Procedimiento de preparación de un fertilizante de nitrógeno-calcio industrial granulado por descomposición de sales minerales de cationes calcio con ácido nítrico y procesamiento del fundido obtenido,

caracterizado por que a partir de la mezcla de reacción resultante de la descomposición de sales minerales de cationes calcio con ácido nítrico, mediante la acción de un agente básico a un pH de 6 a 10 y una temperatura de 65 a 120 ºC, los cationes no deseados se hacen precipitar, se separan, en la solución obtenida la proporción Ca2+ : NH4 + se ajusta de 4,5 a 9,4 mediante la adición de una solución acuosa de ácido nítrico y amoníaco gaseoso y/o líquido y/o nitrato de amonio, la solución se espesa, la solución supercalentada que tiene una temperatura de 100 a 170 ºC se inyecta en un granulador, se añade la fase en polvo, se granula a una temperatura de 40 a 135 ºC, y se ajusta a una temperatura del granulado resultante que no supera los 110 ºC, el material granulado se tamiza, la fracción apropiada del fertilizante granulado se separa, la fracción de mayor tamaño se muele y, junto con la fracción de tamaño inferior, se enfría y se devuelve al granulador

Procedimiento de preparación de un fertilizante de nitrógeno-calcio industrial granulado

Campo técnico

La invención se refiere a un fertilizante multi-componente granulado que contiene compuestos solubles en agua de calcio y nitrógeno, que es adecuado para fertilizar cultivos agrícolas, mientras que la "calidad de invernadero" es adecuada en primer lugar para sistemas de irrigación por goteo y sistemas hidropónicos, así como a un procedimiento para su preparación y uso.

Técnica anterior

El calcio es un componente que forma parte de los macroelementos necesarios para un buen crecimiento y desarrollo de los cultivos. El déficit de calcio actúa negativamente sobre la estabilidad de las membranas celulares, aumentando de esta manera su permeabilidad y alterando el crecimiento apropiado del cultivo. Si el contenido de calcio en la planta es bajo, el crecimiento del sistema principal de la raíz se retrasa considerablemente y, en consecuencia, la captación de agua y nutrientes está restringida (J. Fecenko, O. Lo ek: V iva a hnojenie pol'n ch

plodín (Nutrition and fertilization of field crops) , SPU en Nitra and Duslo, a.s., al'a, 2000) . El calcio interacciona también con otros componentes nutricionales, por ejemplo, estimula la absorción de potasio (K+) y amonio (NH4+) . Se ha demostrado mediante experimentos de invernadero que la adición de calcio ha aumentado el crecimiento, las plantas eran más fuertes y se consiguieron mayores rendimientos de trigo y cebada (F. R. Troeh, L. M. Thompson: Soils and soil fertility, 6ª Edición, Blackwell publishing, lowa, 2005) .

En general, el contenido de calcio en el suelo es relativamente alto, pero solo una pequeña cantidad está disponible para las plantas. Se da en la naturaleza muy a menudo en forma de carbonatos, por ejemplo en forma de calcita o dolomita que, sin embargo, son prácticamente insolubles en agua, y es accesible para las plantas únicamente en suelos ácidos.

Recientemente, hay disponible en el mercado un amplio espectro de fertilizantes sencillos y combinados, representados principalmente por combinaciones con salitre de amonio. Una gran cantidad de fertilizantes industriales granulados contiene calcio principalmente en forma de dolomita o calcita molidas, pero solo en la forma carbonato. Una forma conveniente y usada aun más frecuentemente es el nitrato de calcio en combinación con otros cationes, tales como el catión amonio. Fertilizar con una distribución controlada de nutrientes requiere fertilizantes con la composición definida exactamente, y en el caso de los sistemas denominados de riego y sistemas de "fertilización foliar", también se requiere una proporción muy baja de sustancias insolubles. Los fertilizantes de calcio muy a menudo se transportan y almacenan en forma de soluciones. Sin embargo, desde el punto de vista económico, los fertilizantes preferibles son los granulados, que se aplican directamente, en forma sólida o como sus soluciones. Los fertilizantes granulados deben tener las propiedades apropiadas desde el punto de vista de resistencia mecánica y resistencia a las condiciones ambientales, especialmente resistencia a humedad. Las propiedades de los fertilizantes de un solo componente pueden mejorarse por adición de componentes adicionales, con los que pueden formar fases más estables.

