Agrominerais - Fosfatos

8/4/2019 Agrominerais - Fosfatos

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CAPTULO 7Agrominerais Fosfato

Francisco E. Lapido Loureiro1

Marisa Bezerra de Mello Monte2

Marisa Nascimento3

1.INTRODUOO fsforo existe com certa abundncia na natureza ( o dcimo

elemento mais comum): 1.050 ppm na crosta terrestre e teores mdiosde 8.690 ppm em carbonatitos, 650 ppm em granitos e 390 ppm emdiabsios (Heinrich, 1966; Mason, 1971). Seus minrios so rochasnaturais que se formam em ambientes geolgicos variados.Habitualmente, contm mais de um tipo de fosfato, sendo os maiscomuns os fosfatos de clcio do grupo da apatita. Quando emquantidade e concentrao suficientes, formam depsitos de valoreconmico. Estes minrios podem ento ser utilizados diretamente, ouaps beneficiamento, na manufatura de produtos comerciais. Suaprincipal aplicao na agricultura, como fertilizante.

Da mina (rochas fosfatadas) at aos produtos industriais (cidofosfrico e seus derivados) e aos campos de cultivo (fertilizantes), ofsforo segue vrios caminhos em funo da tipologia do minrio, dadistribuio geogrfica das jazidas e centros de consumo, dassubstncias fabricadas, das caractersticas do parque industrial e darecuperao de subprodutos com valor comercial a que se associa ereduo/eliminao de agentes causadores de impactos ambientais,nomeadamente metais pesados e elementos radioativos.

1Gelogo/Universidade de Lisboa, Engo Gelogo-ENSG/Univ. de Nancy, D.Sc. Universidade de

Lisboa, Pesquisador Emrito do CETEM/MCT.

2Enga Qumica/UFRJ, D.Sc. em Engenharia Metalrgica/COPPE-UFRJ, Tecnologista Snior doCETEM/MCT.3Enga Qumica/UFF, D.Sc. em Engenharia Metalrgica/COPPE-UFRJ, Professora da UFF.


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Agrominerais Fosfato142

O ciclo de suprimento do fsforo, elemento indispensvel vidaporque entra na composio do ncleo das clulas de todos os seresvivos, inicia-se nos fosfatos naturais (a apatita o principal), passapara o solo por solubilizao, continua-se ao ser absorvido pelasplantas, entra na vida animal pela alimentao dos herbvoros e

onvoros, havendo forte decaimento no seu retorno normal ao solo. Sea vegetao, natural ou de cultura, for constantemente removida(plantio - colheitas), necessrio compensar a perda de fsforo eoutros oligo-elementos pela aplicao de fertilizantes. O ritmo deproduo necessrio para suprir de alimentos uma populao queaumenta explosivamente passou a exigir o seu crescente emprego naagricultura. Carncia de fertilizantes fosfatados nos terrenos de culturatraduz-se em atraso de crescimento e fraco desenvolvimento dasplantas, isto , rendimento e produo agrcolas reduzidos (Lapido-Loureiro e Nascimento, 2003).

A prtica de usar materiais fosfticos como fertilizantes toantiga que no h registro de seu incio. Excrementos de aves eramusados pelos cartagineses mais de 200 anos a.C. e os incasutilizavam guano muito antes da chegada dos espanhis (Waggaman,1969a).

O fsforo foi isolado pela primeira vez em 1669 pelo alquimistaalemo Henning Brandt ao evaporar grandes quantidades de urinahumana. S cem anos mais tarde o qumico sueco Gahn descobresua presena nos ossos e dez anos depois no mineral piromorfita(fosfato de chumbo). Foi somente em 1840 que o qumico alemoJustus von Liebig formulou a base cientfica de produo de cidofosfrico. Em 1842, o fazendeiro ingls Bennet Lawes patenteou umprocesso de acidulao de ndulos fosfatados (coprlitos) e deu aeste produto o nome de superfosfato, que se mantm at hoje(Waggaman, 1969a).

O fsforo, um dos trs macronutrientes principais, juntamentecom o nitrognio e o potssio, elemento fundamental no processode converso da energia solar em alimento, fibra e leo pelas plantas.Desempenha funo chave na fotossntese, no metabolismo de

acares, no armazenamento e transferncia de energia, na divisocelular, no alargamento das clulas e na transferncia da informaogentica (POTAFOS, 2005).


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Rochas e Minerais Industriais CETEM/2008, 2a Edio 143

O Brasil um dos maiores produtores mundiais de alimentos e oagro-negcio, um dos mais fortes segmentos da sua economia,representa um tero da riqueza do pas, 42% da receita deexportaes e responsvel por 17,7 milhes de trabalhadores nocampo (ANDEF, 2004). Por outro lado, como a maioria dos seus solos

pobre nos macronutrientes P, K e N, no possui depsitoseconmicos de enxofre e a produo de fertilizantes no acompanhouo grande desenvolvimento da agropecuria, o Pas tornou-se o quartomaior importador mundial, segundo no caso dos fosfatados (Tabela 1).

Tabela 1 Os cinco maiores produtores e importadores mundiais defertilizantes fosfticos em 2001-2002.

Produtores ImportadoresPases Mt Pases Mt

EUA 7.600 China 1.786

China 7.400 Brasil 1.747ndia 3.900 Austrlia 600

Rssia 2.400 Frana 509

Brasil 1.400 ndia 495Fonte: Industrial Minerals and Rocks, 2006).

O balano de nutrientes no Brasil, em 2006, apresentado, deforma sinttica, na Tabela 2.

Tabela 2 Balano de nutrientes no Brasil em 2006 (103 t). Dadosdivulgados pela Associao Nacional para a Difuso de Adubos ANDA.

Itens N P2O5 K2O Total1-Estoque inicial

2-Produo

252

847

464

1.847

463

424

1.119

3.118


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3-Importao 1.491 1.325 3.122 5.938

4-DISPONIBILIDADE (1+2+3) 2.590 3.636 3.949 10.175

5-Exportao 34 134 68 236

6-Entregas 2.297 3.149 3.460 8.906

7-Quebras/Ajustes 43 32 37 112

8-ESTOQUE FINAL (4-5-6-7) 216 321 384 921

Em 2006, a produo interna, de 3,1 Mt de N + P2O5 + K2Ocontidos, representou apenas 34,8% das entregas, o que obrigou acomprar, no mercado externo 5,9 Mt daqueles nutrientes (ANDA,2007).

Os fertilizantes promovem o aumento de produtividade agrcola,possibilitando proteger e preservar milhares de hectares de florestas ematas nativas, assim como a fauna e a flora (Puggina, citado porIsherwood, 2000; Lopes et al., 2003).

No Brasil, considerando-se as 16 principais culturas deexportao e de consumo interno, verifica-se que, no perodo entre1986/87 e 2006/07, enquanto a produo agro-vegetal cresceu 59% (ade gros 76,4%) e o consumo de adubos 143,9%, a respectiva reacolhida aumentou apenas 12,7%.

O mercado nacional de fertilizantes triplicou o seu volume entre1991 e 2003 com uma taxa de crescimento anual de 8,6%, mas aproduo interna satisfaz apenas uma parcela do consumo: fsforo,52%; nitrognio 32%; e potssio pouco mais de 10 %. Todos osindicadores mostram claramente que essa dependncia continuar aaumentar fortemente se no forem implantados novos projetos, tantomais que em geral, o balano de nutrientes na agricultura brasileira insatisfatria. A quantidade de nutrientes removida superior aplicada (FAO, 2004). O 1o Programa de Fertilizantes da FAO quedecorreu num perodo de 25 anos, em milhares de propriedadesagrcolas, em 40 pases, mostrou que para o trigo, por exemplo, o

aumento mdio ponderado resultante de fertilizao adequada foi de60 % (FAO, 2002).


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Em 2006, o total de entregas de produtos fertilizantes no Brasilfoi de 20.982.000 t com um crescimento de 3,9 % em relao ao anoanterior (20.195 000 t), mas 10,8% inferior s entregas de 2004(22.767.000 t) (ANDA, 2007).

Em escala mundial o Pas apresenta a segunda maior taxa decrescimento (YARA, 2004).

