Composiciones fertilizantes que contienen iones metálicos quelados.

Una solución aditiva fertilizante líquida, acuosa y clara, que comprende; un ácido orgánico; al menos una sal metálica o un óxido de metal donde dicho metal se selecciona dentro del grupo consistente en metales alcalino térreos

, metales de transición y sus mezclas; y una amina disfuncional seleccionada dentro del grupo consistente en 2-hidroxietilamina, dimetilaminopropilamina y las mezclas de las mismas en una cantidad suficiente para ajustar el pH de dicha solución aditiva entre 8 y 11.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US1997/021180.

Solicitante: STOLLER ENTERPRISES, INC.

Inventor/es: DEAN,FRANK W.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > FERTILIZANTES; SU FABRICACION > MEZCLAS DE FERTILIZANTES CUBIERTOS INDIVIDUALMENTE... > C05G3/00 (Mezclas de uno o más fertilizantes con materiales que no tienen una específica actividad fertilizante)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > FERTILIZANTES; SU FABRICACION > FERTILIZANTES NITROGENADOS > C05C13/00 (Mezclas de fertilizantes nitrogenados cubiertos por más de uno de los grupos principales C05C 1/00 - C05C 11/00)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > FERTILIZANTES; SU FABRICACION > MEZCLAS DE FERTILIZANTES CUBIERTOS INDIVIDUALMENTE... > C05G5/00 (Fertilizantes caracterizados por su forma (granulación de fertilizantes caracterizados por sus composiciones químicas, ver los grupos apropiados del C05B - C05G))

PDF original: ES-2531158_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Composiciones fertilizantes que contienen iones metálicos quelados ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

I. Campo de la invención

La presente invención en general se refiere a aditivos y composiciones de fertilizantes y a los métodos para su preparación y uso. Más específicamente, la presente invención se refiere a aditivos y composiciones fertilizantes que incluyen iones metálicos quelados con el fin de proporcionar los micronutrientes que son necesarios para el crecimiento de las plantas.

II. Antecedentes de la invención

En la agricultura, los iones metálicos son nutrientes esenciales para el crecimiento de las plantas. Las limitaciones del suelo a causa de la falta de disponibilidad o agotamiento de los iones metálicos es muy a menudo la causa de un pobre crecimiento de las plantas. Las deficiencias en los cultivos se producen a extremadamente bajos niveles de deficiencia de metal, es decir, a niveles en el orden de partes por millón en el tejido de la planta. Tanto la aplicación directa al suelo como a nivel foliar, de iones metálicos quelados pueden prevenir, corregir o minimizar las deficiencias en los cultivos. Los complejos quelados se han visto favorecidos porque los iones metálicos quelados permanecen solubles en ambientes diferentes o cambiantes. Ver Chen y Barak, Advances in Agronomy, vol. 35, pp. 217-239 (1982). Los productos convencionales habitualmente han utilizado quelados sintéticos. Sin embargo, aunque en general se acepta como el mejor método para la administración de iones metálicos, el coste de producción de los quelados sintéticos es elevado. Véase, Barak y Chen, Soil Sci. Soc. Am. J., vol. 51, pp. 893-896 (1987). En consecuencia, los aditivos convencionales de metales quelados son caros. Por lo tanto, se han buscado sistemas quelantes menos costosos, y que a la vez sean eficientes.

Se ha propuesto el uso de ácido cítrico como agente quelante para proporcionar una alternativa económica y de origen natural. Sin embargo, se demostró que los quelatos metálicos de ácido cítrico eran Inestables a un pH superior a 7. Véase, Cline, et. al, Solí Sel. Soc. Am. J., vol. 46, pp. 1158-1164 (1982) y la Patente de los Estados Unidos No. 5.372.626.

Los métodos previos para quelar iones metálicos para uso en la agricultura también propusieron la introducción de aniones inorgánicos para estabilizar el pH. Sin embargo, estos aniones han sido asociados con daños ecológicos, a la vez que su adición aumenta el coste del fertilizante.

De acuerdo a lo anterior, existe una necesidad prolongada de aditivos y composiciones fertilizantes, que sean más eficientes, económicas y menos agresivas con el medio ambiente, con el fin de administrar los niveles de micronutrientes de metales traza necesarios para las plantas, así como los métodos para producir tales fertilizantes con los nutrientes metálicos requeridos para el crecimiento de las plantas. La presente invención resuelve estas necesidades.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a nuevos aditivos fertilizantes y composiciones útiles para administrar niveles traza de iones metálicos en sus formas queladas a los tejidos de las plantas y a un pH neutro. Estos aditivos y las composiciones se preparan usando una nueva combinación de agentes quelantes para acomplejar los iones metálicos y para controlar el pH de la solución aditiva.

