ÁREA: Ambiental

TÍTULO: PROJETO DE UMA UNIDADE DE PRODUÇÃO DE SUPERFOSFATO SIMPLES A PARTIR DO BENEFICIAMENTO DE ROCHA FOSFÁTICA APLICANDO MODELOS DA QUÍMICA AMBIENTAL

AUTORES: LUPETTI, D.L. (FAACZ) ; CARETA, S.S. (FAACZ) ; HALASZ, M.R. (FAACZ) ; MOURA, J.P. (FAACZ) ; PINTO, F.A. (CEA-ARACRUZ)

RESUMO: A falta de nutrientes necessários para o desenvolvimento das plantas proporciona cada vez mais a necessidade para aplicação de fertilizantes em agriculturas. Essa importância é reconhecida pelo desenvolvimento do país, sendo necessário investimentos para subsidiar a necessidade de aplicação para o aumento da produção agrícola. Levando-se em conta esse aspecto, este estudo propôs visar à implantação de uma unidade de produção de superfosfato simples com o intuito de suprir a grande demanda de fertilizantes. Para atingir esse objetivo foram utilizados como fundamentação teórica conhecimentos referentes às técnicas e métodos de produção de superfosfato simples utilizando como matéria-prima rocha fosfática. Essa rocha apresenta como minério predominante de fosfatos a apatita.

PALAVRAS CHAVES: superfosfato simples. fertilizante. apatita. agricultura

INTRODUÇÃO: O Brasil, por ser um dos maiores produtores de alimento, é um grande consumidor de fertilizantes fosfatados. O uso desse material se torna ainda maior, pois o solo brasileiro é pobre em macronutrientes como nitrogênio, potássio e fósforo. Sua aplicação é fundamental para aumentar o rendimento e produtividade da agricultura.
Os fertilizantes fosfatados, por serem indispensáveis, são aplicados em todos os tipos de culturas, sendo mais da metade utilizados no cultivo da soja e do milho. Sua aplicação pode ser feita nas folhas ou no solo, sendo estes tipos de adubação chamados, respectivamente, de foliar e radicular.
A proporção utilizada de fósforo na adubação é igual ou superior ao de nitrogênio e potássio. Isso é explicado, pois o nitrogênio e o potássio são elementos que permanecem por muito mais tempo no solo, permitindo um maior aproveitamento, ao contrário do que acontece com o nutriente fósforo. (MACHADO, 2004)
A complexidade do manejo do fósforo está relacionada aos solos que contém óxidos e hidróxidos de ferro e alumínio, pois o fósforo reage com esses elementos, formando fosfatos de alumínio e ferro altamente insolúveis, nessas formas as plantas não conseguem absorver esse nutriente. (MELAMED; LOUREIRO, 2006). A passagem de formas solúveis para formas indisponíveis para as plantas é chamada de “fixação do fósforo”. (ANDA, 2008)
Segundo a ANDA, “estima-se que apenas 5% a 20% do fósforo solúvel adicionado ao solo como adubo seja aproveitado pela cultura e que 95% a 80% do fósforo seja fixado. (ANDA, 2008)
Para diminuir a fixação de fósforo, é necessário realizar a calagem, que é o preparo do solo mais fácil e econômico para a insolubilização do alumínio e do ferro, minimizando sua ação fixadora sobre o fósforo e tornando o fósforo mais disponível ao solo.

MATERIAL E MÉTODOS: O processo de beneficiamento da rocha fosfática e o processo de reação são realizados em unidades de produção diferentes, sendo o concentrado ultrafino expedido por meios de transporte rodoviário à unidade produtiva onde ocorre o processo químico. Como a principal finalidade deste projeto é analisar da forma mais ampla possível os conhecimentos adquiridos na graduação do curso, seria inviável estudar apenas o processo de concentração ou o de reação. Por isso optou-se por unir os dois processos a fim de reunir o maior número de operações e tornar o processo viável do ponto de vista acadêmico.
O processo de concentração da rocha fosfática é composto por uma seqüência de operações unitárias que consistem em: britagem, estocagem e homogeneização, rebritagem, classificação, moagem, separação magnética, deslamagem, flotação, desaguamento, filtragem, secagem, reação e cura.


