Processo para produção de fertilizantes minerais e organominerais com a utilização de rochas brasileiras

Processo para produção de fertilizantes minerais e organominerais com a

utilização de rochas brasileiras

Agosto 2017

ANTONIO EDUARDO FURTINI NETO

PAULO FERNANDES BOLDRIN

KARINA VOLPI FURTINI BOLDRIN

ÁREA AGRICULTÁVEL DO BRASIL (550 mi ha) x ÁREA TOTAL DE 32 PAÍSES DA EUROPA

Grécia Ucrânia Bósnia Croácia Macedônia Islândia Iugoslávia Noruega Finlândia Suíça

Bielo Rússia Áustria Hungria Romênia Holanda Lituânia Itália Polônia Estônia

Tchecoslováquia França Irlanda Bélgica Albânia Portugal

Espanha Bulgária Reino Unido

Alemanha Letônia Dinamarca

Suécia

Fonte: (COELHO, DEERE, 2001)

Fonte: Adaptado de Pinazza, 2003; Lopes & Guilherme, 2007; IBGE, 2017

Comparação da área total, cultivável, em uso e disponível para agricultura no Mundo e no Brasil

75 472

5,0

34,0

Elevada acidez, presença de Al tóxico, baixo conteúdo de bases

trocáveis

Argila de baixa atividade

Carga Variável

> 70 % caulinita e/ou óxidos Fe e Al

Características gerais da mineralogia nos solos brasileiros

Equador

Capricornio

88%

12%

42%

64%

58%

36%

Nitrogênio Fósforo Potássio

FERTILIZANTES NO BRASIL

Balanço entre Suprimento e Demanda – 2016

Fonte: ANDA

Nitrogênio Fósforo Potássio 81%

19% 58%

42%

5%

95%

Importações

Produção interna

Total Nutrientes

68%

35%

14%

32%

65%

86%

1983 2006 2025

Nacional Importado

Fonte: ANDA. Projeções: MB Agro, 2007

DESAFIO : IMPORTAÇÃO DE

FERTILIZANTES

CONSUMO DE FERTILIZANTES E CALCÁRIO AGRÍCOLA – BRASIL (1975-2016)

Fonte: ANDA (2017) 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000

75 80 85 90 95 0 5 10 15

FERTILIZANTES CALCÁRIO

MIL TONELADAS

ANO

15 16

REDE NACIONAL DE PESQUISA (2003): EMBRAPA (CPAC, CNPMS, CNPGL, CNPGC, CNPSO, CPATSA, CPPSE, CNPAB, CPATC, CNPMF, CNPAF, CNPT), UNB, UFSCAR, UFBA, EMPRESA BAIANA DE DESENVOLVIMENTO AGRÍCOLA S/A – EBDA, CETEM, CPRM E A SUPERINTENDÊNCIA DE GEOLOGIA E MINERAÇÃO DE GOIÁS – SGM).

OBJETIVO PRINCIPAL: DESENVOLVER ESTUDOS QUE VIABILIZEM A SUBSTITUIÇÃO DE PARTE DAS FONTES CONVENCIONAIS DE K PELA UTILIZAÇÃO DE ROCHAS BRASILEIRAS.

MODELO DE EXPLORAÇÃO: SIMILAR AO DO CALCÁRIO, COM VÁRIOS PONTOS DE PRODUÇÃO ESPALHADOS PELO PAÍS, JAZIDAS DE MÉDIO E PEQUENO PORTE, DISSEMINADAS NAS PRINCIPAIS ÁREAS EM QUE SE DESENVOLVEM ATIVIDADES AGROPECUÁRIAS E RESTRITAS A UM RAIO MÁXIMO DE ABRANGÊNCIA TERRITORIAL, REDUZINDO OS CUSTOS DE MINERAÇÃO, TRANSPORTE E DISTRIBUIÇÃO: PREÇOS ACESSÍVEIS E COMPETITIVOS EM RELAÇÃO AO KCl

AGROMINERAIS: SÃO PRODUTOS DA INDÚSTRIA EXTRATIVISTA MINERAL, QUE FORNECEM ELEMENTOS QUÍMICOS PARA A INDÚSTRIA DE FERTILIZANTES OU PARA UTILIZAÇÃO DIRETA NA AGRICULTURA, INCLUINDO AS COMMODITIES MINERAIS DE ENXOFRE, FOSFATO, POTÁSSIO E CALCÁRIO DOLOMÍTICO

).

