BR112018007053B1 - Dispersões aquosas de polifosfato de cálcio e potássio e método para preparar um fertilizante líquido fluido - Google Patents

Abstract

DISPERSÕES AQUOSAS DE POLIFOSFATO DE CÁLCIO E POTÁSSIO. Dispersão aquosa compreendendo água e polifosfato de cálcio e potássio dispersos na água.

Description

[001] Este pedido reivindica o benefício do pedido de patente provisória No. US 62/238.889, depositado em 8 de outubro de 2015, que é aqui incorporado por referência.

CAMPO DE INVENÇÃO

[002] As modalidades da presente invenção estão direcionadas às dispersões aquosas estáveis de polifosfato de cálcio e potássio. Outras modalidades estão direcionadas aos modos para preparar dispersões aquosas estáveis de polifos- fato de potássio e cálcio, e ainda outras modalidades estão direcionadas ao uso de dispersões estáveis de polifosfato de potássio e cálcio como fertilizante líquido.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[003] Os fosfatos metálicos bivalentes foram propostos como fertilizantes. Estes compostos proporcionam vantajosamente vários nutrientes e exibem propriedades de liberação lenta e controlada. Até à data, os fosfatos metálicos divalentes foram produzidos como materiais sólidos e, por isso, as técnicas para a sua utilização como nutrientes vegetais foram limitadas à aplicação de sólidos na forma de, por exemplo, pellets. Por exemplo, a Patente No. US 5.374.294 descreve uma composição de fosfato de metal divalente e potássio de liberação lenta controlada. Estas composições são preparadas por co-reação de hidróxido de potássio concentrado, pó de óxido de metal divalente e ácido fosfórico concentrado. Esta reação produz um fosfato de metal divalente e potássio seco, particulado e insolúvel em água.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[004] Uma ou mais modalidades da presente invenção proporcionam uma dispersão aquosa compreendendo água e po- lifosfato de cálcio e potássio dispersos na água.

[005] Outras modalidades proporcionam um processo para preparar um fertilizante líquido fluido compreendendo as etapas de fornecer uma solução de polifosfato de potássio e introduzir um sal de cálcio solúvel em água na solução aquosa de pirofosfato de tetrapotássio para formar o fertilizante líquido fluido na forma de uma dispersão aquosa.

[006] Ainda outras modalidades da presente invenção fornecem um método de aplicação de pirofosfato de cálcio dipo- tássico como fertilizante para plantas compreendendo fornecer uma dispersão aquosa de polifosfato de cálcio e potássio; e aplicar a dispersão aquosa de polifosfato de cálcio e potássio à planta.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES ILUSTRATIVAS

[007] As modalidades da invenção se baseiam, pelo menos em parte, na constatação de uma dispersão aquosa estável de polifosfatos de cálcio e potássio (por exemplo, pirofosfato de cálcio dipotássico). A dispersão aquosa é unicamente preparada em uma reação de etapa, fornecendo primeiro uma solução aquosa de um polifosfato de potássio, e depois introduzindo na solução um sal de cálcio solúvel em água para assim formar a dispersão aquosa. Assim, embora os polifos- fatos de cálcio e potássio sejam apreciavelmente insolúveis em água, constatou-se inesperadamente que podem ser obtidas dispersões aquosas escoáveis estáveis pela prática de modalidades desta invenção. As dispersões aquosas estáveis fornecem vantajosamente novos métodos para fornecer nutrientes às plantas por meio de um fertilizante líquido.

Método para produzir dispersão aquosa

[008] Como indicado acima, as dispersões aquosas de po- lifosfato de potássio e cálcio são preparadas por um método incluindo (i) fornecer uma solução aquosa de um polifosfato de potássio, e (ii) introduzir um sal de cálcio solúvel em água na solução aquosa para desse modo formar a dispersão aquosa. Nestas ou em outras modalidades, agroquímicos (por exemplo, compostos de nutrição de plantas, reguladores de crescimento de plantas e/ou micróbios benéficos de plantas) podem ser adicionados à dispersão aquosa.