Em relao aos fosfatos, um dos bens minerais que movimentamaior volume de rochas/minrio, apresenta-se na Tabela 3 umasntese dos seus principais parmetros. Verifica-se que o Brasilcontinua a depender fortemente de importaes. S para os fosfatos,as compras no exterior, em 2006, atingiram o valor de 912 milhesde dlares.

Verifica-se assim que o tmido desenvolvimento da indstria

nacional de fertilizantes no acompanha o dinamismo da agropecuria.

Tabela 3 Produo, importao e consumo de produtos fosfatados

(10

3

t). Dados da indstria mnero-qumica, apresentados pelo DNPM.Ano 2003 2004 2005 2006Produo mundial (t x 103): 137.000 138.000 146.761 143.991Produo brasileira (t x 103):

Concentrados de rocha

fosftica

5.790 5.689 5.631 5.801

cido fosfrico 2.079 2.168 2.054 2.394

Produtos intermedirios(a) 7.024 7.664 6.283 6.369

Importaes brasileiras (t x


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103):Concentrados de rocha

fosftica

1.104 1.564 1.215 1.406

cido fosfrico 392 448 445 328


Total de importaes (US$ x103)

630.652 1.170.199 887.794 911.715

Consumo aparente (t x 103):Concentrados de rocha

fosftica

6.894 7.252 6.846 7.206

cido fosfrico 2.462 2.610 2.490 2.710


Produtos intermedirios: MAP, DAP, SSP, TSP.

A indstria dos fertilizantes fosfatados, que absorve mais de 90%da produo de fsforo, evoluiu consideravelmente nos anos 90 coma chegada dos programas de ajuste estrutural a longo termo (FAO /IFA, 2000). A produo de fertilizantes de base passou a deslocar-seprogressivamente para as regies com matria-prima abundante epreos competitivos (IFA, 2002 e 2004).

Deve acentuar-se que ... uma usina de fertilizantes moderna

altamente eficiente e o seu impacto negativo no ambiente insignificante. aps a sada dos fertilizantes da usina que comeamas ms prticas (FAO / IFA, 2000). No Brasil, segundo estimativasdo IBGE, s em gros, o Pas perde cerca de 13 % do que produzido, devido lamentvel condio da nossa infra-estrutura, emespecial das rodovias e ferrovias /.../. Os indicadores agropecuriosregistrados pelo IBGE, no perodo de 1996 a 2003, mostram que oBrasil perdeu 81,7 Mt de gros, o que d uma mdia de 13,6 Mt porano (Morais, 2005).

O aporte de fertilizantes de alta solubilidade garante aquantidade necessria de nutrientes nos solos, mas no garantia deque as plantas sejam nutridas com quantidades suficientes para o seu


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bom desenvolvimento; /.../ o modelo de fertilizao implantado noBrasil baseado em produtos de alta solubilidade, como aquelesadotados em pases de clima temperado; /.../ este modelo importadono atende s peculiaridades de nossos solos (Chaves e Oba, 2004).

Em minucioso e extenso trabalho elaborado pela Land and WaterDevelopment Divisionda FAO e pela Agncia Internacional de EnergiaAtmica (ZAPATA e ROY , 2004), chama-se a ateno para o fato denumerosos depsitos de rochas fosfticas, localizadas nos trpicos esub-trpicos, no terem sido aproveitadas at hoje. Uma das razesseria a de no apresentarem qualidade necessria para produo defertilizantes solveis em gua, seguindo o processamento convencional.Estes minrios fosfatados de baixa qualidade podero ser, contudo,aplicados diretamente, principalmente os de origem sedimentar.

As rochas mais acessveis e de melhor qualidade tendem a ser

explotadas inicialmente. De acordo com as estatsticas da IFA, amdia do contedo de P2O5 das 125 Mt de rocha fosftica explotadasem 1980 era de 32,7 %, enquanto as 141 Mt em 1996 foi de 29,5%(Isherwood, 2000).

A aplicao direta de rocha fosftica como fertilizante est sendoestudada em vrias instituies de diversos pases (Zapata e Roy,2004; Van STRAATEN, P., 2007). Foram conseguidos progressosconsiderveis nos anos 90 e os resultados esto disponveis em vriaspublicaes. As rochas fosfticas de origem sedimentar so as maisadequadas para aplicao direta, porque so formadas por agregados

microcristalinos de carbonatoapatitas, com uma rea especficarazoavelmente bem desenvolvida.

A opo pelo caminho dos organo-fosfatados poder ser maisuma das solues para o aproveitamento racional de minrios pobrese de rejeitos fosfatados (Oba e Pinto Chaves, 2000 e Oba, 2004).

Outro caminho que tem vindo a desenvolver-se o daagricultura de conservao4 ou agricultura sustentvel que j

4Agricultura de Conservao Surgiu como alternativa s prticas da agricultura convencional.

Inclui, em geral, todo o processo que reduz, modifica ou elimina o trabalho de revolver o solo e


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praticada no mundo inteiro em mais de 57 milhes de hectares, 3 %das terras arveis (FAO, 2003). Esta nova prtica agrcola irmodificar tambm o perfil da atual indstria de fertilizantes.

neste contexto que a indstria dos fertilizantes no Brasil,

nomeadamente a dos fosfatados, deve sinalizar objetivos e definir umaestratgia que lhe permita reduzir a forte e progressiva dependnciaexterna.

Apesar do Brasil ser grande importador de produtos fosfatados,tambm os exporta, embora em pequena escala, para pases doMercosul, principalmente para o Paraguai (469.000 t de formulaesNPK). Em 2003, as exportaes totalizaram, em milhares detoneladas, os seguintes valores: superfosfato simples (27,3),superfosfato triplo (2,3), DAP (1,8), formulaes NPK (488,2).

2.MINERALOGIA E GEOLOGIAO Webmineral [http://webmineral.com], lista 370 minerais com

teores de fsforo acima de 10 %. Destes minerais, 96 apresentamvalores superiores aos da apatita (18,43 % de P2O5). Porm deve seracentuado que a grande maioria tem apenas significado cientfico-mineralgico e que s os da srie da apatita constituem minerais deminrio.

Para se ter uma idia da complexidade dos minrios fosfatados,

lembremos que: i) o radical PO4 combina-se com mais de 30elementos para formar minerais fosfatados; ii) nestes minerais podehaver um grande nmero e variedade de substituies entre onssimilares; iii) praticamente todos os elementos, por vezes apenas emtraos, so encontrados nos minerais fosfatados; iv) so muito comunssubstituies P-As-P, com formao de solues slidas completas,entre alguns fosfatos e arsenatos; v) a temperaturas elevadas sotambm possveis substituies entre fosfatos e silicatos. Assim, quase impossvel estabelecer uma nica frmula satisfatria paramuitos dos minerais fosfatados.

evita a queima/remoo dos resduos afim de manter a superfcie do solo coberta durante todo o

ano.


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So as caractersticas mineralgicas, qumicas e texturais dosminrios/concentrados fosfticos que determinam: i) a melhor opopara seu beneficiamento e remoo de impurezas; ii) o melhorprocesso qumico; iii) a vantagem de sua utilizao como RochaFosftica de Aplicao Direta (DAPR Direct Application Phosphate

Rock) (Zapata e Roy, 2004).

MineralogiaEmbora o fsforo esteja presente em numerosos minerais,

apenas os da srie da apatita constituem minerais de minrio, comoj foi referido. As variedades fluorapatita [Ca5(PO4,CO3,OH)3

.(F,OH)], ahidroxiapatita [Ca5(PO4)3

.(OH,F)] e, mais raramente, a cloroapatita[Ca5(PO4)3

.(Cl,OH)] ocorrem nas rochas de origem gnea,principalmente em carbonatitos. J na maioria dos depsitossedimentares predominam as variedades de carbonatoapatita[Ca5(PO4,CO3)3.(OH,F)] e carbonato-fluorapatita [Ca5(PO4,CO3)3.(F,OH)] francolita (McClellan e Kauvenbergh, 1990; Zapata e Roy, 2004).

