Se describe una preparación semicontinua eficaz de tiosulfato de manganeso (MnS2O3,

MnTS) a partir de hidrosulfito de manganeso y azufre a temperatura elevada. Se prepara hidrosulfito de manganeso a partir de carbonato de manganeso y dióxido de azufre comerciales. El producto resultante es una emulación de tiosulfato de manganeso líquido y subproductos sólidos. Se produce una disolución de tiosulfato de manganeso según la invención usando determinadas razones en moles de MgCO3 con respecto a azufre, y determinados parámetros tales como la temperatura del procedimiento de reacción y las condiciones de pH, incluyendo la velocidad y duración del purgado conde SO2, que provoca que se reduzcan los subproductos hasta menos del 2% en peso. El tiosulfato de manganeso resultante es un líquido de color rosa con concentración de hasta el 20%.

PROCEDIMIENTO Y APARATO PARA PREPARAR DISOLUCIÓN DE TIOSULFATO DE MANGANESO (MnTS)

La presente invención se refiere a disoluciones nutritivas para plantas, y más particularmente, a disoluciones nutritivas para plantas que contienen tiosulfato de manganeso.

DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA RELACIONADA

El ión tiosulfato, S203 2-, es un análogo estructural del ión

S04 2 -en el que un átomo de oxígeno se sustituye por un átomo de

S. Sin embargo, los dos átomos de azufre en S2 03-2 no son equivalentes. Uno de los átomos de S es un átomo de azufre de tipo sulfuro que da al tiosulfato sus propiedades reductoras y capacidades complejantes.

o-s-

I

S=S=O O::::::S::::::O

1 1

o_ o_

Se usan tiosulfatos en el curtido del cuero, la fabricación de papel y de materiales textiles, la desulfurización de gas de combustión, aditivos para cemento, declaración, extinción de ozono y peróxido de hidrógeno, estabilizadores de recubrimiento, etc.

Debido a las capacidades de formación de complejos con metales, se han usado compuestos de tiosulfato en aplicaciones comerciales tales como aplicaciones de fotografía, tratamiento de residuos y tratamiento de agua.

Los tiosulfatos se oxidan fácilmente para dar ditionato, luego tetrationato y finalmente para dar sulfatos:

Debido a esta transformación, se usan tiosulfatos como fertilizantes en combinaciones con cationes tales como amonio, potasio, magnesio y calcio. Los tiosulfatos de metal alcalino, metal alcalinotérreo y amonio son solubles en agua. Las solubilidades en agua de los tiosulfatos disminuyen desde los tiosulfatos de amonio hasta de metales alcalinos hasta de

metales alcalinotérreos.

El manganeso es un elemento importante que se encuentra como un elemento libre en la naturaleza (a menudo en combinación con hierro) , y en muchos minerales. En el presente documento se hace referencia a manganeso tanto como "manganeso" como "Mn". El elemento libre es un metal con usos para aleaciones metálicas industriales importantes. Los iones de manganeso ( I I) funcionan como cofactores para varias enzimas; el elemento es por tanto un oligoelemento requerido para todos los organismos vivos

El manganeso es importante en el desarrollo de oxígeno fotosintético en los cloroplastos en las plantas, que también son evolutivamente de origen bacteriano. El complejo que desarrolla oxígeno, una enzima oxidante de agua contenida en la membrana del cloroplasto, que participa en la fotooxidación terminal del agua durante las reacciones de fotosíntesis, tiene un núcleo de metalocoenzima que contiene cuatro átomos de manganeso (G. Charles Dismukes, y Rogier T. van Willigen, Encyclopedia of Inorganic Chemistr y , Wiley InterScience, 2008) . Por este motivo, la mayoría de los fertilizantes para plantas de amplio especto contienen manganeso.

condiciones de suelo altamente oxidado tales como suelo seco con un bajo nivel de materia orgánica. Se han observado deficiencias de manganeso para sandía, uva, maracuyá, cítricos, té, mora y en la mayoría de los demás cultivos.

Las deficiencias de manganeso también se producen en los árboles. Esto se produce habitualmente en el suelo con pH alcalino alto. La deficiencia de manganeso se produce en huertos de manzanas plantados en suelos calizos. Los cultivadores a menudo aplican foliar de Mn cuando el análisis de tejido indica bajos niveles o cuando el crecimiento del árbol es escaso debido a los bajos niveles del suelo. Los cultivadores de viveros han notificado deficiencias de manganeso en árboles de abeto plateado. Se han observado deficiencia de Mn en árboles de aguacate, melocotoneros, árboles de arce rojo y palmeras. Las muestras de suelo de campos sembrados de pasto en los últimos años han indicado que los niveles de manganeso han disminuido. En la plantación, los cultivadores normalmente pulverizan una disolución de sulfato de manganeso (MnS04 ) una vez a la semana. Los campos más antiguos, sin embargo, se quedan cortos y son necesarias aplicaciones complementarias.