Preparação da solução de pirofosfato de tetrapotássio

[009] Em uma ou mais modalidades, o polifosfato de potássio é um pirofosfato de tetrapotássio. Em uma ou mais modalidades, uma solução aquosa de pirofosfato de tetrapo- tássio é preparada pela simples dissolução de pirofosfato de tetrapotássio em água. Vantajosamente, o pirofosfato de te- trapotássio se dissolve facilmente em água. Em outras modalidades, o polifosfato de potássio desejado, tal como piro- fosfato de tetrapotássio, pode ser formado in situ; em outras palavras, é formado dentro da água para assim formar a solução aquosa. Por exemplo, o pirofosfato dipotássico ácido pode ser adicionado à água com hidróxido de potássio para proporcionar a solução aquosa desejada. Alternativamente, o ácido pirofosfórico puro pode ser combinado com uma quanti-dade apropriada de hidróxido de potássio para fornecer a solução aquosa desejada.

[0010] Em uma ou mais modalidades, a concentração do pirofosfato de tetrapotássio na solução aquosa pode ser descrita com base nas partes em peso do pirofosfato de tetra- potássio em relação à água. Em uma ou mais modalidades, a solução de pirofosfato de tetrapotássio inclui pelo menos 10, em outras modalidades pelo menos 50, em outras modalidades pelo menos 100, em outras modalidades pelo menos 150 e em outras modalidades pelo menos 200 partes em peso de pirofosfato de tetrapotássio por 100 partes em peso de água. Nestas ou em outras modalidades, a solução de pirofosfato de tetrapotássio inclui no máximo 1000, em outras modalidades no máximo 500, em outras modalidades no máximo 350, em outras modalidades no máximo 300 e em outras modalidades no máximo 250 partes em peso de pirofosfato de tetrapotássio por 100 partes em peso de água. Em uma ou mais modalidades, a solução de pirofosfato de tetrapotássio inclui de cerca de 10 a cerca de 1000, em outras modalidades de cerca de 150 a cerca de 300, e em outras modalidades de cerca de 200 a cerca de 250 partes em peso de pirofosfato de tetrapotássio por 100 partes em peso de água.

[0011] Em uma ou mais modalidades, a preparação da solução de pirofosfato de tetrapotássio pode ocorrer em condições padrão. Por exemplo, em modalidades particulares, a solução pode ser preparada à temperatura ambiente. Em uma ou mais modalidades, a solução de pirofosfato de tetrapotássio pode ser preparada a temperaturas inferiores a 150, em outras modalidades inferiores a 125, em outras modalidades inferiores a 100, em outras modalidades inferiores a 80, em outras modalidades inferiores a 60 e outras modalidades inferiores a 40 °C. Nestas ou em outras modalidades, a solução de pi- rofosfato de tetrapotássio pode ser preparada a temperaturas superiores a 20, em outras modalidades superiores a 30, em outras modalidades superiores a 40, em outras modalidades superiores a 50 e em outras modalidades superiores a 60 °C. Em modalidades particulares, a temperatura da solução de pirofosfato de tetrapotássio durante a preparação pode ser mantida dentro de uma variação de temperatura estreita; por exemplo, a temperatura pode ser mantida dentro de +/- 15, em outras modalidades +/- 10, em outras modalidades +/- 5, e em outras modalidades +/- 3 °C.

[0012] Em uma ou mais modalidades, a preparação da solução de pirofosfato de tetrapotássio pode ocorrer à pressão atmosférica. Em outras modalidades, a solução pode ser preparada sob vácuo, por exemplo, inferior a 0,5 atmosferas, ou em outras modalidades, por exemplo, inferior a 0,25 atmosferas. Ainda em outras modalidades, a solução pode ser preparada a pressões elevadas. Em uma ou mais modalidades, a solução pode ser preparada utilizando técnicas e equipamento de emulsificação convencionais.