A apatita, de frmula geral M10(YO4)6(X2)5 , juntamente com assuas variedades, forma, como vimos, importante grupo de minerais. OCa2+ pode ser substitudo, em parte, por ons positivos tais como: ETR(elementos de terras-raras), principalmente cricas nas apatitas gneas,e crico-tricas nas de origem sedimentar marinha e, alm doselementos citados em 2, por urnio e chumbo. O radical PO43- podetambm ser substitudo, em parte, alm dos nions j referidos em 2,por pequenas quantidades de UO4

2-

, AsO42-

, ou SiO44-

A apatita um mineral quase sempre presente nas rochas

carbonatticas. Em alguns carbonatitos, os minerais da srie da apatitacontm a maior parte das TR, do F e do Sr. No carbonatito de Oka,no Qubec, Canad, a britholita (Ca,Ce)5(SiO4,PO4)3(OH,F), porexemplo, isomorfa da apatita, chega a conter 26,2%, em peso, deOTR (xidos de TR). A belovita - (Sr,Ce,Na,Ca)5(PO4)3OH um fosfatocom TR, apenas referida em rochas alcalinas silicatadas, no emcarbonatitos.

5M = Ca2+, com substituies possveis por Na+, Sr2+, Mg2+, Mn2+, Sc2+, ETR3+ (0,85 a 1,2 ); Y= P, que pode ser substituido por CO32-, SO42-, CrO42-, VO43-; X = F-, OH-, Cl- (Dutra & Formoso,1995)


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A apatita, embora cristalize nas fases precoces dos carbonatitos,pode persistir como mineralizao tardia sob a forma de fluorapatitasou carbonato-fluorapatitas, ricas de TR e Sr . As apatitas doscarbonatitos mostram-se, com freqncia, zonadas, habitualmente comenriquecimento de ETR e Na no anel perifrico e de Sr e F no

ncleo.

O intemperismo dos complexos carbonatticos, alm de concentrara apatita, pode originar alumino-fosfatos, ricos de TR, sendo osmais comuns os do grupo da crandalita CaAl3(PO4)2(OH)5.H2O:goyazita SrAl3(PO4)2(OH)5.H2O; gorceixita BaAl3(PO4)2(OH)5.H2O;florencita CeAl3(PO4)2(OH)6; plumbogumita [PbAl3(PO4)2(OH)5].

Devido ao componente fsforo, a principal aplicao da apatita na fabricao de cido fosfrico para fertilizantes que, tanto em escalamundial quanto nacional, consome cerca de 90% da sua produo;

portanto apenas 10% se destinam a outras aplicaes. Dosfertilizantes fosfatados, 90% so obtidos por via qumica, 2% por viatrmica e 6% so aplicados sob a forma natural. Os restantes 2% soobtidos de forma especfica para outras aplicaes.

GeologiaOs materiais fosfticos no Brasil ocorrem em seis ambientes

geolgicos distintos (CPRM, 1997; Souza, 2001, Arajo, 2003; Lapido-Loureiro e Nascimento, 2003).

(i) Magmticos Complexos alcalino-carbonatticos mesozicosem que os minrios de mais elevados teores se formarampor enriquecimento supergnico de carbonatitos apatticos e/ou piroxenitos apatticos: Catalo-GO; Tapira-MG; Arax.-MG;Jacupiranga-SP; Anitpolis-SC; Iper-SP; Patrocnio-MG,Ouvidor-GO.

(ii) Ortomagmticos Complexos alcalino-carbonatticos,proterozicos, metamorfizados, nos quais ocorreram tambmconcentraes residuais: Angico dos Dias-BA e Maecuru-PA.

(iii) Metassedimentares Nas bacias intracratnicas de idadeproterozica: Patos de Minas-MG; Irec-BA; Lagamar-MG eItataia-CE.


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(iv) Sedimentognicos Nas bacias marginais mesozicas:Paulista/Igarassu-PE, Goiana-PE.

(v) Laterticos Materiais fosfatados aluminosos resultantes dalateritizao de rochas sedimentares e metassedimentares,com teores elevados de fsforo: Tauira e Pirocua-MA. Seusminerais apresentam baixa solubilidade para o fsforocontido.

(vi) Orgnicos Constitudos por excrementos de aves (guano):Ilha Rasa PE. Sem interesse econmico pelas suas baixasreservas e localizao.

As reservas e produo de fosfato no Brasil so apresentadas naTabela 4.


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Tabela 4 Jazimentos de rochas fosfticas do Brasil.

Localizao/EmpresaReservas (103 t) e teores de

P2O5Concentrado

Minrio Teor(%)

Inferidas C.P .(a)103/ano

P2O5(%)

Tapira (MG) - Mina Ativa / FOSFRTIL

Tapira (MG) - Mina Ativa / FOSFRTIL

920.000 8,36 380.000 1.600

88

35,5

33,5

Patos de Minas (MG) - Mina Ativa

/FOSFRTIL

232.111 12,79 106.085 150 24,0

Catalo (GO) - Mina Ativa / ULTRAFRTIL

Catalo (GO) - Mina Ativa / ULTRAFRTIL

170.000 9,00 360.000 905

140

36,5

34,0

Arax (MG) - Mina Ativa / BUNGE

FERTILIZANTES

Arax (MG) - Mina Ativa / BUNGEFERTILIZANTES

103.055 14,88 186.726 530

300

35,0

33,0

Cajati (SP)- Mina Ativa / BUNGE

FERTILIZANTES

88.979 5,50 - 560 36,0

Ouvidor (GO) - Mina Ativa / COPEBRS 29.700 14,16 - 1.208 38,0

Irec (BA) - Mina Ativa / GALVANI 6.200

3.963

17,73

14,72

-

-

150

-

34,0

-

Lagamar (MG) / Mina Ativa / TREVO-YARA 3.463 22,91 6.751 250 -

Angico dos Dias (BA) / Depsito 12.500 15,40 - - -

Anitpolis (SC) - Mina Desativada 256.460 6,20 - - -

Paulista / Igarass (PE) / Mina Desativada 21.105 20,31 5.573 - -

Patrocnio (MG) / Mina Desativada 133.860 11,30 - - -

Iper (SP) / Mina Desativada 74.863 6,83 - - -

Traura / Pirocua (MA) / Depsito 16.700 18,62 - -

Alhandra / Conde (PB) / Depsito 9.693 12,81 - - -

Itataia (CE) / Depsito 9.478 5,25 - - -

Bonito (MS) / Depsito 3.834 5,95 - - -Ilha Rasa (PE) / Depsito 607 10,21 - - -


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Goiana (PE) / Depsito 424 9,14 - - -

Maecuru (PA) / Depsito - 15,0 - - -

Fontes: Anurio Estatstico do Setor dos Fertilizantes, (ANDA, 2004) e Texto

Explicativo do Mapa sntese do setor de fertilizantes minerais (NPK) no Brasil,

CPRM, 1997. A Capacidade de Produo (103 t/ano).

Os concentrados de minrios de apatita de origem gnea, comoos do Brasil, atingem teores de P2O5 superiores aos das rochassedimentares. Por exemplo: Flrida/EUA (31,3%), Khouribga/Marrocos(32,9%), El Hassa/Jordnia (32,8%), Abu Tartur/Egito (30,0) e, no casodas rochas gneas, de Phalaborwa/Repblica da frica do Sul, Palfos80M (36,5%), Palfos 88S (40,2%), Palfos 88I (39,9%) (Schorr e Lin,1997 e Phosphorus & Potassium no 169, 1990). No Brasil oscilamentre 33,5 % (Tapira) e 38,0 % (Catalo).

No Brasil, cerca de 95% da capacidade nominal de produo deconcentrados apatticos resulta de minrios associados a complexosalcalino-carbonatticos cuja composio mineralgica muito varivel,at dentro da prpria jazida.

3.LAVRA E PROCESSAMENTOLavraNo Brasil, a lavra das jazidas de fosfatos, totalmentemecanizada, realizada a cu aberto. Os equipamentos utilizados

variam de empresa para empresa e de mina para mina.

Em Tapira (MG), a maior mina produtora de concentradosfosfticos do Brasil, as bancadas tm 13 metros de altura. J emCatalo I (GO), na rea da Ultrafrtil, com lavra executada em duascavas, os bancos tm 5 a 10 metros de altura e as bermas so de15 metros. Nas minas de Arax (MG) e de Cajati/Jacupiranga (SP),ambas da empresa Bunge Fertilizantes, a altura das bancadas de10 metros na primeira e de 10-20 metros na segunda.

