determinado como


solúvel em ácido cítrico 2%

na relação 1:100.

Beneficiamento mecânico de

fosfatos naturais mediante

moagem fina.

23 a 27% de Ca

15

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 K2O,

• Silvinita (KCl + NaCl);

• Carnalita (KCl.MgCl2.6H2O), com 17% de K2O;

• Langbeinita (K2SO4.MgSO4), com 22,6% de k2O;

• Nitro (KNO3), ou salitre, com 46,5% de K2O;

• Cainita (KCl.MgSO4.3H2O), 18,9% de K2O.

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 4.000 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 K2O. Além disso,

quantidades relativamente pequenas são comercializadas na forma de Sulfato duplo de

Potássio e Magnésio, ou como Sulfato de Potássio.

2.3.1. - Características de alguns fertilizantes potássicos

PRODUTO GARANTIA MÍNIMA CARACTERÍSTICAS FONTES E OBTENÇÃO OBS.

Cloreto de Potássio 58 % de K2O Potássio na forma de

cloreto determinado como

K2O solúvel em água.

A partir de sais brutos de potássio

por dissoluções seletivas, flotação

ou outros métodos de separação.

45 a 48 % de Cl

Sulfato de Potássio 48 % de K2O Potássio na forma de

sulfato determinado como

K2O solúvel em água.

A partir de vários minerais

potássicos.

15 a 17% de S

0 a 1,2% de Mg

Sulfato de potássio e

magnésio

18 % de K2O

4,5% de Mg

Potássio e magnésio

determinados como K2O e

Mg após extração aquosa

por meio apropriado.

A partir de sais de potássio com a

adição de sais de magnésio, em

solução com ácido sulfúrico.

22 a 24% de S

1 a 1,5% de Cl

16

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 NaNO3 (IS = 100). O índice salino dos principais fertilizantes, expresso em

relação ao NaNO3 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

Índice Salino Fertilizante

Teor do nutriente principal Em Relação a NaNO3 Por unidade do nutriente

Amônia anidra 82,2 47 0,57 Sulfato de amônio 21,0 69 3,25 Nitrato de amônio 35,0 104 2,97 Nitrato de cálcio 15,5 65 4,19 Nitrato de sódio 16,5 100 6,06 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 60,0 116 1,93 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

reação ácida é expressa em termos da quantidade de CaCO3 necessária para corrigir a

acidez gerada pelo fertilizante e a reação alcalina em termos da quantidade de CaCO3

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 NH4+ por

microrganismos, gerando dois mols de H+ para cada mol de NH4+ oxidado.

Equivalente de acidez ou de alcalinidade dos principais fertilizantes

kg de CaCO3 puro Fertilizante Teor de N % 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

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

Para o preparo de meno

efetuadas nas próprias fazendas,

fazendas geralmente utilizam-se

simples existentes na propriedade

mesmo enxada e pá.

4.1 - Matérias primas para a m

As principais matérias pr

respeitando-se a compatibilidade s

SILAGEM

M
DOSAGE
MISTURA

O
ENSACAMENT MISTURA PRONTA de NPK
res quantidades as misturas de NPK podem ser

utilizando o mesmo processo industrial. Porém, nas

para a homogeneização das misturas equipamentos

como betoneira, tambores com eixo excêntrico, ou

istura granulada de (NPK)

imas empregadas na produção de misturas NPK,

ão:

19

Fontes de N

Nitrato de amônio 34% de N

Sulfato de amônio 21% de N e 23% de S (enxofre)

Uréia 46% de N

Fontes de P

Super fosfato simples 18% de P2O5 + 12% de S + 18% de Ca

Superfosfato triplo 46% de P2O5 + 1,5% de S + 15% de Ca

Fosfato monoamônico 52% de P2O5 + 11% de N

Fosfato diamônico 46% de P2O5 + 18% de N

Fontes de K

Cloreto de Potássio 60% de K2O

4.2 - 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.

4.2.1 - 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

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.

4.3 - 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

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 pré-

neutralização 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

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

Diagrama do processo de produção de grânulos de misturas N-P-K

DOSAGEM

GRANULAÇÃO PRÉ-NEUTRALIZAÇÃO OU REATOR-TUBULAR

SECAGEM GERAÇÃO DE GASES DE SECAGEM

RESFRIAMENTO

CLASSIFICAÇÃO MOAGEM PRODUTOS GRANULADOS

Simples ou complexos NPK

ÁGUA (LÍQUIDA)

ÁGUA (VAPOR)

GRANULAÇÃO ÁGUA-VAPOR

ÁGUA (VAPOR OU LÍQUIDO)

AMÔNIA AMÔNIA ÁCIDOS

GRANULAÇÃO QUÍMICA

“GROSSOS”

“FINOS”

MATÉRIAS-PRIMAS SÓLIDAS

24

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 P2O5, e de Cloreto de Potássio (KCl) 60% de K2O, devem ser

misturados para obter-se uma tonelada da mistura 4-14-6.

