Processo de fabricação de termofertilizantes a partir de escória líquida de aciaria a oxigênio

  • Número do pedido da patente:
  • PI 9304964-1 B1
  • Data do depósito:
  • 02/12/1993
  • Data da publicação:
  • 21/06/1994
  • Data da concessão:
  • 04/04/2000
Inventores:
  • Classificação:
  • C05B 13/00
    Fertilizantes produzidos por processos pirog?nicos com subst?ncias fosfatadas;
    ;

Constituem as principais etapas do processo a injeção de oxigênio na escória líquida contida em uma panela (3), de modo a aproveitar o calor de oxidação de FeO e do ferro metálico presentes; o aquecimento da escória em um forno rotativo (5), via queimador, até à faixa de 1500-1600°C, dito forno (5) apresentando a velocidade angular variável; a injeção neste equipamento, atingida a temperatura de 1500-1600°C, dos componentes da mistura, pré-fundido ou pulverizados, que podem ser rocha fosfáticas ou outras fontes de fósforo, cal, sílica e outros nutrientes desejáveis; vazamento da mistura por basculamento do forno (5); granulação; secagem; e moagem. O processo apresenta inúmeras vantagens, merecendo destaques aquelas advindas da utilização do forno rotativo (5), como maior eficiência na homogeneização da mistura, favorecendo a cinética das reações e melhoramento a qualidade do produto final; maior flexibilidade na etapa de granulação proporcionada pela operação de basculamento; possibilidade de uso de combustíveis variados, tanto sólidos quanto líquidos ou gasosos.

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Documento

ReIatúrIo DescrI ti «o da Patanta da Invençflo. "PROCESSO DE PABRIGAÇftO DE TERHOFERTILIZANTES A PARTIR DE ESCÓRIA LIQUIDA DE AC I AR IA A OXIGÊNIO".

A presente InvançSo rafere-ae, am Iinhas 3 garalii a um processo da fabrlcaçRo da tarmofosfato a partir da fuafto am fornos rotativos da rochaa fosfátlcas naturais am praaança da escória LD líquida.

A ascória da aciarla c oxigênio (LD) * um doa rajaitos da maior garaclo am uma ualna sidarúrgica. *.0 Um convartador LD chaga a gerar■ dependendo do tipo do aço fabricado a das condiçSas oparacIonaia. meia da BO kg do escória por tonelada da aço produzida. Normalmente, a parte metáIi oa presente nesta aacórI a é rati rada a racirculada no próprio processo produtivo do aço. Após 13    esta oparaçlo, uma pequena parta    do reaíduo é    entBo

comarciaIIzada a    preços modestos,    tendo am vista    que sa

destina a aplicaçfiae pouco nobres, o o restante, mais da BD% no caso da maioria das siderúrgicas brasileiras, é descartado, com inconvoniantas acônomicoe o ecológicos.

Com o objetivo de reverter assa quadro, empresas siderúrgicas vêm há algum tampo buscando alternativas de uso dessa materiel, da modo a aproveitar toda a ascória produzida a agregar um maior valor ao produto através    de apIi caçfias    mai s nobres.    Essa

'-'5    Inioiativa dos    aiderurgi stas,    aliada a estudos

desenvolvidos ou encomendados pala indústria da fertilizantes, conduz I ram ao aprovaitamanto da escória da aciaria como matéria-prima para e fabrlcaçlo de fertilizantes tarmofosfatados, em face de sua composiçêo

química adaquada» rica em cálciOi magnésio, aíllca a outro» nutriente»! conforma quadro I o aagulri

10 QUADRO 1■ Composido química da escória LD.

Apeaar da paquanu participado no marcado brasileiro, o    termofoifato reúne, no aval iado dos

agrfinomo», uma séria da caractarí»tlca» vantajosa» par» a agricultura no país, dentre a» qual» poda-sa destacar a lJí    liberado gradual da nutriente» a a presença da célcio a

magnésio am aue composiçlo. Dutra vantagem qua maraca »ar mencionada é a possibilidade de »e produzir o tarmofosfeto a partir de rocha» foafétioa» menos puras que aquela» requeridas para a fabr icedo da outros ■IO    fertilizantes fosfatado». viabilizando um melhor

aproveitamento da» fontes brasileira» da fósforo.