Introdução de sal de cálcio solúvel em água

[0013] Como indicado acima, um sal de cálcio solúvel em água é introduzido na solução aquosa de polifosfato de potássio (por exemplo, pirofosfato de tetrapotássio). Mais uma vez, sem desejar estar vinculado por qualquer teoria em particular, acredita-se que o polifosfato de potássio e o sal de cálcio solúvel em água reagem ou interagem para pro-duzir pirofosfato de cálcio dipotássico, que pode ser representado pela fórmula molecular CaK2P2O7. As modalidades da invenção, no entanto, não são limitadas pela estrutura exata nem pela pureza do pirofosfato de cálcio dipotássico produzido. Para o especialista, é evidente que a otimização das razões declaradas e condições reacionais desta invenção po-dem produzir uma composição ligeiramente diferente de poli- fosfato de cálcio e potássio. Por exemplo, uma dessas formas pode ser uma mistura de dispersão aquosa de coloides de espécies monoméricas de CaK2P2O7 e espécies poliméricas de Ca10K4(P2O7)6 em concentrações variadas de cada molécula. O termo “pirofosfato de cálcio dipotássico” será, no entanto, empregado para se referir a este produto de reação.

[0014] Em uma ou mais modalidades, o sal de cálcio solúvel em água pode incluir acetato de cálcio, tiossulfato de cálcio, formiato de cálcio, nitrato de cálcio, cloreto de cálcio ou misturas de dois ou mais dos mesmos. Em modalidades particulares, é utilizado acetato de cálcio anidro. Em uma ou mais modalidades, o acetato de cálcio anidro pode ser caracterizado por uma pureza de pelo menos 98% ou em outras modalidades, pelo menos, 99%. Em outras modalidades, é utilizado acetato de cálcio mono-hidratado. Em outras modalidades particulares, o cloreto de cálcio e o acetato de cálcio são utilizados em combinação, combinação que vantajosamente aborda tanto a solubilidade como as preocupações de custo.

[0015] Em uma ou mais modalidades, a quantidade de sal de cálcio solúvel em água (por exemplo, acetato de cálcio) introduzida na mistura aquosa de pirofosfato de tetra- potássio pode ser descrita com base na razão molar dos moles de cálcio dentro do sal de cálcio solúvel em água para moles de fósforo dentro do pirofosfato de tetrapotássio (isto é, moles de Ca para moles de P). Em uma ou mais modalidades, a razão molar de moles de cálcio dentro do sal de cálcio solúvel em água para moles de fósforo no pirofosfato de tetra- potássio pode ser pelo menos 1:0,5, em outras modalidades pelo menos 1:1, em outras modalidades pelo menos 1:2, em outras modalidades, pelo menos 1:3 e, em outras modalidades, pelo menos 1:3,5. Em uma ou mais modalidades, a razão molar de moles de cálcio dentro do sal de cálcio solúvel em água para moles de fósforo dentro do pirofosfato de tetrapotássio pode ser no máximo 1:10, em outras modalidades no máximo 1:7, em outras modalidades no máximo 1:6, em outras modalidades no máximo 1:5 e em outras modalidades no máximo 1:4,5. Em uma ou mais modalidades, a razão molar de moles de cálcio dentro do sal de cálcio solúvel em água para moles de fósforo dentro do pirofosfato de tetrapotássio pode ser de cerca de 1:1 a cerca de 1:7, em outras modalidades de cerca de 1:2 a cerca de 1:6, em outras modalidades de cerca de 1:3 a cerca de 1:5 e em outras modalidades de cerca de 1:3,5 a cerca de 1:4,5.

[0016] Em uma ou mais modalidades, a preparação do pirofosfato de cálcio dipotássico (isto é, a etapa de adicionar sal de cálcio solúvel em água e subsequente reação) pode ocorrer em condições padrão. Isto pode incluir a temperatura da solução aquosa de polifosfato de potássio no momento em que o sal de cálcio solúvel em água é introduzido. Isto pode também incluir a temperatura à qual a mistura e/ou o produto da reação é agitado após a adição do sal de cálcio solúvel em água. Por exemplo, em modalidades particulares, o pirofosfato de cálcio dipotássico pode ser preparado à temperatura ambiente. Em uma ou mais modalidades, o pirofos- fato de cálcio dipotássico pode ser preparado a temperaturas inferiores a 150 °C, em outras modalidades inferiores a 125 °C, em outras modalidades inferiores a 100 °C, em outras modalidades inferiores a 80 °C, outras modalidades inferiores a 60 °C e em outras modalidades inferiores a 40 °C. Nestas ou em outras modalidades, o pirofosfato de cálcio dipotássico pode ser preparado a temperaturas superiores a 20 °C, em outras modalidades superiores a 30 °C, em outras modalidades superiores a 40 °C, em outras modalidades superiores a 50 °C e em outras modalidades superiores a 60 °C. Em modalidades particulares, a temperatura da mistura reacional pode ser mantida dentro de uma variação de temperatura estreita; por exemplo, a temperatura pode ser mantida dentro de +/- 15, em outras modalidades +/- 10, em outras modalidades +/- 5, e em outras modalidades +/- 3 °C.