Quantidade dos nutrientes por kg da mistura:

N P2O5 K2O Mistura kg Kg

100 4 14 6 1.000 40 140 60

Então:

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 P2O5

y kg de SS 140 kg de P2O5

y = 140 x 100 = 700 kg de SS 20 Quantidade de Cloreto de Potássio (KCl)

100 kg de KCl 60 kg de K2O

z kg de KCl 60 kg de K2O

z = 60 x 100 = 100 kg de KCl 60 A soma das quantidades de x, y e z será:

200 + 700 + 100 = 1.000 kg de mistura

25

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:

89 + 700 + 100 = 889 kg de mistura

A diferença para atingir os 1.000 kg desejados:

1000 – 889 = 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 10-10-10 utilizando Sulfato de Amônio (SA)

20% de N, Superfosfato Simples (SS) 20% de P2O5, e de Cloreto de Potássio (KCl)

60% de K2O.


N P2O5 K2O Mistura kg kg

100 10 10 10 1.000 100 100 100

Então:

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)



26

y = 100 x 100 = 500 kg de SS 20 Quantidade de Cloreto de Potássio (KCl)



z = 100 x 100 = 167 kg de KCl 60 A soma das quantidades de x, y e z será:

500 + 500 + 167 = 1.167 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 P2O5:

Quantidade de superfosfato triplo

y = 100 x 100 = 222 kg de ST 45

Chegando a total na mistura de:

500 + 222 + 167 = 889 kg de mistura

Quantidade de enchimento:

1.000 – 889 = 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 P2O5, e de Cloreto de Potássio (KCl)

com 60% de K2O, para preparar, sem usar enchimento, uma tonelada da mistura NPK

12 – 10 – 10?


N P2O5 K2O Mistura Kg Kg

100 12 10 10 1.000 120 100 100

Então:

Iniciam-se os cálculos pelos nutrientes que se utiliza uma única fonte.

27

Quantidade de Superfosfato Simples (SS)



y = 100 x 100 = 500 kg de SS 20

Quantidade de Cloreto de Potássio (KCl)



z = 60 x 100 = 100 kg de KCl 60

A soma das quantidades dos fertilizantes totaliza:

500 + 167 = 667 kg de mistura

Para completar uma tonelada resta-se:

1.000 – 667 = 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 + 150 – 0,45 SA = 120

0,2 SA – 0,45 SA = 120 - 150

- 0,25 SA = - 30

SA = 30/ 0,25 SA = 120 kg de sulfato de amônio

Voltando a Eq 2, tem-se:

U = 333 – 120

U = 213 kg de uréia

28

Assim, as somas das quantidades de sulfato de amônio, uréia, superfosfato simples e

cloreto de potássio totalizam os 1.000 kg.

120 (SA) + 213 (U) + 500 (SS) + 167 (KCl) = 1.000 kg de mistura

5) Utilizando-se 500 kg de 4-14-8, que quantidades de Sulfato de Amônio (SA) 20% de N,

Superfosfato Simples (SS) 20% de P2O5, e de Cloreto de Potássio (KCl) 60% de K2O

serão necessários para produzir uma tonelada da mistura NPK 10 – 10 – 10?


N P2O5 K2O Mistura kg kg

100 10 10 10 1.000 100 100 100

500 kg de 4 – 14 – 8 suprirão:

500 x 0,04 = 20 kg de N

500 x 0,14 = 70 kg de P2O5

500 x 0,08 = 40 kg de K2O

Assim, a diferença deverá ser suprida pelos demais fertilizantes:

N 100 – 20 = 80 kg

P2O5 100 – 70 = 30 kg

K2O 100 – 40 = 60 kg


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: SS + KCl = 250 kg de mistura

Logo a diferença: 1.000 – 500 – 250 = 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

0,2 SA + 0,45 (250 – SA) = 80

0,2 SA + 112,5 – 0,45 SA = 80

0,2 SA – 0,45 SA = 80 – 112,5

-0,25 SA = - 32,5

SA = 32,5/0,25 SA = 130 kg

Retornando-se a Eq 2, tem-se;