La granulación en la concepción original pertenece a procedimientos de formación de partículas más grandes - gránulos, de materiales en polvo (véase, por ejemplo, Perr y 's Chemical Engineers' Handbook; 7ª ed. McGraw Hill, 1997) . En el transcurso de la granulación, a parte del material en polvo, a menudo se añade un agente auxiliar, muy a menudo agua, que ayuda en la "aglomeración de partículas" del material en polvo. En una concepción más amplia, también se considera que los procedimientos, en los que se empieza con una suspensión o fundido, y en el transcurso de la granulación los núcleos de cristal se agregan por nucleación, que posteriormente se forman en aglomerados que constituyen los gránulos, pertenecen a los procedimientos de granulación. La forma y tamaño de los gránulos está afectada por el funcionamiento del dispositivo de granulación y, por lo tanto, este procedimiento puede denotarse como cristalización inicializada con un tamaño controlado de cristales y aglomerados.

De acuerdo con el documento BP 392531 (1933) , el nitrato de calcio se preparara por evaporación a una pasta arenosa que contiene un 90 - 95% en peso de nitrato de calcio y posterior granulación. De esta manera, se preparan gránulos en copos con carácter pulverulento. El nitrato de calcio puede prepararse por cristalización de una solución ácida de nitrato-fosfato enfriando y lavando los cristales con una solución de nitrato de amonio (documento RU 2240284, 2003) .

En la bibliografía (Gmelins Handbuch der Anorganischen Chemie, System Number 28, Kalzium; R. Flatt, P. Fritz: "Contribution à l'étude du systÃme quinaire (Contribution to the study of a five-component system) at 25 º C: Ca2+-NH4+-H+-NO3--PO43--H2O, Les systÃmes ternaires limites (Limits of ternar y systems) Ca2+-H+-NO3--H2O, NH4+-H+-NO3--H2O y Ca2+-NH4+-NO3--H2O at 25 º C" Helvetica Chimica Acta, Volumen XXXIII, Fascículo VII, Nº 260 (1950) ; P. I. Procenko, O. N. Razumovskaja, N. A. Br y kova: "Spravo nik po rostvorimosti nitritnych i nitrathych solevych sistem (Guidebook of solubility of nitrite and nitrate salt systems) ", Izdatl'stvo (Publisher) Chimija, Leningrad, 1971) , se describen diversas sales mixtas de Ca (NO3) 2 con NH4NO3. En el sistema de cuatro componentes Ca2+-NH4+-H+-NO3--H2O, a 25 º C se observaron 9 sólidos diferentes y fases estables que contenían Ca2+ y NH4+. Por cristalización, se han obtenido 3 sales estables con la siguiente composición: NH4NO3·Ca (NO3) 2·3H2O, NH4NO3·5Ca (NO3) 2·10H2O y NH4NO3·cCa (NO3) 2, cuya solución saturada es metaestable a 25 º C. La opinión sobre la estabilidad de la sal binaria Ca (NO3) 2-NH4NO3·2H2O no es consistente en la bibliografía.

Las fases estables anteriores son un prerrequisito para la preparación de fertilizantes estables del tipo M2+

xM+y (NO3-) (2x+y) ·zH2O, donde M2+ es un catión calcio y M+ es un catión amonio o un catión de metal alcalino. A pesar del hecho de que los compuestos del tipo M2+xM+y (NO3-) (x/2+y) ·zH2O forman fases estables, la existencia de estados metaestables de las soluciones supersaturadas, que son capaces de existir como líquidos viscosos incluso durante varias semanas, es un hecho importante en la práctica. Para acelerar el procedimiento de cristalización, muy a menudo se añaden núcleos de cristal.