Las plantas pueden absorber manganeso sólo cuando aparece en disolución como catión divalente (Mn2+) . El Mn2+ se denomina la forma reducida. El Mn también aparece en formas oxidadas (Mn3 + y Mn4+) , de las que ambas no están disponibles para su captación por la planta. Los microorganismos del suelo oxidan Mn2 + para dar Mn3+, lo que hace que no esté disponible para las plantas. Esta reacción biológica se produce lentamente cuando el pH del suelo está entre 5 y 6, 5. Sin embargo, avanza más rápidamente cuando

El manganeso (Mn) está relativamente inmóvil en el suelo. Por tanto, el Mn aplicado a la superficie del suelo permanecerá en la superficie. Para alterar los niveles de Mn en el suelo y prevenir la deficiencia de Mn, debe distribuirse el Mn por toda la zona de la raíz de modo que todas las raíces puedan interceptarlo y absorberlo. Las plantas tienen un sistema vascular para mover el agua, metabolitos y solutos desde una parte hasta otra. El sistema vascular de la planta consiste en dos componentes, xilema y floema. El xilema transporta agua y nutrientes disueltos desde las raíces hacia arriba hasta los brotes, sin prácticamente ningún movimiento hacia abajo. El floema transporta agua, metabolitos y solutos en todas las direcciones por toda la planta. El Mn se absorbe por las raíces y se mueve hacia arriba hasta las hojas a través del xilema; sin embargo, el Mn no puede transportarse a través del floema. Por tanto, el Mn acumulado en las hojas no puede volver a movilizarse en ninguna cantidad significativa (Graham, R.O., Hannan, R. J., y Uren, N. C., Manganese in Soil and Plants, Kluwe Academic Publishers, Boston, MA, 1988) .

Mientras que puede hacerse que el follaje parezca más verde y sano con Mn aplicado de forma foliar complementario, los sistemas de raíz en esas plantas serán aún deficientes. Igualmente, el Mn absorbido por una raíz... [Seguir leyendo]

Procedimiento para preparar disolución de tiosulfato de manganeso que comprende:

(a) proporcionar una suspensión de carbonato de manganeso;

(b) añadir dióxido de azufre a la suspensión de carbonato de manganeso para formar una mezcla;

(e) hacer reaccionar la mezcla para formar suspensión de hidrosulfito de manganeso;

(d) añadir azufre a la suspensión de hidrosulfito de manganeso, y hacer reaccionar para formar disolución de tiosulfato de manganeso; y

(e) recuperar la disolución de tiosulfato de manganeso. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que las etapas (b) y (e) comprenden además mantener un pH de aproximadamente 2 a 3, y la etapa (d) comprende además mantener un pH de aproximadamente 4 a 6. Procedimiento según las reivindicaciones 1 ó 2, en el que la etapa (b) comprende además añadir el dióxido de azufre a la suspensión de carbonato de manganeso hasta que se alcance un pH de aproximadamente 2 a 3. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende además una etapa inicial de preparar la suspensión de carbonato de manganeso combinando carbonato de manganeso y agua. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la etapa (b) se produce sin calentamiento externo. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la etapa (d) comprende además calentar la suspensión de hidrosulfito de manganeso. Procedimiento según la reivindicación 6, en el que la etapa (d) comprende además calentar la suspensión de

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hidrosulfito de manganeso para mantener una temperatura de al menos aproximadamente 90°C. Procedimiento según la reivindicación 7, en el que la etapa (d) comprende además calentar la suspensión de hidrosulfito de manganeso para mantener una temperatura de aproximadamente 96 a aproximadamente 99°C. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que la etapa (b) comprende además combinar carbonato de manganeso y dióxido de azufre en una razón en moles de carbonato de manganeso con respecto a dióxido de azufre de aproximadamente 1, 00:1, 00 a 1, 10:1, 00. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en e 1 que la etapa (d) comprende además añadir azufre a la suspensión de hidrosulfito de manganeso en una razón de azufre con respecto a hidrosulfito de manganeso de desde 1, 0:1, 0 hasta 1, 2:1, 0. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 1 O, en el que la etapa (d) comprende además añadir azufre seleccionado del grupo que consiste en azufre puro y azufre de neumático. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la razón en moles de carbonato de manganeso con respecto a dióxido de azufre con respecto a azufre usada es 1:05:1, 00:1, 20. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que la etapa (d) comprende además 1 a producción de subproducto de desecho que comprende carbonato de manganeso y azufre, y la etapa (e) comprende además la recuperación de cada uno de los subproductos de desecho carbonato de manganeso y azufre. Procedimiento para preparar tiosulfato de manganeso que comprende:

(a) proporcionar una suspensión de carbonato de manganeso;

(b) purgar dióxido de azufre en la suspensión de carbonato de manganeso para alcanzar un pH de aproximadamente 2 a aproximadamente 3, para producir una mezcla de suspensión de hidrosulfito de manganeso y carbonato de manganeso;

(e) calentar la mezcla de suspensión producida en la etapa (b) hasta una temperatura de aproximadamente 96 a aproximadamente 99°C a un pH de aproximadamente 4 a aproximadamente 6, para formar tiosulfato de manganeso; y

(d) recuperar el tiosulfato de manganeso producido en la etapa (e) .

15. Procedimiento según la reivindicación 14, en el que la razón en moles de carbonato de manganeso con respecto a dióxido de azufre con respecto a azufre usada es 1:05:1, 00:1, 20.