U = 250 – SA

U = 250 – 130

U = 120 kg

Logo a mistura será constituída por:

500 kg de 4-14-8 + 120 kg de U + 130 kg de ASA + 150 kg de SS + 100 kg de KCl

6) Preparar 500 kg da mistura NPK 5 – 10 – 5, sendo que 2% do N deverá estar na forma

nítrica, e 3% na forma amoniacal. Dispõe-se para isso, os fertilizantes: Salitre do Chile

(NaNO3) com 15% de N, Sulfato de Amônio (SA) 20% de N, Superfosfato Simples

(SS) 20% de P2O5, e de Cloreto de Potássio (KCl) 60% de K2O.

500 kg da mistura conterão 25 kg de N, dos quais 10 kg (2%) na forma N-NO3- e 15 kg na

forma N-NH4+, 50 kg de P2O5 e 25 kg de K2O.

Quantidade de Salitre do Chile (SC) para suprir o NO3

SC = 30 x 100 = 150 kg de SS 20 Quantidade de Sulfato de Amônio (SA) para suprir o NH4

SA = 15 x 100 = 75 kg de SA 20


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 + 250 kg de SS + 41,7 kg de KCl = 433,4 kg

Quantidade de enchimento:

500 – 433,4 = 66,6 kg de enchimento

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7) Qual a pureza do sulfato de potássio que contém 48% de K2O. Os pesos atômicos são:

K = 39

S = 32

O = 16

1 mol de K2SO4 corresponde a 174 g

174 g K2SO4 78 g K

100 g K2SO4 x g K

x = 78 x 100 = 44,82% de K 174

Assim, 1 mol de K2SO4 tem 44,8% de K, que corresponde a:

2 K K2O

78 94

44,8 y

y = 44,8 x 94 = 53,98% de K2O 44,8

Deste modo, de 100g de K2SO4 tem o equivalente a 53,9% de K2O, o fertilizante que

contém 48% de K2O tem:

100 53,98

z 48,00

z = 88,92% de pureza

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Bibliografias recomendadas:

ABC da Adubação. Malavolta, E. 5ª edição. Editora Agronômica Ceres Ltda. São Paulo. 1989.

Análise de Corretivos, Fertilizantes e inoculantes Métodos Oficiais. Ministério da Agricultura, Laboratório Nacional de Referência Vegetal. 1988.

Fertilizantes e seu impacto ambiental: micronutrientes e metais pesados, mitos, mistificação e fatos. Malavolta, E. ProduQuímica, 1994.

Fertilizantes Fluidos. Vitti, G. C. e Boaretto, A. E. (Coordenadores). Associação Brasileira para Pesquisa da Potassa e do Fosfato – POTAFOS, 1994.

Instruções Agrícolas para o Estado de São Paulo. Instituto Agronômico de Campinas IAC, 6ª edição (eletrônica) Boletim 200.

Legislação, “ Inspeção e Fiscalização da Produção e do Comércio de Fertilizantes, Corretivos, Inoculantes, Estimulantes ou Biofertilizantes, Destinados à Agricultura”. Ministério da Agricultura. 1983.

Manual de Controle da Qualidade de Fertilizantes Minerais Sólidos. Marzinotto Filho, H. et alli. ANDA. 1988.

Manual de Química Agrícola: adubos e adubação. Malavolta, E. 3ª ed.Ed. Agronômica Ceres Ltda. 1989.

Os Adubos e a Eficiência das Adubações. Ancarde, J.C.; Guidolin, J.A. & Lopes, A.S. ANDA. (Boletim Técnico, 3) 1989.

Recomendações para o uso de corretivos e fertilizantes em Minas Gerais. 5ª Aproximação. (Editores) Ribeiro, A.C.; Guimarães, P.T.G.; Alvarez V., V.H.. Comissão de Fertilidade do Solo do Estado de Minas Gerais – CFSEMG, 1999.

Tecnologia de produção de fertilizantes. Cekinski, E. (Coordenador) Instituto de Pesquisas Tecnológicas, 1990.

Fertilizantes nitrogenados. De Felippe jr., G; Sococoswki, J.C.; Fanti, O.D. In: Simpósio Brasileiro de Tecnologia de Produção de Fertilizantes, São Paulo, 1988.

Fósforo em Solos e Planta em Condições Tropicais. Novais, R.F. & Smyth, T. J. U.F.V., Viçosa, 1999.

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FERTILIZANTES - Legislação, Características, Produção e Mistura