O desmonte tambm varivel. Com explosivos, em malha dedetonao de 3x5 m na mina de Cajati (SP)/Bunge Fertilizantes, passa


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a ser executado predominantemente com retroescavadeiras, na minada Ultrafrtil em Catalo I, devido ao minrio ser frivel: apenas cercade 4% do material lavrado exige desmonte por explosivos.

A relao estril/minrio e o teor de corte varia de mina para

mina e at entre frentes de lavra. Na mina de Cajati, por exemplo, de 1,4 e o teor de corte de 3% de P2O5. Em Catalo I (Ultrafrtil) arelao estril/minrio de 0,8 a 1,0.

ProcessamentoOs processos de beneficiamento de minrios fosfticos, no Brasil,

compreendem, normalmente:

(i) Britagem (primria, secundria e at terciria, por vezes);

(ii) Estocagem e homogeneizao;

(iii) Moagem primria e separao magntica de baixo campo;

(iv) Moagem secundria e classificao;

(v) Deslamagem;

(vi) Concentrao por flotao e espessamento.

A produo de fertilizantes a partir de minrios fosfatadosnaturais realizada em complexos industriais constitudos por unidadesque podem agrupar-se numa mesma rea ou atuarem separadamente

(Figura 1).


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Figura 1 Esquema simplificado da produo de fertilizantes

Fonte: Fosfrtil

Na produo de cido fosfrico a partir de concentradosapatticos, so seguidos dois caminhos: i) hidrometalrgico, utilizando-se predominantemente o ataque sulfrico, e ii) trmico, no qual oconcentrado reduzido a fsforo elementar e em seguida oxidado ehidratado para dar origem ao cido fosfrico.

O processo hidrometalrgico (WPA Wet Process PhosphoricAcid) consite em trs estgios principais (Schorr e Lin, 1997),conforme a seguir.

(i) Ataque (acidulation)pelo cido sulfrico;

(ii) Filtrao para separar os slidos, principalmente gesso, dolicor (30% P2O5);

(iii) Concentrao, por evaporao, at obteno do teor

comercial (52-54% P2O5).


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No complexo mnero-qumico Tapira-Uberaba da FOSFERTIL, cujoesquema simplificado se apresenta na Figura 1, podem distinguir-se asseguintes unidades produtoras: cido sulfrico, cido fosfrico, fosfatomonoamnio (MAP), superfosfato triplo (TSP), superfosfato simples(SSP), nitrato de amnio e uria.

O processo para obteno de cido fosfrico, a partir deconcentrados apatticos, pela rota sulfrica, a nica seguida no Brasil,pode ser dividido em trs etapas - sub-unidades (Santos e Arajo, emedio): produo de cido fosfrico diludo (27-30%),filtrao/clarificao e concentrao do cido produzido (52%) (Figura2).

Figura 2 Esquema simplificado de produo de cido fosfrico efosfato de amnio.

Segundo Santos e Arajo (ob. cit.), o ataque do concentradofosftico com cido sulfrico ocorre em reator agitado (parahomogeneizao do meio reacional e aumento da velocidade de

reao), onde produzido cido fosfrico 27 a 30% P2O5 e sulfato declcio dihidratado (fosfogesso), CaSO4.2H2O, como resduo (cada

Enxofre

Produo de H3PO4

H2SO4

Produo de H2SO4

H3PO4

AmoniaoNH3

Fosfato de amnio

Rocha fosfticaRocha fosftica Fosfogessoc/ Ra e TR

DAP MAP


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tonelada de P2O5 contido no cido fosfrico gera cerca de 5 t defosfogesso).

O produto principal da reao entre o concentrado fosftico e ocido sulfrico o cido ortofosfrico, reao essa que pode ser

representada pela seguinte equao:

Ca3(PO4)2 + 6H2O + H2SO4 3CaSO42H2O + H3PO4(fosfato triclcico + gua + c. sulfrico gesso +c. ortofosfrico)

Devido s impurezas existentes no concentrado fosftico, podemocorrer outras reaes secundrias no reator.

Na lavagem dos efluentes gasosos do reator e do evaporadorque contm fluoretos, ocorrem as seguintes reaes :

3 SiF4 + 2 H2O 2 H2SiF6 + SiO2(fluoreto de silcio + gua c. fluossilcico + slica)

6 HF + SiO2 H2SiF6 + 2 H2O(c. fluordrico + slica c. fluossilcico + gua)

Como as reaes que ocorrem no reator so exotrmicas eliberam gases nocivos, como os fluoretos, um sistema de exausto elavagem utilizado, de modo a controlar a temperatura do reator eevitar o lanamento de gases poluentes na atmosfera.

A suspenso (35 a 40% slidos) proveniente do reator, compostade gesso e cido fosfrico diludo, bombeada para a etapa defiltrao (filtro rotativo), onde separado o cido do gesso, que passapor um sistema de lavagem de dois estgios. Do cido fosfricofiltrado nesta etapa, parte utilizada como reciclo no reator e orestante segue para etapa de clarificao, sendo posteriormenteconcentrado. O gesso raspado por um parafuso de rosca sem fim eem seguida bombeado para uma bacia de rejeito.

A clarificao consiste em promover a decantao de slidos,que no foram separados na etapa de filtrao ou que ainda estejam


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dissolvidos, possibilitando sua remoo. O cido fosfrico clarificado(teor de 27 a 30% em P2O5) ento enviado para estocagem e emseguida para a etapa de concentrao.

O cido fosfrico diludo aquecido em um trocador de calor de

blocos de grafite, a 80o

C, antes de entrar no evaporador a vcuo,onde separado o cido concentrado, da gua contendo resduos deflor. O vapor dgua passa por uma torre de absoro, ondecompostos de flor e slica so transformados em cido fluossilcico eretirados juntamente com outras impurezas, antes de seremcondensados em um condensador baromtrico.

O cido fosfrico, depois de passar no evaporador, j ento comconcentrao de 52% em P2O5, e isento de impurezas, enviado paraestocagem, para em seguida ser utilizado na fabricao de fertilizantesMAP (fosfato monoamnio) e DAP (fosfato diamnio), bem como, aps

reao com a rocha fosftica, de TSP (superfosfato triplo).

Rotas Alternativas e PotenciaisA nica rota hidrometalrgica de produo de cido fosfrico

seguida no Brasil, a sulfrica. Nos ltimos anos, porm, vm sendodesenvolvidas pesquisas, em laboratrio, para avaliao da viabilidadetcnico-econmica dos processos que utilizam os cidos clordrico entrico, alternativas que apresentam a vantagem de melhoraproveitamento do minrio e de rejeitos, recuperao de subprodutos ereduo de impactos ambientais (Lapido-Loureiro,1996; Lapido-Loureiroet al., 1997; Pereira, 2003; Arajo et al., 2004; Lapido-Loureiro, 2005).

Utilizao direta de p de rocha (Remineralizao ouRochagem Remineralisation / Rocks for Crops), produo defertilizantes organo-fosfatado e de termofosfatos potssicos tambmso caminhos que esto a ser pesquisados, de forma abrangente noprimeiro caso.

A Agricultura Orgnica, em pleno desenvolvimento, e comgrande peso em pases como a China, no abordada neste captulo

por no recorrer, diretamente, a fertilizantes minerais, embora sejacomplemento indispensvel numa agricultura intensiva que busquealtas taxas de produtividade.


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Rota Clordrica

A idia da utilizao de cido clordrico na decomposio deminrios fosfatados data de meados do sculo XIX. Com efeito, j em1865, Liebig, e posteriormente outros qumicos, como Horsford,

Koefoed, Newberry e Barrett, Glaser, Pike, Seyfried, Fox e Wittaker eFox e Clark, sugeriram a aplicao do cido clordrico nadecomposio de rochas fosfatadas (Waggamann, 1969a). FathiHabashi tambm mostrou, em laboratrio, a viabilidade tcnico-econmica da utilizao dos cidos clordrico e ntrico na produo decido fosfrico, o que permitiria a recuperao de subprodutos, aproduo de rejeitos de valor econmico e a reduo de impactosambientais (Habashi, 1994).