Mientras que los metales pueden ser proporcionados por cualquier sal, los óxidos de los metales son la fuente preferida de metales. El método descrito en la presente invención para la conversión de sales de metales, y preferiblemente óxidos de metales, en soluciones de metales quelados son únicos en el sentido de que ellos pueden producir composiciones libres de aniones inorgánicos asociados frecuentemente con sistemas de quelación. Sin ser limitante del ámbito de la presente invención, el presente método también se refiere a la quelación de iones metálicos tales como iones cloruro, sulfato, nitrato, hldróxido, carbonato y otras sales biológicamente compatibles de los cationes, estas sales son más caras por unidad de catión de metal, comúnmente menos puras, y han sido asociadas con daños ecológicos.

Los óxidos de metales son preferidos, ya que por una parte son mucho menos costosos por unidad de catión de metal, a la vez que suelen ser más puros, y son menos tóxicos para el medio ambiente que sus contrapartes de aniones inorgánicos. Los iones metálicos son quelados usando un ácido orgánico y amina orgánica. En las composiciones preferidas de la presente invención los cationes de metal son acomplejados con ácido cítrico y una cantidad suficiente de una amina disfuncional para mantener el pH por encima de aproximadamente 7,5. El empleo de una amina disfuncional ofrece diversas ventajas sobre las tecnologías existentes, por ejemplo, las formulaciones son inodoras, la capacidad del formulador para regular las soluciones tampón con un pH básico, y una mayor

seguridad del medio ambiente. La amina disfuncional, no sólo neutraliza el exceso de ácido en solución, sino que también participa en la formación del complejo quelado para crear un complejo más estable.

Un aspecto general de la presente invención es proporcionar una formulación para un aditivo fertilizante líquido claro, que comprende agua, un ácido orgánico, preferiblemente seleccionado de entre los ácidos carboxílicos que tienen aproximadamente de 2 a 2 átomos de carbono, por lo menos una sal de metal donde dicho metal es seleccionado preferiblemente dentro del grupo que consiste en los metales alcalinos térreos y los metales de transición, y una amina orgánica que es seleccionada del grupo consistente en 2-hidroxietilamina, dimetilaminopropilamina y las mezclas de las mismas. En las realizaciones más preferentes, la presente invención proporciona composiciones y métodos para quelar iones metálicos a partir de sus óxidos metálicos donde el metal es seleccionado del grupo que consiste en calcio, magnesio, hierro, cobalto, cobre, zinc, molibdeno y mezclas de los mismos, utilizando ácido cítrico y una amina disfuncional seleccionada del grupo consistente en 2-hidroxietilamina, dimetilaminopropilamina y mezclas de las mismas. La amina está presente en una cantidad suficiente para mantener el pH de la solución aditiva entre 8 a 11. Tales soluciones aditivas para fertilizantes pueden ser denominadas en lo sucesivo como "aditivos fertilizantes" o "soluciones aditivas".

Otro aspecto de la presente invención es proporcionar una composición fertilizante líquida clara compuesta por las soluciones aditivas fertilizantes anteriores mezcladas con un fertilizante líquido. Cualquier fertilizante líquido convencional puede ser utilizado. Típicamente los fertilizantes líquidos Incluyen los fertilizantes del tipo N P K seleccionados de entre el grupo que contiene al menos un nutriente seleccionado del grupo que consiste en nitrógeno, fósforo y potasio. En la presente invención las composiciones fertilizantes se formulan preferiblemente de modo que la concentración del metal de la solución aditiva va desde aproximadamente ,1 a aproximadamente 5, por ciento en peso en la composición fertilizante final. Las composiciones fertilizantes finales tendrán típicamente un pH neutro o ligeramente básico.

Otro aspecto de la presente invención es proporcionar un método para la formulación de composiciones fertilizantes líquidas transparentes que comprenden aditivos fertilizantes que contienen cationes de metales acomplejados. La preparación implica el acomplejamlento de los cationes de metales en una solución acuosa ácida y un ácido orgánico, preferiblemente ácido cítrico. La fuente preferida los iones de metal son los óxidos metálicos. La solución de iones metálicos acomplejados se... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una solución aditiva fertilizante liquida, acuosa y clara, que comprende; un ácido orgánico; al menos una sal metálica o un óxido de metal donde dicho metal se selecciona dentro del grupo consistente en metales alcalino tórreos, metales de transición y sus mezclas; y una amina disfuncional seleccionada dentro del grupo consistente en 2-hidroxietilamina, dimetilaminopropilamina y las mezclas de las mismas en una cantidad suficiente para ajustar el pH de dicha solución aditiva entre 8 y 11.