[0017] Em uma ou mais modalidades, a preparação do pirofosfato de cálcio dipotássio pode ocorrer à pressão atmosférica. Em outras modalidades, o pirofosfato de cálcio dipotássico pode ser preparado sob vácuo a, por exemplo, menos de 0,5 atmosferas, ou em outras modalidades a, por exemplo, menos de 0,25 atmosferas. Ainda em outras modalidades, a mistura pode ser preparada a pressões elevadas.

[0018] Em uma ou mais modalidades, o pirofosfato de cálcio dipotássio pode ser preparado usando técnicas e equipamentos de mistura convencionais. Em uma ou mais modalidades, a solução aquosa de polifosfato de potássio pode ser agitada durante a introdução do sal de cálcio solúvel em água. Isto pode incluir mistura de alto cisalhamento ou mistura de alta intensidade, que pode ser fornecida, por exemplo, por misturadores de rotor-estator, homogeneizadores, moinhos coloidais ou misturadores de cisalhamento ultraele- vados. Do mesmo modo, a mistura resultante e/ou o produto da reação podem ser misturados utilizando técnicas de mistura convencionais. Em uma ou mais modalidades, a mistura resultante e/ou o produto de reação podem ser agitados para atingir um tamanho de partícula desejado. Esta mistura, que se segue à introdução do sal de cálcio solúvel em água, pode incluir mistura de alto cisalhamento, que pode ser fornecida por misturadores de rotor-estator, homogeneizadores, moinhos coloidais ou misturadores de cisalhamento ultraelevados. Em uma ou mais modalidades, a mistura resultante e/ou o produto de reação é submetido a emulsificação. Em uma ou mais modalidades, emprega-se emulsificação para preparar a solução de pirofosfato de tetrapotássio. Nestas ou outras modalidades, a emulsificação é empregada durante a introdução do sal de cálcio solúvel em água. Em uma ou mais modalidades, a emul- sificação é empregada após a introdução do sal de cálcio solúvel em água. Embora tenha sido constatado que a natureza dos reagentes e as quantidades relativas dos reagentes determinam em última análise o tamanho de partícula que pode ser alcançado, o especialista apreciará essa intensidade de mistura, particularmente a intensidade de mistura transmitida na mistura resultante e/ou produto de reação, é inversamente proporcional ao tempo que pode ser necessário para o nível particular de agitação fornecer o tamanho de partícula desejado a qualquer dada temperatura de mistura.

[0019] Em uma ou mais modalidades, o pH da dispersão aquosa de pirofosfato de cálcio pode ser ajustado para atingir um pH desejado. Isto pode ser conseguido pela adição de, por exemplo, um ácido orgânico. Ácidos orgânicos úteis incluemácido acético glacial, solução de ácido acético (por exemplo, solução a 90%), ácido fórmico, ácido maleico, ácido succínico, ácido propiônico, ácido cítrico ou combinações de dois ou mais destes ácidos. O ajuste do pH pode ocorrer antes ou depois da adição dos outros agroquímicos opcionais.

[0020] Após a formação do pirofosfato de cálcio di- potássico, e opcionalmente após o ajuste do pH da dispersão, outros ingredientes podem ser adicionados à dispersão aquosa. Estes outros constituintes podem incluir constituintes e/ou adjuvantes que são convencionais na técnica. Por exemplo, podem ser incluídos um ou mais biocidas, tais como, mas não limitados a, hexa-hidro-1,3,5-tris(2-hidroxietil)- sintriazina, que está disponível sob os nomes comerciais Glokill 77 ou Emulcid. Nestas ou em outras modalidades, um ou mais agentes anti-espuma podem ser introduzidos. Agentes anti-espuma úteis incluem, mas não estão limitados a poli- dimetilsiloxano, que está disponível sob os nomes comerciais Gensil 2030, Silfax e Ziameter. O especialista será capaz de determinar prontamente uma quantidade apropriada de outros constituintes e/ou adjuvantes com base nas necessidades desejadas.