No estado atual da técnlca, o tarmofosfoto fundido é produzido a partir de uma mistura da rocha fosfatada ocm outro» materiais fonte de síIícb a £5    magnésio, qua podam ser escArla resultante da fabrioaçlo

da farro-níquel, aaoéria tiderúrglca, ou rocha» magnasienes. Essa mistura é fundida em fornos elétrico» 6 temperatura da ordem da 19DD°C a pôstericrmente submetida a um resfriamento répido com Jato» da égua. 0 produto 3o    obtido, qua vam a ser o tarmofosfato, apresenta am sua

composido baia cerca de 1B% de FgOg, 17% da HgO, 2B% de G»D a 23% da SI Og, sendo estas componentes quase total menta solúveis no solo.

0 produto fertilizante tarmofosfatado J5 obtido segundo o prooesso desta invendo apresenta teor do PgOg total (PT) menor que BD%, teor de PgOg solúvel (PS) maior qua 14% a índice da solubilideda maior que B3%, caractaristicas estas compatíveis oom o fim a que sa

destina i da aoordo cdid b leglilaçBo do Ministério da Agricultura i mpiito, Da quadro» S ■    3 a aaguir

3



moatraiRi raapacti vamante, a compoaiçBo química a a distribuitSo granu IométrI ca típicas do tarmofertlIizanta obtido.

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QUADRO Ei CompoalcSo química típioa do tarmofosfato deaenvolv ido.

DISTRIBUI CIO GRANULOHtTR1 CA <% ■oumulado)

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BB ,68

B9,1B

38, EB

88,17

9B,8B

1DD.DD

QUADRO 3i Distribuído granu I ométr i ca típica do tarmofosfato dasanvol* ido.

0 procasso da invançBo, qua permite e '!'J obtençflo do tamofosfato com as características mostradas! lerí descrito a partir do fluxograma da figura 1, am anexoa onda os itens enumerados s i gn i f i cami

1 - carro potei E - oalha do tranafarftncIai 30    3 - panela da esperai

4    - calhe da transfaréncIa>

5    - forno rotativo

6    - granuladori

7 - caixa do produto.

3ã    De acordo oom o flunograraa, a escória

liquida é transportada no carro potaM) i, através da calha(E). transferida para a panela da aspara(3)i onda aa

faz a i njaçBo da ox i gên i o visondo o aprovai temente do calor de oxidaçflo do FaO a do ferro metóllco presentes na ♦0 escória, consagu i ndo-sa uma temperatura da ordem da 1400°G. Em seguida, através da calha(4)a a escória é

• •• •« .

transferida para o forno rotatlvo(5)- da valocldvda angular variávelB a aubmatida a um aquacimanto até 1500 -160D°G utiIizando-sa um quaimador com ou sem anríquacImanto do ar da combuatBo. Atingida aata faixa da tamparatura,    i nIc i a-se a InJeçBo doa componantaa da

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miaturai prá-fundldoa ou apanaa puIvarizadca. qua podam ■cr rochaa foafáticas ou outra fonte de fõsforoí cal (calcítice ou dolomítlca) para acerto de composiçDo (baaicidada) do termofertiIIzantei aílica para eliminaçBo do flúor, quebrando a cede ia da fIuorapatItai outros nutrientes. A texa de InjaçBo doa componantaa da mistura e a taxB da aquecimento alo definidas em funçlo da manutançBo de temperatura na citada faixa da 1300 1600DCa Ao término deata oparaçBo. a mistura fundida a dev i dementa homogene i zada d vazada através do baaculamento do forno(3) em um granuladorCB). sofrendo um resfriamento rápido por maio de jetoa da água a alta praaaBo qua atomizam o produto em grBoa da pequeno difimetro. 0 produto assim obtido á entfio ancomínhado para aa atapaa finais da aacagam e moegam. constituindo o termofartiIIzante.