A rota clordrica para produo industrial de cido fosfrico podeser esquematizada pelas reaes:

Ca10(PO4)6F2 + 14HCl 3Ca(H2PO4)2 + 7CaCl2 + 2HF

Ca10(PO4)6F2 + 20HCl 6H3PO4 + 10CaCl2 + 2HF

No Brasil, com capacidade instalada sub-aproveitada e at comexcedentes de produo de HCl, deveria ser estudado atentamente apossibilidade de seu aproveitamento na produo de cido fosfrico.

Rota Ntrica

Um uso potencialmente muito importante do cido ntrico seria,segundo Shreve e Brink (1977), a substituio do cido sulfrico pelontrico, na acidulao da rocha fosftica. O ataque ntrico umprocesso complexo, executado em vrias etapas, requerendo baixastemperaturas, da ordem de 5o C, para separao de sais. A empresaNorsk Hydro (YARA) utiliza-o para produzir fertilizantes fosfatados, naNoruega. Na indstria de fertilizantes na pennsula de Kola, Rssia,tambm era utilizado. No Brasil nunca foi encarada a rota ntrica comoalternativa na produo industrial de fertilizantes fosfatados.

Lixiviao em pilhas ou tanques de minrios fosfatados


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F. Habashi e T. Awadalla, da Universidade Laval no Qubec -Canad, na dcada de 80, estudaram a lixiviao de rochas fosfticas(minrio, no o concentrado) utilizando os cidos clordrico e ntricodiludos. Seria uma metodologia aplicvel lixiviao em pilhas outanques (cubas), como eles prprios afirmam, o que pode revestir-se

de grande interesse para minrios sem carbonatos, como, porexemplo, o de Angico dos Dias (BA).

Os estudos daqueles autores incidiram sobre amostras deminrios fosfticos da Flrida (EUA), com 18,2% de P2O5 , compostaspor 40% de apatita e 60% de ganga insolvel, formada principalmentepor argila e quartzo.

Constataram haver uma concentrao cida ideal para se obter arecuperao mxima de P2O5: 10% para HCl e 20% para HNO3. Osautores explicam-na, respectivamente, pela formao de: i) fosfato

monoclcico no ataque com cido pouco concentrado e ii) cidofosfrico quando se utiliza cido fortemente concentrado:

Ca10(PO4)6F2 + 14H+ 6H2PO4

- + 10Ca2+ + 2HF

Ca10(PO4)6F2 + 20H+ 6H3PO4 + 10Ca

2+ + 2HF

Quando o fosfato monoclcico o principal produto em soluo,o ataque cido inicial dissolve grande parte do P2O5 do minrio, o querequer um certo tempo para digesto (8 - 12 horas). Depois alixiviao passa a desenvolver-se de forma relativamente rpida (2 - 5

horas) porque o material se torna poroso. Com cido concentrado,condio favorvel formao de fosfato diclcico, o material ficacompacto e a percolao demora alguns dias.

Em condies de baixa concentrao dos cidos, favorveis formao de fosfato monoclcico, a recuperao de P2O5 superior90%, e de apenas 50% quando se forma fosfato diclcico.

Aqueles autores enumeram as seguintes vantagens para alixiviao direta com cidos clordrico e ntrico diludos : i) possibilidadede lixiviao direta do concentrado ou do minrio modo na boca da

mina; ii) controle/eliminao da radioatividade em rejeitos; iii)possibilidade de recuperao, como subprodutos, de elementos raros


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(ETR, por exemplo), de bom valor comercial; e iv) formao de fosfatomonoclcico, de elevado grau de pureza, isento de elementos pesadostxicos, que pode ser comercializado como aditivo para raes, naindstria pecuria.

Minrios fosfatados marginais: produo de fertilizantes organo-

fosfatados

Utilizando como matria-prima minrios fosfatados, pobres(minrios marginais) ou no, e matrias primas tais como turfa,bagao e palha, podero ser produzidos fertilizantes organo fosfatados(Oba , 2004). Segundo referem Oba e Chaves (2000), trata-se de umprocesso desenvolvido em laboratrio, na Frana, pelos pesquisadoresF. Sternicha e A. Bernard (patente no 87-13177). O princpio destenovo processo baseia-se no tratamento de uma mistura de fosfato e

matria orgnica por xidos de nitrognio que se transformam emcido ntrico em contato com a umidade da mistura. O cido ntricoformado ataca a apatita e a matria orgnica, formando cidoshmicos que tambm atuam na dissoluo da apatita O produto finalaporta para as culturas um fosfato parcialmente solvel, matriasorgnicas pr-humidificadas e nitratos (ob. cit.).

As etapas qumicas determinantes do processo so: i) combustoda amnia com formao de xidos nitrosos; ii) sua transformao emxidos ntricos por oxidao; e iii) ataque dos fosfatos (ob. cit.).Partindo de minrios marginais e/ou de rejeitos fosfatados possvel,como afirmam aqueles autores, produzir-se um produto fosfatado desolubilizao lenta, contendo, alm do fsforo, nitrognio sob a formade nitratos e matrias orgnicas pr-humidificadas.

P de Rocha

A EMBRAPA, em colaborao com vrias instituies,nomeadamente com o Instituto de Geocincias da Universidade deBraslia, desenvolve amplo programa de estudo para aplicao diretade rochas e/ou minerais como fontes dos macronutrientes K e P e,simultaneamente, associando-a reduo da acidez dos solos atravs

do clcio. O principal enfoque e os melhores resultados esto sendoobtidos em relao ao potssio.


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Outro caminho de grande interesse o da remineralizao direta(rochagem) de solos com rochas fosfticas, principalmente as deorigem sedimentar como as de Alhandra/Conde e Goiana, situadas nafaixa costeira dos estados da Paraba e de Pernambuco. Pela suaproximidade de reas tursticas apresentam, contudo, fortes limitaes

ambientais. A aplicao direta de rochas fosfticas, minrios pobres eou rejeitos de minerao est a sendo estudada em vrios pasescomo refere Peter van Straaten (2007) no seu livro Agrogeology TheUse of Rocks for Crops.

H necessidade de se desenvolverem trabalhos de pesquisa paraaplicao direta, de materiais fosfticos marginais, como o caso derejeitos, minrios pobres e minrios de difcil concentrao, recorrendo-se, inclusive, biotecnologia para melhor liberao do fsforo.

Termofosfatos potssicos

No Brasil apenas se produzem termofosfatos, no termofosfatospotssicos. A utilizao de rochas feldspticas, enriquecidas empotssio, e calcrios, muito abundantes na natureza, um caminho,potencialmente promissor, para a produo de termofosfatospotssicos, como j foi demonstrado, em trabalhos realizados pelo IPT

IG/USP (Valarelli e Guardani, 1981; Valarelli et al., 1993).

Uma empresa da rea de fertilizantes realizou testes em escalapiloto com a Rocha Potssica do Planalto de Poos de Caldas. Osresultados foram encorajantes pelos parmetros de qualidade atingidos

pelo termofosfato potssico gerado. Seria um caminho aberto para aproduo de um fertilizante de solubilizao lenta, adaptado scondies climticas dominantes no Brasil, contendo osmacronutrientes fsforo e potssio de que o Brasil grandeimportador.

4.USOS E FUNESA apatita, principal mineral de fsforo, utilizada

predominantemente na indstria dos fertilizantes. Como se trata de ummineral insolvel, h necessidade de transform-lo em produtos quepossam liberar fsforo para as plantas. A principal aplicao da apatita


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na fabricao do cido fosfrico para fertilizantes, campo queabsorve cerca de 90% do total produzido.

cido fosfrico, ou mais corretamente, cido ortofosfrico (H3PO4), um importante composto qumico na indstria dos fertilizantes,

intermedirio entre os minrios fosfatados e os principais produtosutilizados na agricultura, tais como: fosfato de amnio, superfosfatotriplo, nutrientes lquidos mistos, nutrientes slidos mistos de altapureza e vrios tipos de fosfatos ntricos. As principais matrias-primasna produo de cido fosfrico so o concentrado fosftico e o cidosulfrico.

cido fosfrico uma designao imprecisa, dado que soconhecidos 8 cidos de fsforo dos quais 4 so fosfricos:

hipofosfrico (H4P2O6), pirofosfrico (H4P2O7), metafosfrico (HPO3) eortofosfrico (H3PO4). Os outros 4, fosforosos, so: o hipofosforoso(H3PO2), o metafosforoso (HPO2), o pirofosforoso (H4P2O5) e ofosforoso (H3PO3) (Waggaman, 1969b).