ALGUMAS CONSIDERAÇÕES INICIAIS...

Luz et al., 2010

Luz et al., 2010

ROTAS TECNOLÓGICAS IDENTIFICADAS PARA APLICAÇÃO EM AGROMINERAIS

Adaptado de Luz et al., 2010

1. MOAGEM FINA E ACIDULAÇÃO

2. BIOSSOLUBILIZAÇÃO/COMPOSTAGEM: MISTURA COM ENXOFRE OU GIPSITA

3. COMBINAÇÃO DE NUTRIENTES COM RESÍDUOS ORGÂNICOS 4. ESTUDOS COM ROCHAS DE ALTA CTC E ALTO POTENCIAL DE

INTEMPERIZAÇÃO

5. LIBERAÇÃO DE NUTRIENTES POR AÇÃO MICROBIANA

6. OBTENÇÃO DE PRODUTOS DE K E P VIA PROCESSOS TÉRMICOS OU

HIDROMETALÚRGICOS.

Solubilidade em água Alta

Moderada

Baixa

Muito baixa

Minerais de Potássio

Abundância relativa Muito baixa

Baixa

Alta

Muito alta

Área selecionada Demarcação das parcelas

Aplicação das rochas (Itafós) Subsolagem

Camada pH P K Ca Mg Al T V

cm mg/dm³ cmol_c/dm³ %

0-20 5,5 0,13 28 0,6 0,1 0,3 6,0 12,9

20-40 5,6 0,16 20 0,4 0,1 0,3 6,4 8,7

Histórico e Preparo da Área

Girassol em 24/03/10

Girassol em 24/03/10

Girassol em 09/04/10

Girassol em 09/04/10 (inicio do florescimento)

Girassol em 19/04/10

Girassol em 19/04/10

Girassol em 19/04/10

a

a

a

a

b

b

b

b

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

kg ha-¹

T1 - CONVENCIONAL T4 - HORNBLENDITO T5 - MICAXISTO

T6 - SIENITO NEFELÍNICO T3 - BIOTITA

T7 - TESTEMUNHA

T8 - (-) ROCHA FOSFÁTICA T2 - (+) ROCHA FOSFÁTICA

Produção de grãos do girassol (kg/ha)

Tratamentos

Pádua et al., 2012

Verdete/glauconita

Rocha metassedimentar pelítica, granulometria fina;

Composição mineralógica: quartzo, feldspato potássico, albita, mica branca, glauconita, clorita e opacos;

Coloração verde: presença de ferro;

Porcentagem de K

0: entre 7 e 14%

Piza et al., 2009

Elemento SiO₂ Al₂O₃ Fe₂O₃ MgO CaO Na₂O K₂O TiO₂ P₂O₅ MnO Cr₂O₃ (%) 58,18 15,44 6,7 2,52 0,06 0,06 9,78 0,92 0,04 0,12 0,02

Elemento Co Zn Cu Pb As Cd Hg Ni Cs Ba Be

(mg dm^-3) 34,2 40,0 25,6 9,9 0,5 <0,1 <0,01 48,2 8,3 637,0 3,0

Elemento Ag Au Ti Se Sb Bi Ga Hf Nb Rb Sn

(mg dm^-3) <0,1 0,6 <0,1 <0,5 <0,1 <0,1 21,2 5,9 18,2 249,8 3,0

Elemento Sr Ta Th U V Zr Y La Ce Pr Nd

(mg dm^-3) 49,9 1,2 12,9 2,6 1045 366,1 45,5 49,4 95,0 12,78 53,4

Elemento Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu

(mg dm^-3) 9,01 1,80 7,93 1,23 7,39 1,40 4,13 0,64 4,2 0,63

1 Análise da rocha pelo método de espectrometria de emissão por plasma acoplado individualmente (ICP), seguida por fusão em metaborato/tetraborato de lítio e digestão nítrica diluída. Para elementos traço o procedimento adicional de digestão em Água Régia e análise por espectrometria de massa por ICP é realizado na quantificação de metais base e metais preciosos. (Acme, 2010).