0 procaaao da Invencío. oonforma descrito, apreaante aa seguintes caraoteristicea inéditas e vanteganai

. aproveitamento do calor da oxidaçlo do ferro metálica e do FeO prasantes na aaoáriai . permite o aproveitamento do color oontido na aacária Ií qu i dai

. a utilizaçBo do forno rotativo da velocidade angular variável raiulta em uma maior eficfénia na homoganaizacBo de mistura- favorecendo a cinática das reaçlaa a melhorando a qualidade do produto finali a o baacuIemento controlAvel do forno aumenta a flexibilidade na atapa da granulaçBoi . admita o uso da combustíveis variados, tanto sólidos quanta líquidos ou gasosos.

...    ■■ N ■■ i .. -it- -

pota i bII da rocha chama do


ta a utilizaçlo da díapoiitfvoa da pré-fuiflo foafética ou da ovtraa adiçfiea na prúpria queimador.

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REIVINDICAÇÃO

1    - "PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE

TEHHOFERTILIZANTES A PARTIR DE ESCÓRIA LÍQUIDA DE ADIARIA A OXIGÊNIO", destinado a promover o aprovaitamanto 15    a i atemét i co dai aacór I ac ai darvr gi ca a t través da proposta

da uma alternativa eficaz a econômica da produçlo da larmofartlIIzantaa a partir daata matéria-prima, obtendo um produto qua apraaanta am lua compoalçio química baaa 10*80% da Fbti 41,60% da CaOi 10,70 da SiOgi 16,60% de !■>    P205i 14,60% da Pa05ao|» 7.80* da HgOi 6,10% da HnOi

0,96% de TiOai 0,11% de Nsa0i 0,007% da Ka0| ST < 0,003%, podando a 1nde conter outroa nutrientes adiei onados durante o processo, caracterizado pelo fato da aacdria líquida aer transportada em carro potad > e transferida através da cs Iha(E) para uma pane I a da aspara(3) onda ta faz a injeçflo da oxigênio para alaveçSo da temperatura e cerca da 14D0°Ci am seguida sando a escória transferida, através da ca I ha14), para um forno rotativo(5) da velocidade angular variével, onda é submetida a um

aquecimento ata 1500 - 1B00°C utiIIzando-za um queimador com ou sem enriquecimento do ar da combustloi nesta faixa da temperatura Iniciando-se a injeçáo dos componentes da mistura, pré-fundfdos ou apenas pulverizados, qua podam sar rochas fosfétioas ou outras fontes da fósforo, cal, 2J aílica e outros nutrientes desejável si definlndo-se a taxa de injeefio dos componentes da mistura a a taxa da aquacimanto am funçio da manutenção da temperatura na citada faixa de 15DD - 1B00°C, após o qua a mistura fundida a devidamente homogeneizada é vazada, através do SfO basculamento do forno(5), em um granulador(B) para um resfriamento rápido por meio de Jatos d'águsi sendo entBo

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tarmofartlIizenta finais da secagem e


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d produto fosfatado moagem.


obtida, qua onoami nhado


vam a aar o para aa atapaa

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FIGURA-1


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Patinti de Invandoi "PROCESSO DE FABRIGAÇAO DE TERHOFERTILIZANTES A PARTIR DE ESCÓRIA LIQUIDA DE AC I ARI A A OXIGèNIO.

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ConstI Tuem es principais etapas do processo s injeçlo de oxigênio ne escórie líquida contida em uma penela(3)a de    modo    a aproveitar o    calor da

oxidado do FeO e do ferro matólico presenteai o aquecimento da    escória    em    um forno rotatlvo(5)a vie

queimador, até    è faixa    de 1500-    1B00°Ga dito    forno(5>

ld


apresentando a velocidade angular variévali a inJeçSo neste equipamentoa atingida a temperatura de l5D0-16DDoCdos componentes da misture! pré-fundido ou puI verizadosque podem ser rocha fosfétlces ou outras fontes da fósforo, calt sílica e outros nutrientes deeejdveis; vEiamento da    mistura    por    basculamento da    fornoí5)i

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grenuIadoi sacagami e moaeem. 0 processo apresenta indmaras ventagsns, merecendo destaques aquelas advindas da utilizado do forno rotatlvo<5>a como maior aficiAncla ne homogenaizaçio da mistura, favorecendo a clnótica das reações e melhoramento a qualidade do produto final i maior f lexibi l idada na etapa de granulado proporeionada pela operado da basculamentoi possibilidade da uso de combustíveis variadosa tanto sólidos quanto líquidos ou

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