Adição de agroquímicos opcionais

[0021] Como indicado acima, um ou mais agroquímicos podem ser adicionados à dispersão aquosa. Por exemplo, compostos de nutrição de plantas, reguladores de crescimento de plantas, micróbios benéficos para plantas, condicionadores de solo e/ou bioestimulantes de plantas podem ser adicionadosà dispersão aquosa. A quantidade destes produtos químicos adicionados à dispersão aquosa pode ser variada com base em vários fatores tais como, mas não limitados a, tipo de cultura, fase de crescimento ou tipo de solo e estado de nutrientes conhecido do solo.

[0022] Em uma ou mais modalidades, compostos de nutrição de plantas úteis incluem fontes de nitrogênio. Substitutos de nitrogênio exemplares, incluindo fontes de nitrogênio de liberação controlada, incluem a ureia, nitrato de potássio, nitrato de amônio, sulfato de amônio, nitrato de amônio e ureia, nitrato de cálcio, nitrato de magnésio e nitrogênio orgânico derivados de plantas, animais ou peixes, como hidrolisados proteicos, emulsão de peixes ou licor de maceração de milho.

[0023] Em outras modalidades, os compostos de nutrição de plantas podem incluir fontes de macro, micronutrien- tes secundários ou vegetais.

[0024] Os micronutrientes vegetais exemplares contendopotássio incluem, mas não se limitam a, tiossulfato de potássio, cloreto de potássio, nitrato de potássio, sulfato de potássio, sulfato de potássio e magnésio.

[0025] Os micronutrientes vegetais exemplares contendofósforo incluem, mas não estão limitados a, fosfato monopotássico, fosfato dipotássico, fosfato monopotássico, fosfato dipotássico, fosfato de cálcio, pirofosfato de te- trapotássio, polifosfato de amônio, tripolifosfato de sódio, ácido fosfórico e ácido fosforoso.

[0026] Exemplos de micronutrientes vegetais contendo enxofre incluem, mas não estão limitados a, sulfato de cálcio, sulfato de magnésio, tiossulfato de cálcio, tiossulfato de magnésio, tiossulfato de potássio, tiossulfato de amônio, sulfato de potássio e sulfato monopotássico.

[0027] Ainda outros micronutrientes vegetais exemplares incluem, mas não estão limitados a, sulfato de ferro, sulfato de manganês, sulfato de cobre, sulfato de zinco, ácido bórico, molibdato de sódio, molibdato de amônio, cloretoférrico, cloreto de zinco, nitrato de zinco, bem como quelatos (isto é, formas quelatizadas).

[0028] Modificadores ou reguladores de crescimento de plantas exemplificativos incluem, mas não estão limitados a, auxinas e citocininas na forma sintética ou na forma natural derivada, tais como extratos de algas marinhas ou algas marinhas.

[0029] Os micróbios benéficos vegetais exemplares incluem, mas não se limitam a, Bacillus spp, Paenobacillus spp, Brevibacillus spp, Metarhizium spp, Trichoderma spp, Glomus spp, Micorrizas arbusculares vesiculares, Rhizobium spp, Bradyrhizobium, Paecilomyces spp e Beauveria spp.

[0030] Condicionadores de solo exemplares e/ou bio- estimulantes de plantas incluem, mas não estão limitados a ácidos húmicos e fúlvicos, que podem estar na forma de humato de potássio líquido (Supa Humus 26, Agrichem), fulvato de potássio líquido (Supa Fulvic 6, Agrichem), humato de potássio em pó/floco ou cristalino e fulvato de potássio em pó/floco ou cristalino. Os húmicos e fúlvicos podem ser derivados de turfa, leonardita ou revestimento castanho. Além dos ácidos húmicos e fúlvicos, o ligninossulfonato de amô- nio, o ligninossulfonato de potássio e o lignossulfonato de sódio, tais como, mas não limitados a, Marasperse AG e Bor- regrado HA-1 em pó (Borregaard Lignotech) também podem ser úteis.