ANÁLISE QUÍMICA E MINERALÓGICA EM AMOSTRA DE VERDETE

O PROCESSO DE SOLUBILIZAÇÃO...

Moretti et al., 2012

Teor de potássio na matéria seca do milheto, em função da temperatura de calcinação do

verdete calcinado e do tratamento com KCl. (Moretti et al., 2012)

Furtini Neto et. al, 2012

Teores de potássio no solo extraídos por Mehlich -1 (1) e pelo método do ácido nítrico 1 mol L ^-1 (2).

Verd. --- CD --- -- CCD -- -- CalD -- --- CC --- -- CCC -- -- CalC --

1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2

VSC 16* 47 16 49 17 49 14 48 14 50 14 48

100** 14 48 12 52 16 56 12 47 12 50 16 51

200 14 47 12 48 17 53 14 45 12 46 16 49

300 14 47 17 51 19 56 14 45 14 48 16 46

400 12 46 17 56 17 55 16 50 16 47 19 52

500 22 58 25 60 25 53 22 59 23 63 23 54

600 25 83 27 75 33 84 27 78 27 73 28 76

700 23 71 25 81 27 76 22 74 25 77 25 78

800 23 79 25 88 27 77 23 79 27 75 23 79

900 17 48 19 44 19 50 17 48 19 51 20 55

1000 12 40 16 43 16 49 12 45 17 48 16 43

*Valores em mg dm ^-3. **Temperatura de calcinação do verdete em °C . VSC . = verdete sem calcinação;

CD = calcário dolomítico; CCD = calcário calcinado dolomítico; CalD = Cal dolomítica; CC = calcário calcítico; CCC = calcário calcinado calcítico; CalC = Cal calcíti ca .

DEPÓSITO DE PATENTE

PATENTE 2012: PRIVILÉGIO DE INOVAÇÃO. SOLUBILIZAÇÃO E UTILIZAÇÃO DO POTÁSSIO CONTIDO NO 'VERDETE' (SILTITOS OU ARGILITOS VERDES).

NÚMERO DO REGISTRO: PI1020120247488. INSTITUIÇÃO DE REGISTRO:

INPI - INSTITUTO NACIONAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAL

FERTILIZANTE FARELADO E GRANULADO...

Glauconita

microgranulada

KCl

granulada

Benatti, 2013

Glauconita granulada + solo

0 mg/dm³ 205 mg/dm³ 410 mg/dm³ 820 mg/dm³ Glauconita granulada + solo + esterco

0 mg/dm³ 205 mg/dm³ 410 mg/dm³ 820 mg/dm³

410 mg/dm³ Solo

Glauconita granulada

410 mg/dm³ Solo + Esterco

410 mg/dm³ Glauconita

410 mg/dm³ KCl

Solo + Esterco

28

Materiais Fertilizantes

Verdete Fonolito Esterco

Bovino

Esterco de Galinha

Calcário ---%---

VB 50 - 50 - -

VG 50 - - 50 -

FB - 50 50 - -

FG - 50 - 50 -

VCB 40 - 30 - 30

VCG 40 - - 30 30

(1)VB: Verdete + esterco bovino; VG: Verdete + esterco de galinha; FB: Fonolito + esterco bovino; FG: Fonolito + esterco galinha; VCB: Verdete + calcário + esterco bovino; VCG: Verdete + calcário + esterco galinha.

Amido de milho pré gelatinizado (agente aglomerante)

OS FERTILIZANTES ORGANOMINERAIS

(Suporte do CNPq/FINEP - 2014)

Tratamentos Descrição

VB Verdete + esterco bovino

VG Verdete + esterco de galinha

FB Fonolito + esterco bovino

FG Fonolito + esterco galinha

VCB Verdete + calcário + esterco bovino

VCG Verdete + calcário + esterco galinha

V Verdete

F Fonolito

KCl Cloreto de potássio

TEST Testemunha (sem adição de K)