RESULTADOS E DISCUSSÃO: Para a produção de superfosfato simples é utilizado o material ultrafino inferior a 37 micrômetros, que é encaminhado à microdeslamagem para a retirada de materiais com granulometria inferior a 5 micrômetros.
Para produzir superfosfato simples são introduzidos, de forma contínua, apatita (concentrado ultrafino) e ácido sulfúrico em um reator. Porém para se alcançar valores elevados de conversão é necessário que o produto ao deixar o reator permaneça empilhado por um período de 7 a 10 dias para que a reação se complete. Este procedimento recebe o nome de cura.
Para um processo específico, existem fatores importantes que influenciam o desempenho de operação de filtração. Esses fatores estão relacionados à finalidade de acordo com as características do equipamento, volume de produção, condições de processo, desempenho, eficiência, custo do equipamento e características da polpa como viscosidade e temperatura (MORAES; SANTOS, 2006).
Nas indústrias de produção de superfosfato simples, a separação do concentrado ultrafino do fluido se dá em dois tipos de filtração: a pressão e a vácuo (BORGES, 1995). Os principais tipos de filtros de pressão são: prensa, filtro de placa horizontal, folha, cartucho, vela e automático. Os principais filtros a vácuo são: filtro de tambor rotativo, disco, mesa, bandeja e filtro de correia horizontal (SANTOS, 2006).


CONCLUSÕES: Para realizar um projeto de produção de superfosfato simples, foi essencial desenvolver um balanço de massa em todo o processo, para obtenção de valores que serão utilizados nos dimensionamentos de alguns equipamentos e adquirir um rendimento em massa de concentrado ultrafino e superfosfato simples.
Nesse projeto foram selecionados para o dimensionamento alguns equipamentos mais utilizados na área de engenharia química e que envolvessem maior número de operações unitárias como: moinho, hidrociclone, flotador e filtro. Também foi desenvolvido o estudo de um reator heterogêneo.

AGRADECIMENTOS: AOS PROFESSORES DR.MARCOS ROBERTO TEIXEIRA HALASZ E PROFESSOR M.Sc. PELAS ORIENTAÇÕES DESTE TRABALHO ACADÊMICO.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ANDA. Principais indicadores do setor de fertilizantes. São Paulo, 2008 Disponível em: http://www.anda.org.br/home.aspx. Acessado em: 23/04/2008
LOUREIRO, Franciso E. L.; MELAMED, Ricardo. O fósforo na agricultura brasileira: uma abordagem minero-metalúrgica. Rio de Janeiro, 2006. Disponível em: http://www.cetem.gov.br/publicacao/cetem_sed_67_p.pdf . Acesso em: 03/03/2008
MACHADO, Leonardo de Oliveira. Adubação fosfatada. Disponível em: http://www.dpv24.iciag.ufu.br/new/dpv24/Apostilas/Monitor%20Leonardo%20-%20Apostila%20Adub.%20Fosfatada%2001.pdf . Acessado em: 03/06/2008

MASSARANI. Fluidodinâmica em Sistemas Particulados. Segunda edição; Editora e-papers. Rio de Janeiro, 2002. Disponível em: http://www.eq.ufrj.br/docentes/telles/operacoes%20unitarias%20Ia.pdf. Acessado em: 24/06/2008
MORAES, Ingrid de. Serviço brasileiro de respostas técnicas. Rio de Janeiro; Outubro de 2006. Disponível em: http://sbrtv1.ibict.br/upload/sbrt4055.pdf?PHPSESSID=88b1b4d2cd3443f5ba7c6b29362aed16. Acessado em: 23/06/2008
SANTOS, Felipe Sombra dos. Filtração. Rio de Janeiro, 2006. Disponível em: http://www.dcmm.puc-rio.br/cursos/OUTecAmb/Seminario_Filtracao.pdf. Acessado em 24/06/2008

SANTOS, Reginaldo Rodrigues dos;. Modificação e avaliação de uma secador rotativo horizontal, com distribuição radial do fluxo de ar, para secagem de café. Viçosa, 2002. Disponível em: ftp://ftp.bbt.ufv.br/teses/engenharia%20agricola/2002/174180f.pdf. Acessado em: 18/08/1008