Obtenção de fertilizantes de liberação lenta de N, P e K por ativação mecanoquímica de misturas de caulinita com fosfatos solúveis

Abstract

Resumo: O presente trabalho descreve o desenvolvimento de fertilizantes de liberação lenta a partir de ativação mecanoquímica de misturas de caulinita e monohidrogeno fosfato de amônio e de potássio. Estes sais são utilizados na agricultura como fertilizantes convencionais e são altamente solúveis em solução aquosa, o que implica em grandes perdas devido a processos de lixiviação, volatilização ou até mesmo fixação no solo impossibilitando, em todos os casos, a utilização dos nutrientes para as plantas. Devido a estas características, existe a necessidade da aplicação de grandes quantidades destes produtos na agricultura, portanto a idéia em controlar o fornecimento dos elementos que compõem os sais utilizados reflete a necessidade em diminuir custos com adubação exacerbada potencializando a utilização dos produtos alterando a solubilidade dos íons envolvidos. A metodologia adotada consiste na moagem dos reagentes variando as condições de processamento. No presente trabalho foram utilizados dois moinhos: um moinho planetário de zircônia com rotação fixa de trabalho permitido a variação de tempo de moagem; e um moinho de bolas de alta energia em que se variou a rotação e tempo. Os resultados iniciais na utilização do primeiro moinho mostraram que o processo de amorfização é dependente do tempo de moagem e que este altera consideravelmente o comportamento de liberação. Para o segundo moinho, as altas rotações e o tempo, garantem as características de interesse para os materiais produzidos. Na caracterização das amostras, além da verificação do processo de amorfização identificado por DRXP, foi atestada a desidroxilação mecanoquímica principalmente por FTIR e TGA/DTA. Estas alterações estruturais são suportadas por medidas de MEV/EDS que mostrou mudanças no tamanho das partículas e no desaparecimento de morfologia ordenada, após a ativação mecanoquímica. Além disso, as medidas de RMN mostraram a formação de compostos metaestáveis de alumínio e fósforo, o que certamente explica em partes o comportamento lento de liberação destes nutrientes.

Abstract: The present work describes the development of slow release fertilizers through the mechanochemical activation of kaolinite and monohydrogen potassium and ammonium phosphates. These salts are used in agriculture as conventional fertilizers e are highly soluble in aqueous solution, which implies in big losses due to the process of leaching, volatilization or even fixation in soils, hindering in all cases, the utilization of these nutrients by the plants. Due to these characteristics, there is a need to apply big amounts of products in the agriculture, therefore the idea to control the supply of the elements that compose the used slats, reflect the need in reducing costs with exaggerated fertilization potentializing the products use, changing the solubility of the involved ions. The adopted methodology consists in grinding the reagents changing the conditions of processing. In the present work two different mills were used: one planetary zirconia mill with fixed rotation which permits the variation of the milling time and a high energy ball milling, in which the time of rotation and time were changed. The initial results in the first mill have shown that the amorphization process is time dependent and also that time changes considerably the release behavior. For the second mill, the high rotation and the time warrant the characteristic of interest for the obtained materials. In the characterization of the samples, beyond verifying the amorphization process identified by XRPD, the mechanochemical dehydroxilation was attested mainly by FTIR and TGA/DTA. These structural changes are supported by the SEM/EDS measurements, which have shown changes in the particles sizes and disappearance of the ordered morphology, after the mechanochemical activation. Beyond that, the NMR measurements have shown the formation of metastable aluminum and phosphorous compounds, which certainly explains the slow release behavior of these nutrients.