Silva et al., 2016

Fertilizantes

Umidade pH Mg M.O. C.O. P₂O₅ K₂O_Sol K₂O_Total CaO

% CaCl₂ % % % % % % %

VB 0,11 7,44 1,12 4,29 2,49 0,22 0,66 1,05 4,71

VG 1,1 7,69 1,66 31,81 18,45 2,28 2,25 2,58 6,48

FB 0,27 7,38 0,24 9,07 5,26 0,06 0,64 0,69 1,49

FG 0,6 7,45 0,75 30,08 17,45 2,05 2,06 2,58 3,2

VCB 0,12 7,79 3,67 6,74 3,91 0,06 0,73 0,91 16,5

VCG 0,17 7,37 4,07 11,09 6,43 1,33 1,60 1,99 17,9

EG 0,34 7,25 1,35 57,74 33,49 5,07 4,26 4,41 5,08

EB 0,68 6,73 0,21 15,12 8,77 0,65 0,86 0,80 1,31

V - 7,32 1,17 1,02 0,59 0,75 0,1496 1,69 4,94

F - 7,35 0,35 1,74 1,01 0,14 0,3190 1,27 0,58

CARACTERIZAÇÃO QUÍMICA DAS MATÉRIAS PRIMAS E FERTILIZANTES FERTILIZANTES FONTES DE POTÁSSIO

Silva et al., 2016

VG KCl F V

VB KCl

VB VCB

Tratamento

MSPA MSR MST

LV LVA LV LVA LV LVA

---g vaso^-1---

VB ⁽¹⁾ 47,83 c 14,22 b 14,20 b 8,14 c 62,03 c 22,37 d

VG 51,59 b 32,87 a 18,27 a 14,77 a 69,87 b 47,64 b

FB 41,82 c 19,70 b 13,12 c 10,25 c 54,94 c 29,95 c

FG 59,99 a 39,09 a 18,12 a 16,08 a 78,11 a 55,17 a

VCB 44,95 c 15,23 b 10,96 c 9,30 c 55,91 c 24,53 d

VCG 52,31 b 35,51 a 18,05 a 15,16 a 70,36 b 50,67 b

V 46,76 c 10,86 b 12,73 c 6,30 d 59,50 c 17,16 d

F 45,45 c 15,15 b 12,93 c 7,20 d 58,38 c 22,35 d

KCl 47,91 c 33,12 a 15,06 b 12,84 b 62,97 c 45,96 b

TEST 15,86 d 15,10 b 4,38 d 4,65 e 20,25 d 19,75 d

MASSA SECA DA PARTE AÉREA (MSPA), RAIZ (MSR), TOTAL (MST) DE PLANTAS MILHO CULTIVADO EM UM LATOSSOLO VERMELHO (LV) E LATOSSOLO VERMELHO- AMARELO (LVA) COM APLICAÇÃO DE DIFERENTES FONTES DE POTÁSSIO.

*Médias seguidas de mesma letra nas colunas não diferem entre si, segundo o teste Scott-Knott (p<0,05). ⁽¹⁾VB: Verdete + esterco bovino; VG: Verdete + esterco de galinha; FB: Fonolito + esterco bovino; FG: Fonolito + esterco galinha; VCB: Verdete + calcário + esterco bovino; VCG: Verdete + calcário + esterco galinha; V: Verdete em pó; F: Fonolito em pó; KCl: adubação completa com fonte a KCl; TEST: Adubação sem potássio.

Silva et al., 2016

Tratamentos Descrição

VB Verdete + esterco bovino

VG Verdete + esterco de galinha

FB Fonolito + esterco bovino

FG Fonolito + esterco galinha

V Verdete

F Fonolito

KCl

½ V + ½ KCl

½ F + ½ KCl

Cloreto de potássio

½ Verdete + ½ KCl

½ Fonolito + ½ KCl

TEST Testemunha (sem adição de K)

EXPERIMENTOS DE CAMPO: MILHO E SOJA

Boldrin e Boldrin (2016), np.

Boldrin e Boldrin (2016), np.

Milho

“Se planejarmos para um ano, devemos plantar cereais. Se planejarmos para décadas, devemos plantar árvores. Se planejarmos para toda a vida, devemos educar o homem.”

(Kwantzu, China, III a. C.) ( Aracruz, 2004)SBS

OBRIGADO !

furtinineto@gmail.com