Produtores e distribuidores de fertilizantes sempre designam ocido ortofosfrico, por fosfrico e desta forma que tambm serdesignado neste captulo. Ainda para maior confuso, o termo cidofosfrico apresentado como sinnimo de pentxido de fsforo (P2O5).Nestas designaes imprecisas h, porm, um consenso universal: aunidade P2O5 o denominador comum para exprimir o teor/contedo

de fsforo, tanto no cido fosfrico, quanto nas rochas fosfticas. Ocido ortofosfrico contm, habitualmente, 52-54% de P2O5

Para comercializao, o cido fosfrico produzido com vriasconcentraes, dependendo do processo de fabricao, impurezas efim a que se destina (Harben, 2002):

cido fosfrico industrial ou cido fosfrico tcnico - Designao geralpara o cido fosfrico utilizado no fabrico de fosfato de sdio e outrosfosfatos no utilizados na alimentao.


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cido fosfrico de grau alimentar (Feed grade acid) - cido fosfricode baixo teor de F, As e metais pesados. Utilizado na alimentaodo gado e na avicultura.

cido fosfrico para alimentao (Food grade acid) - cido de altapureza, obtido por via trmica, apenas com traos de As, Fe e metaispesados. Utilizado em produtos alimentares e farmacuticos.

cido polifosfrico ou superfosfrico - Em sistemas purificados, adesidratao molecular d origem formao de cadeias de molculasde polimorfos. utilizado em aplicaes que exijam alta pureza eelevados teores de fsforo.

cido fosfrico, via hmida, purificado - As impurezas so removidaspor extrao por solventes. Aplicaes anlogas s do anterior.

No campo da qumica, o cido ortofosfrico utilizado: i) naproduo de fosfatos de sdio usados em detergentes, cermicas,tingimentos etc; ii) tratamento de guas pesadas (fosfato monoclcico);iii) como suplemento alimentar na pecuria (fosfato diclcico semflor); iv) indstrias farmacutica;v) acidificao de bebidas no alcolicas; vi) refino de acar; vii)fermentos; viii) indstria blica, no fabrico de bombas incendirias e naproduo de cortinas de fumaa; e ix) steres fosfricos paraplastificantes

Verifica-se assim que, alm da indstria de fertilizantes, de longe

a principal, o cido fosfrico, quando de elevado grau de pureza, temvrias outras aplicaes.

5.ESPECIFICAESA Lei 86.955 de 18.02.82, que dispe sobre a fiscalizao da

produo e comrcio de fertilizantes, define-os como substnciamineral ou orgnica, natural ou sinttica, fornecedora de um ou maisnutrientes das plantas (Decreto 86.955 publicado no DOU em24.02.82).


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Os fertilizantes minerais so constitudos por compostosinorgnicos e orgnicos sintticos obtidos por processos industriais(ex.: uria). Podem ser simples (com um nico composto qumico, mascom um ou mais nutrientes, macro e/ ou micro) ou mistos (resultamda mistura de dois ou mais fertilizantes simples). Os fertilizantes

mistos subdividem-se em vrios tipos, sendo os mais conhecidos asmisturas (mistura fsica de dois ou mais fertilizantes simples quepodem estar individualmente na forma granulada ou em p) e osfertilizantes complexos ou granulados complexos (so preparados porprocesso qumico contendo dois ou mais compostos qumicos em cadaunidade de grnulo) (Kulaif, 1997).

O fsforo um dos 16 nutrientes considerados essenciais e/ ounecessrios ao crescimento e reproduo das plantas. Em funodas quantidades necessrias e importncia no processo dedesenvolvimento das plantas, os nutrientes classificam-se em (Ferreira

e Cruz eds., 1991; FAO/IFA, 2002; POTAFOS/NUTRI-FATOS, 2005;Resende, 2005):

(i) macronutrientes primrios - N, P, K;

(ii) macronutrientes secundrios - Ca, Mg, S;

(iii) micronutrientes ou oligoelementos - B, Cl, Cu, Fe, Mn, Mo,Ni, Zn, Na, Si.

A necessidade de fertilizantes nos solos exprime-se em kg/hapara os macronutrientes e em g/ha para os micronutrientes. Osfertilizantes fosfatados mais comuns podem ser classificados com baseno nmero de nutrientes e na sua composio qumica:

a) Com um macronutriente primrio (P)

superfosfato simples (SSP)superfosfato triplo (TSP)termofosfato magnesiano

b) Com dois macronutrientes primrios (P, N)

fosfato monoamnico (MAP)fosfato diamnico (DAP)


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c) Formulaes NPK

binriabaixa concentraoalta concentrao fosfatadaalta concentrao nitrogenada

H dois tipos de empresas na indstria de fertilizantes:mineradoras/produtoras de matrias-primas e de produtosintermedirios e misturadoras/vendedoras de fertilizantes. No Brasil soexemplos do primeiro tipo as empresas FOSFERTIL,BNGE/SERRANA, COPEBRAS (Anglo American) e GALVANI S.A. Asempresas misturadoras/revendedoras so numerosas e tm a suaAssociao, a AMA - Associao dos Misturadores de Adubos doBrasil. Essas empresas preparam e vendem grande nmero deprodutos/misturas, muito diversificados.

As empresas produtoras atuam tambm como misturadoras eainda no campo da qumica. Estruturam-se em complexos industriaisprincipalmente nas regies Centro-Sul, Sudeste e Sul do Brasil.

A indstria dos fertilizantes fosfatados recorre a matrias primasbsicas (rocha fosftica, enxofre e amnia anidra) e produtosintermedirios (cidos fosfrico, sulfricoe ntrico).

Matrias-Primas BsicasRocha fosftica -Rochas ricas de minerais do grupo da apatita (noconfundir, como acontece freqentemente, com o termo concentradofosftico, produto que resulta do beneficiamento da rocha fosftica). NoBrasil, asrochas fosfticas apresentam teores de P2O5 oscilando entre5% (Jacupiranga - SP) e 22% (Paulista - PE). Depois debeneficiamento o concentrado fosftico atinge teores de P2O5 quevariam entre 32% e 38%. O teor de fsforo medido sob a forma deP2O5 (pentxido de difsforo) contido, ou em BPL (Bone Phosphate

Lime) que exprime o P em termos de fosfato triclcico Ca3(PO4)2 ,isto , 1% de P2O5 = 2,185% de BPL. Na Tabela 5 resumem-se as


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especificaes para os concentrados de rocha fosftica (phosphaterock).

O produto comercial tpico de fsforo um concentrado clcio-fosfatado com 36% de P2O5 e 3 a 4 % de flor, tendo como

principais impurezas xi- hidrxidos de ferro, argila, fosfatos dealumnio e slica, geralmente sob a forma de gros de quartzo.Elementos-trao comuns so os ETR (por vezes com teoressignificativos), Th-U, Sr, Ba, Mg, Zn e outros elementos raros, aindamal definidos.

Enxofre - No so conhecidos depsitos econmicos de enxofrenatural (elementar) no Brasil, onde toda a produo provm de gs derefinarias de petrleo, de sulfetos de cobre (Caraba Metais - BA) e desulfetos de zinco (Parabuna Metais - MG), e de outros. Paracomplementar a demanda interna o Pas foi obrigado a importar US$

124 milhes em 2003.

Amnia anidra (NH3) - Obtem-se por reao entre o nitrognio e ohidrognio, a presso e temperatura elevadas, na presena decatalisador. O nitrognio provm do ar e o hidrognio pode ter vriasfontes, sendo as mais comuns o gs natural e os derivados dopetrleo. A amnia, matria-prima bsica para fabricao defertilizantes nitrogenados, utilizada na produo de uria, nitrato deamnio, fosfato monoamnio (MAP), fosfato de diamnio (DAP) esulfato de amnio.