2. La solución aditiva fertilizante liquida de acuerdo a la reivindicación 1 en el que dicho metal se selecciona del grupo consistente en calcio, magnesio, cobalto, cobre, zinc, molibdeno y sus mezclas.

3. La solución aditiva fertilizante liquida de acuerdo a las reivindicaciones 1 o 2 donde dicho ácido orgánico se selecciona de los ácidos carboxílicos que tienen de 2 a 2 átomos de carbono.

4. La solución aditiva fertilizante líquida de acuerdo a las reivindicaciones de la 1 a la 3, la cual contiene dicho metal en una cantidad final entre ,1 a 15, % en peso.

5. La solución aditiva fertilizante líquida de acuerdo a la reivindicaciones de la 1 a la 4, donde dicho metal ha sido acomplejado por dicho ácido orgánico y dicha amina orgánica.

6. Una composición fertilizante líquida, acuosa y clara, preparada por la adición de una solución aditiva fertilizante líquida, que comprende un ácido orgánico, al menos una sal metálica o un óxido de metal donde dicho metal se selecciona dentro del grupo consistente en metales alcalino tórreos, metales de transición y sus mezclas; y una amina disfuncional seleccionada dentro del grupo consistente en 2-hidroxietilamina, dimetilaminopropilamina y las mezclas de las mismas en una cantidad suficiente para ajustar el pH de dicha solución aditiva entre 8 y 11 a una solución fertilizante líquida que incluye al menos un nutriente seleccionado del grupo consistente en nitrógeno, fósforo y potasio.

7. La composición fertilizante acuosa de acuerdo a la reivindicación 6, en la cual dicho metal se selecciona del grupo consistente en calcio, magnesio, cobalto, cobre, zinc, molibdeno y sus mezclas.

8. La composición fertilizante acuosa de acuerdo a las reivindicaciones 6 o 7, donde dicho ácido orgánico se selecciona de los ácidos carboxílicos que tienen entre 2 a 2 átomos de carbono.

9.- La composición fertilizante acuosa de acuerdo a la reivindicaciones de la 6 a la 8, donde dicha solución aditiva fertilizante líquida contiene dicho metal en una cantidad entre ,1 a 15, % en peso.

1.- La composición fertilizante acuosa de acuerdo a la reivindicaciones de la 1 a la 4, donde dicho metal ha sido acomplejado por dicho ácido orgánico y dicha amina orgánica.

11. La composición fertilizante acuosa de acuerdo a la reivindicaciones de la 6 a la 1, donde la relación en peso de dicha solución aditiva fertilizante líquida en relación a la solución fertilizante líquida va desde 1:1 hasta 1:1.

12. La composición fertilizante acuosa de acuerdo a las reivindicaciones de la 6 a la 11, la cual contiene dicho metal en una cantidad desde.1 a 5. % en peso.

13. Un método para proporcionar iones metálicos donde dicho método comprende la administración al suelo en el cual crecen plantas o al follaje de las plantas en forma de una composición fertilizante acuosa de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones de la 6 a la 13.

14. Un método para preparar una composición fertilizante acuosa clara, donde dicho método comprende:

a) preparar una solución aditiva fertilizante líquida mediante la adición de un ácido orgánico al agua para formar una solución ácida, disolviendo una sal metálica o un óxido en dicha solución ácida, donde dicho metal se selecciona de un grupo consistente en metales alcalino tórreos, metales de transición y sus

mezclas; y

adicionar a la solución ácida resultante conteniendo los iones metálicos una amina orgánica disfuncional seleccionada dentro del grupo consistente en 2-hidroxietilamina, dimetilaminopropilamina y las mezclas de las mismas en una cantidad suficiente para ajustar el pH de dicha solución aditiva entre 8 y 11; y

b) mezclar la solución aditiva con una solución fertilizante líquida la cual incluye al menos un nutriente seleccionado del grupo consistente en nitrógeno, fósforo y potasio para producir una composición fertilizante acuosa clara.

15. El método de acuerdo a la reivindicación 14, donde dicho ácido orgánico es ácido cítrico.

16. El método de acuerdo a las reivindicaciones 14 o 15, donde dicho metal se selecciona del grupo consistente en calcio, magnesio, manganeso, cobalto, cobre, molibdeno y sus mezclas.

17. El método de las reivindicaciones de la 14 a la 16 donde dicho metal constituye desde un.1 a 5. % en peso 5 de dicha composición fertilizante acuosa.