La producción de nitrato de calcio-amonio granulado usando un procedimiento de granulación con un fundido superenfriado, que está mezclado con un producto en polvo enfriado, se describe en la publicación Schneider et al.; VÃroba prumyslovych hnojiv (Production of industrial fertilizers) , SNTL, Praha (1959) . Las patentes de la empresa NITRATOS DE PORTUGAL SARL (documentos DE1935893, 1970, FR 1597994, 1970, NL 6814573, 1968) describen granuladores de uno o dos ejes, con paletas o granuladores de husillo, así como un procedimiento de granulación de nitrato de calcio en solitario o mezclado con otros fertilizantes. El procedimiento permite la preparación de nitrato de calcio que contiene mezclas de acuerdo con el tipo de materia prima usada. Novikova et al. (SU 1212949, 1986) describe el procedimiento de cristalización de nitrato de calcio fundido que consiste en mezclar el nitrato de amonio con el fundido de nitrato de calcio, calentar dicho fundido y, posteriormente, enfriarlo. Con el fin de aumentar el rendimiento del producto cristalino, se recomienda el precalentamiento del fundido a 102 - 110 º C, la mezcla del material reciclado a esa temperatura y el enfriamiento del fundido obtenido a temperatura ambiente. Se añade nitrato de amonio en una cantidad de un 1, 5 - 2 % en peso y el material reciclado en una cantidad de un 0, 4 0, 6% en peso. El procedimiento de producción de nitrato de calcio-amonio de acuerdo con la patente de Navrocki et al. (WO2006031139 (PL20040370131; 20040916) (2006) ) está basado en la descomposición de calcita con ácido nítrico y ajustando la proporción de catión amonio a calcio a N-NH4 : CaO = 0, 6 : 27, 0. Posteriormente, la solución se evapora y enfría, con lo que se forman núcleos de cristal. Se añaden microelementos Cu, Fe, Mn, Zn en forma de quelatos biodegradables, con lo que simultáneamente empieza la cristalización y el producto sólido se origina en forma de copos. Los procedimientos anteriores no son suficientemente económicos... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de preparación de un fertilizante de nitrógeno-calcio industrial granulado por descomposición de sales minerales de cationes calcio con ácido nítrico y procesamiento del fundido obtenido, caracterizado por que a partir de la mezcla de reacción resultante de la descomposición de sales minerales de cationes calcio con ácido nítrico, mediante la acción de un agente básico a un pH de 6 a 10 y una temperatura de 65 a 120 º C, los cationes no deseados se hacen precipitar, se separan, en la solución obtenida la proporción Ca2+ : NH4+ se ajusta de 4, 5 a 9, 4 mediante la adición de una solución acuosa de ácido nítrico y amoníaco gaseoso y/o líquido y/o nitrato de amonio, la solución se espesa, la solución supercalentada que tiene una temperatura de 100 a 170 º C se inyecta en un granulador, se añade la fase en polvo, se granula a una temperatura de 40 a 135 º C, y se ajusta a una temperatura del granulado resultante que no supera los 110 º C, el material granulado se tamiza, la fracción apropiada del fertilizante granulado se separa, la fracción de mayor tamaño se muele y, junto con la fracción de tamaño inferior, se enfría y se devuelve al granulador.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la precipitación de los cationes no deseados se realiza a un pH de 6, 5 a 8, 5 y a una temperatura de 65 a 90 º C.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el agente básico es amoníaco gaseoso y/o una solución acuosa de amonio y/o una solución sólida y/o acuosa de un hidróxido alcalino y/o hidróxido de calcio.

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que a la mezcla de reacción, resultante de la descomposición de sales minerales de cationes calcio mediante ácido nítrico, se le añade una solución acuosa de peróxido de hidrógeno en una cantidad necesaria para oxidar cationes posiblemente presentes de manganeso y hierro a un mayor grado de oxidación.

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el precipitado y los residuos posiblemente no descompuestos se separan por filtración, filtración al vacío, centrifugación o decantación.

6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la descomposición de las sales minerales de cationes calcio se realiza mediante una solución acuosa de ácido nítrico que contiene de un 10 a un 80% en peso de HNO3, preferentemente de un 40 a un 60% en peso de HNO3.

7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la solución supercalentada se inyecta en un granulador agitado mecánicamente.

8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la fase en polvo es una fase con una composición parecida a la del producto resultante.

9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la fase en polvo es una fase de tamaño pequeño a partir de la clasificación del producto, molida al tamaño de partícula de como máximo un mm, y/o nitrato de amonio y/o sulfato de calcio.

10. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la temperatura de la solución inyectada al granulador es de 120 a 160 º C.

11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la granulación se realiza a una temperatura de 50 a 90 º C.

12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el granulado se procesa a una temperatura que no supera los 80 º C, preferentemente a un valor que no supera los 50 º C.

13. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado por que para el procesamiento del granulado se usa aire a una temperatura de como máximo 40 º C, preferentemente de como máximo 15 º C, y con un contenido de agua correspondiente a la humedad relativa de como máximo un 30%, preferentemente un 20%.

14. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado por que para el procesamiento del granulado se usa una mezcla de gases que consiste en oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono, argón y helio, en combinación con los contenidos de los gases de un 0, 001 a un 99, 999% en moles, donde la temperatura de la mezcla no supera los 40 º C, preferentemente como máximo 15 º C, y su contenido de agua corresponde a la humedad relativa de como máximo un 30%, preferentemente como máximo un 20%.

REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN

Esta lista de referencias citadas por el solicitante es únicamente para la comodidad del lector. No forma parte del documento de la patente europea. A pesar del cuidado tenido en la recopilación de las referencias, no se pueden 5 excluir errores u omisiones y la EPO niega toda responsabilidad en este sentido.

Documentos de patentes citados en la descripción

Literatura diferente de patentes citadas en la descripción