Tabela 5 Especificaes para o concentrado de rocha fosftica.

tens Valores ConsideraesP2O5 At 42%

CaO : 1,32 1,61 Deve ser o mais baixo possvel


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P2O5 para diminuir o consumo de

H2SO4.

Fe e Al Fe2O3 ou Al2O3 < 3-4%. P2O5/R2O3

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Desejvel: 0,1-2% Fe2O3 ou 0,2-3%Al2O3 com 60-90% passando para o

cido.

Formam fosfatos complexos;

influenciam a viscosidade do

cido; originam resduos de ps-precipitao.

Mg 05-1,5% na apatita. Desejvel

P2O5/MgO 78% com 0,2-0,6%

MgO.

Forma fosfatos coloidais complexos

com Al e F que entopem os

filtros.

F F: 2-4%; P2O5/F: 6-11 nas apatitas;

Si/F pode ser maior.

F passando 25-75% para o cido

Corrosivo. Pode modificar a

formao de cristais. Possvel co-

produto.

SiO2 1-10%, 5-40% passando para o

cido

Em quantidades elevadas causa

abraso. Transforma o HF em

cido Fluossilcico, menos

corrosivo. Forma complexos com

Al, Na, Mg e F.

Si:F Baixa razo d origem a cido com

teor de F elevado

Sr 0-3% SrO Inibe a recristalizao de gesso

hemihidratado.Cl 0-0,055% passa totalmente para o

cido

Acima de 0,03% provoca forte

corroso.

Carbonato 0,7-8% Aumenta o consumo de H2SO4.

Matria

orgnica

0,1-1,5%. 15-705 passa para o cido Dificulta a filtrao. Estabiliza a

espuma durante o ataque cido.

Elementos

menores

Mn, Fe, Zn, Ti e Cu Podem contribuir para a ps-

precipitao de fosfatos insolveis.

Elementos

txicos

Cd, Hg, Cr, As, Pb, Se, U-Th, V

Impem teores baixos (< 0,8-255

ppm de Cd, por exemplo)

Podem ser micronutrientes

potenciais. Passam para o cido

propores significativas.


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U 35-400 ppm U3O8. 75-80% passando

para o cido

Recupervel podendo constituir um

subproduto.

Fonte: The Industrial Minerals HandyBook (Harben, 2002).

Produtos Intermedirioscido fosfrico - a matria-prima utilizada na produo defertilizantes fosfatados de alta concentrao. Aplica-se tambm emnutrio animal. Obtm-se por dois processos: via mida e via trmica.Na via mida faz-se reagir a rocha (ou o concentrado) fosftica comum cido (H2SO4, HNO3, HCl), separando-se e concentrando-seposteriormente o cido fosfrico. Utiliza-se a via trmica quando oobjetivo a obteno de cido fosfrico de grau alimentar. No cidofosfrico obtm-se uma concentrao de P2O5 da ordem de 52-54%.Exemplo: FOSFRTIL/Complexo Industrial de Uberaba: P2O5 total (52%mn.).

Especificaes padro para o cido fosfrico:

concentrao em P2O5 => 52,00%slidos => 2,00%SO4

-2 (sulfato livre ) => 1,85%densidade => 1,7 (35oC)

cido sulfrico - obtido, principalmente, pelo processo de absorodupla, a partir da oxidao do enxofre, e por ustulao de piritas,obtendo-se um produto a 98,5%. Fator de consumo mdio: 0,35t de S

por tonelada de H2SO4 produzido.Especificaes para o cido sulfrico:

Concentrao: 98 a 99 % (em peso )Densidade: > 1,84 g/cm3 (30 oC )MgO: 1,10 %

cido ntrico - produzido comercialmente pelo processo de oxidaoda amnia e absoro na gua a presso varivel. No Brasil o cidoclordricono utilizado na produo de cido fosfrico embora suaindstria apresente forte capacidade ociosa e at produo de

excedentes. obtido, principalmente, como produto da fabricao dasoda. Segundo o Anurio da Indstria Qumica Brasileira ABIQUIM,de 2003, as capacidades instalada de produo e de vendas em 2002


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foram, respectivamente, 283.100 t, 131.632 t e 131.342 t, o que traduzforte capacidade ociosa (53,5%).

Principais produtos comerciais de fertilizantes fosfatadosConcentrado fosftico - Depois do beneficiamento a rocha fosfticaatinge concentraes de P2O5 que variam entre 32% e 38%. Osvalores de BPL oscilam, normalmente, entre 55 e 77% e a umidade,limitada a 3%, raramente excede 1,5% nos produtos comerciais. NaTabela 6 apresentam-se as especificaes gerais, e na Tabela 7 asespecificaes e a composio do concentradoproduzido em Tapira, amaior mina do Brasil.

Tabela 6 Especificaes para o concentrado de rocha fosftica.

tens Valores ConsideraesP2O5 At 42%

CaO : P2O5 1,32 1,61 Deve ser o mais baixo possvel

para diminuir o consumo de

H2SO4.

Fe e Al Fe2O3 ou Al2O3 < 3-4%. P2O5/R2O3

20

Desejvel: 0,1-2% Fe2O3 ou 0,2-

3% Al2O3 com 60-90% passando

para o cido.

Formam fosfatos complexos;

influenciam a viscosidade do

cido; originam resduos de ps-

precipitao.

Mg 05-1,5% na apatita. Desejvel

P2O5/MgO 78% com 0,2-0,6%

MgO.

Forma fosfatos coloidais complexos

com Al e F que entopem os

filtros.

F F: 2-4%; P2O5/F: 6-11 nas

apatitas;

Si/F pode ser maior.

F passando 25-75% para o cido

Corrosivo. Pode modificar a

formao de cristais. Possvel co-

produto.

SiO2 1-10%, 5-40% passando para o

cido

Em quantidades elevadas causa

abraso. Transforma o HF em


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cido Fluossilcico, menos

corrosivo. Forma complexos com

Al, Na, Mg e F.

Si:F Baixa razo d origem a cido

com teor de F elevado

Sr 0-3% SrO Inibe a recristalizao de gesso

hemihidratado.

Cl 0-0,055% passa totalmente para o

cido

Acima de 0,03% provoca forte

corroso.

Carbonato 0,7-8% Aumenta o consumo de H2SO4.

Matria

orgnica

0,1-1,5%. 15-705 passa para o

cido

Dificulta a filtrao. Estabiliza a

espuma durante o ataque cido.

Elementos

menores

Mn, Fe, Zn, Ti e Cu Podem contribuir para a ps-

precipitao de fosfatos insolveis.

Elementos

txicos

Cd, Hg, Cr, As, Pb, Se, U-Th, V

Impem teores baixos (< 0,8-255

ppm de Cd, por exemplo)

Podem ser micronutrientes

potenciais. Passam para o cido

em propores significativas.

U 35-400 ppm U3O8. 75-80%

passando para o cido

Recupervel podendo constituir um

subproduto.

Fonte: The Industrial Minerals HandyBook (Harben, 2002).

Tabela 7 Especificaes e composio do concentrado fosftico deTapira, a principal mina do Brasil.

Composio (%) => P2O5 CaO Fe2O3 Al2O3 MgO FEspecificaes => 34,7 52,5 1,60 0,4 1,1

Tapira => 35,0 50,8 1,2 0,2 0,8 1,3

Concentrado Fosftico Seco Microgranulado (Rocha Fosftica Seca) -90 a 95% P2O5 (36,0% mx.);Fe2O3 (3,0% mx.); SiO2 (2,8% mx.); umidade (0,5% mx.).


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Rocha Fosftica sem Umidade - comercializada tendo como base oteor de Ca3(PO4)2 - fosfato triclcico (BPL - Bone Phosphate Lime),sendo fatores de penalizao teores de xidos de Fe e Al (I&A Ironand Aluminium - sigla internacional) que ultrapassarem os limitesestabelecidos. Os valores de BPL oscilam, normalmente, entre 55 e

77% e a umidade, limitada a 3%, raramente excede 1,5% nosprodutos comerciais.

Rocha Fosftica com Umidade - aplicada na produo defertilizantes de aplicao direta. Exemplo: ULTRAFRTIL/Catalo =>P2O5 (36,0 0,5%); Fe2O3 (2,5 0,5%); SiO2 (1,8 1,0%); +325 #(78 12%); umidade (10 5%).

