Processo para produção de fertilizantes minerais e organominerais com a
utilização de rochas brasileiras
Agosto 2017
ANTONIO EDUARDO FURTINI NETOPAULO 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
EspanhaBulgária
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, EMPRESABAIANA DE DESENVOLVIMENTO AGRÍCOLA S/A – EBDA, CETEM, CPRM E ASUPERINTENDÊNCIA DE GEOLOGIA E MINERAÇÃO DE GOIÁS – SGM).
OBJETIVO PRINCIPAL: DESENVOLVER ESTUDOS QUE VIABILIZEM A SUBSTITUIÇÃO DE PARTEDAS FONTES CONVENCIONAIS DE K PELA UTILIZAÇÃO DE ROCHAS BRASILEIRAS.
MODELO DE EXPLORAÇÃO: SIMILAR AO DO CALCÁRIO, COM VÁRIOS PONTOS DEPRODUÇÃO ESPALHADOS PELO PAÍS, JAZIDAS DE MÉDIO E PEQUENO PORTE,DISSEMINADAS NAS PRINCIPAIS ÁREAS EM QUE SE DESENVOLVEM ATIVIDADESAGROPECUÁRIAS E RESTRITAS A UM RAIO MÁXIMO DE ABRANGÊNCIA TERRITORIAL,REDUZINDO OS CUSTOS DE MINERAÇÃO, TRANSPORTE E DISTRIBUIÇÃO: PREÇOSACESSÍVEIS E COMPETITIVOS EM RELAÇÃO AO KCl (MARTINS ET AL., 2010).
AGROMINERAIS: SÃO PRODUTOS DA INDÚSTRIA EXTRATIVISTA MINERAL, QUE FORNECEMELEMENTOS QUÍMICOS PARA A INDÚSTRIA DE FERTILIZANTES OU PARA UTILIZAÇÃODIRETA NA AGRICULTURA, INCLUINDO AS COMMODITIES MINERAIS DE ENXOFRE,FOSFATO, POTÁSSIO E CALCÁRIO DOLOMÍTICO (KULAIF E FERNANDES, 2010).
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 cmolc/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
-¹T1 - 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 K20: 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 VERDETE1
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 UTILIZAÇÃODO 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
microgranuladaKCl Grauconita
granulada
Benatti, 2013
Glauconita granulada + solo
0 mg/dm³ 205 mg/dm³410 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
Glauconita410 mg/dm³
KCl
Solo + Esterco
28
Materiais
Fertilizantes(1) 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 K2OSol K2OTotal 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 PLANTASMILHO 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 + estercobovino; 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 aKCl; 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 !