Superfosfato Simples (SSP) - o principal ingrediente de fertilizantesmistos. Resulta da acidulao da rocha fosftica. A presena de Fe eAl na produo de superfosfato aumenta o consumo de cido sulfrico

na acidulao, dando origem, alm disso, a um produto de menorqualidade. Por outro lado, teores elevados de Fe so indesejveis emfornos eltricos porque o ferro, combinando-se com o fsforo, origina oferrofsforo, produto de difcil venda. Exemplos: Superfosfato SimplesFarelado produzido no complexo industrial da FOSFRTIL/ Uberaba =>P2O5 CNA + gua (18,0%), P2O5 sol. gua (16,0%); SuperfosfatoSimples da SERRANA => P2O5 solvel em CNA + gua (18%), P2O5sol. gua (16,0%); Ca (18 a 20%), S (12%).

Superfosfato Simples Amoniado (SSPA) - Aplicaes: Fertilizante.Exemplo: FOSFERTIL/Complexos Industrial de Uberaba e Mnero-Qumico de Catalo => Nitrognio Amoniacal (3,0%), P2O5 CNA +gua (17,0%).

Superfosfato Simples (SSP) Farelado - Aplicaes: Fertilizante.Exemplo: FOSFERTIL/Complexos Industrial de Uberaba e Mnero-Qumico de Catalo => P2O5 CNA + gua (18,0%), P2O5 sol. gua(16%).

Superfosfato Triplo (TSP) Granulado - Aplicaes: Fertilizantes.Exemplo: FOSFRTIL/Uberaba => P2O5 CNA + gua (46,0%), P2O5sol. gua (39,0%).

Superfosfato Triplo (TSP) Farelado Grosso - Aplicaes: Fertilizantes.Exemplo: FOSFERTIL/Complexos Industrial de Uberaba => P2O5 CNA+ gua (44,5%), P2O5 sol. gua (38,0%).


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Fosfato Diamnico (DAP) - aplicado em fertilizantes, no tratamentode efluentes e em fermentao alcolica. Exemplo:FOSFRTIL/Piaaguera => N total (18,0%), P2O5 Scan + gua(46,0%), P2O5 sol. gua (38,0%).

Fosfato Monoamnico (MAP) - Aplicaes em fertilizantes, notratamento de efluentes e em fermentao alcolica. Exemplos:FOSFRTIL/Piaaguera => N total (11,0%); P2O5 Scan + gua(52,5%), P2O5 sol. gua (43,0%). FOSFRTIL/Uberaba => N total(10,5%), P2O5 Scan + gua (54,0%), P2O5 sol. gua (49,0%),Granulometria retida 4,0mm (0%), passante < 0,5mm (< 5,0%).

Na Tabela 8 indica-se capacidade de produo de produtosintermedirios fosfatados, em t/ano. Na Tabela 9, apresentam-se, deforma sinttica, as caractersticas mais comuns dos principaisfertilizantes fosfatados.

Tabela 8 Capacidade de produo de produtos comerciaisfosfatados das principais empresas (t/ano).

Produto/Empresa Localizao P2O5 (%) Cap.deProduoSuperfosfato triplo (P)Copebrs Catalo (GO) 41,0 40.000

Copebrs Cubato (SP) 41,0 28.000

Fosfrtil Uberaba (MG) 44,5 435.000

Roulier Rio Grande (RS) 42,0 50.000

Trevo Rio Grande (RS) 42,0 78.000Fosfato Monoamnio (MAP)Copebrs (P) Catalo (GO) 48,0 113.000Fosfrtil (P) Uberaba (MG) 54,0 150.000Fosfrtil (Granulado) Uberaba (MG) 54,0 460.000

Ultrafrtil (Granulado) Piaaguera (SP) 52,5 253.000

Fosfato Diamnio (DAP)Ultrafrtil Piaaguera (SP) 46,0 8.000


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TermofosfatoMitsui do Brasil Poos de Caldas

(MG)

18,0 160.000

Fonte: ANDA (2004), COPEBRAS (2005), FOSFRTIL (2005).

Tabela 9 Sntese com a descrio e especificaes dos principaisfertilizantes fosfatados (valores mdios).

Produto Descrio Concentr. Comum Fatores Tcnicos PrincipaisUsos

SuperfosfatoSimples SSP (a)Ca(H3PO4)2.H2O +

CaSO4

Fertilizante de

baixa

concentrao.

Contm dois

importantes

macronutrientessecundrios, Ca

e S

20% P2O5 total

18% CNA + gua

16% Solvel em

gua

0,374t H2SO4

0,575t de rocha

com 36% de

P2O5

Aplicao

direta no solo

ou em

formulaes

NPK

Superfosfato triplo TSP (b)Ca (H2PO4)2

Produto solvel

na gua. Resulta

da reao entre

o c. fosfrico e

o concentrado

fosftico

46% P2O5 total

42% P2O5 solvel

CNA + gua

0,346t H3PO4

(100%)

0,393t rocha 36%

P2O5

Empregado

para aplicao

direta no solo

ou em

formulaes

NPK

Fosfato Mono-amnico MAP(NH4) H2PO4

Produto solvel

em gua. Resulta

da reao entre

c. fosfrico e

amnia. Pode ser

obtido em p e

granulado,

quando a razo

molar igual a 1

10-11% N e 54%

P2O5 total

10-11% N e 52%

P2O5 Solvel CNA

+ gua

10-11% N e 48%

P2O5 solvel gua

0,136 t amnia

0,540t H3PO4 (100%)

Fertilizante de

aplicao

direta no solo

ou em

formulaes

NPK

Fosfato Diamnico DAP(NH4) HPO4

Solvel em gua.

Resulta da

reao entre c.fosfrico e

amnia. Forma-

18% N e 46%

P2O5 total e

Solvel CNA +gua.

0,232 t amnia

0,468 t H3PO4

(100%)

Aplicao direta

no solo ou em

formulaesNPK


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se uma lama

com razo molar

1,5 que com

uma quantidade

adicional de

amnia, passa a2M

18% N e 40%

P2O5 solvel em

gua

040 t H2SO4

Fosfato Natural,ParcialmenteAcidulado

obtido por

ataque da rocha

fosftica, com

baixa

concentrao de

P2O5 , pelo

H2SO4

20% P2O5 Total

9% P2O5 e Solvel

CNA + gua

5% P2O5 Solvel

na gua

0,220t H2SO4

0,780t Fosfato

Natural

Fertilizante de

aplicao

direta no solo

(a) Superfosfato Simples Foi o primeiro fertilizante obtido industrialmente (sculo XIX)

(b) Superfosfato triplo - Resulta do ataque do concentrado por cido fosfrico. Aproduo de superfosfato triplo vem aumentando desde o incio do sculo,

principalmente em usinas implantadas na boca das minas. A sua composio, com 41

a 48% de P2O5 disponvel, quase todo solvel na gua, tem sido fator decisivo e a

principal razo desta grande procura e valorizao.

Formulaes NPKFormulaes ou misturas NP e NPK resultam da reunio de 2 ou

mais nutrientes, em propores tais que atendam s necessidadesnutricionais das culturas (Tabela 10). Dependem de variveis comosolo, tipo de cultivar, clima e morfologia.

Tabela 10 Exemplos de formulaes NPK.

Anda Yara2 20 20 15 15 15

4 14 8 20 10 10

4 20 20 13 13 21


36/40


5 25 15 12 12 17 2 (MgO)

5 25 25 22 14 00

12 6 12 20 20 00

14 7 28

20 5 - 20

Fontes: ANDA (2004); YARA (2004).

Na Tabela 10 apresentam-se alguns exemplos de teores de Pem formulaes NPK.

Tabela 11 Teores de P em alguns fertilizantes.

Misturas/Fertilizantes P2O5 (%)Fertilizantes NPK 5 24Fertilizantes NP 6 34

Fertilizantes PK 5 30

DAP 42 48

MAP 52

Fonte: YARA (2004).

6.MINERAIS E MATERIAIS ALTERNATIVOSNo existe substituto para o nutriente fsforo em seu uso como

fertilizante.

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