Técnicas e procedimentos de acabamento

[0031] Em uma ou mais modalidades, a dispersão aquosa de pirofosfato de cálcio dipotássico pode ser submetida a um ou mais procedimentos de acabamento antes do armazenamento, transporte e/ou uso. Por exemplo, em uma ou mais modalidades, as dispersões aquosas podem ser submetidas à filtração para remover resíduos de processamento ou impurezas de matéria- prima liberadas das matérias-primas durante o decurso da síntese. Isto pode incluir a filtração da dispersão aquosa através de um saco de filtro de 100 mícron até 1 mícron de malha ou tecido de feltro, embora o especialista possa escolher materiais de filtragem mais finos para obter tamanhos de partículas menores.

Características da dispersão aquosa

[0032] Como indicado acima, acredita-se que os métodos aqui descritos produzem uma dispersão aquosa de piro- fosfato de cálcio dipotássico. Esta dispersão pode ser caracterizada por uma ou mais características vantajosas.

[0033] Em uma ou mais modalidades, a dispersão aquosa de pirofosfato de cálcio dipotássico é caracterizada por um pH de pelo menos 6,0, em outras modalidades pelo menos 7,0, em outras modalidades pelo menos 8,0, em outras modalidades pelo menos 8,5, e em outras modalidades pelo menos 8,7. Nestas ou em outras modalidades, a dispersão de pirofosfato de cálcio dipotássico é caracterizada por um pH no máximo 14, em outras modalidades no máximo 12, em outras modalidades no máximo 10, em outras modalidades no máximo 9,5 e em outras modalidades no máximo 9,0. Em uma ou mais modalidades, a dispersão aquosa de pirofosfato de cálcio dipotássico é ca-racterizada por um pH de cerca de 6,0 a cerca de 14, em outras modalidades de cerca de 7,0 a cerca de 12, em outras modalidades de cerca de 8,0 a cerca de 10 e em outras modalidades de cerca de 8,5 a cerca de 9,5. A escolha do pH alvo pode depender da aplicação final da formulação e/ou da escolha dos agroquímicos opcionais que podem ser adicionados à composição.

[0034] Em uma ou mais modalidades, a dispersão aquosa de pirofosfato de cálcio dipotássico é caracterizada por um tamanho de partícula vantajoso. Em uma ou mais modalidades, as partículas dentro da dispersão podem ser quantitativamente caracterizadas por uma distribuição em que pelo menos 90%, em outras modalidades pelo menos 95% e em outras modalidades pelo menos 99% das partículas dispersas na dispersão aquosa têm tamanho de partícula inferior a 1 mícron. Em uma ou mais modalidades, pelo menos 90%, em outras modalidades pelo menos 95% e em outras modalidades pelo menos 99% das partículas dispersas têm um tamanho médio de partícula de 0,1 a 0,5 ou 0,2 a 0,4 mícrons. Em uma ou mais modalidades, as dispersões aquosas desta invenção são caracterizadas por dispersões de dispersão coloidal, que o especialista reconhece as referidas dispersões em que o tamanho médio de partícula das partículas dispersas é inferior a 1,0 mícron e geralmente na faixa de cerca de 0,1 a cerca de 1,0 mícron. Nestas ou em outras modalidades, as partículas dentro da dispersão podem ser quantitativamente caracterizadas por um D50 inferior ou igual a 20 µm, em outras modalidades inferiores a 10 µm, em outras modalidades inferiores a 5 µm, em outras modalidades inferiores a 3 µm e em outras modalidades inferiores a 1 µm (isto é, 50% das partículas têm um diâmetro que é igual ou inferior ao comprimento especificado). Nestas ou em outras modalidades, as partículas dentro da dispersão podem ser quantitativamente caracterizadas por um D90 inferior ou igual a 50 µm, em outras modalidades inferiores a 25 µm, em outras modalidades inferiores a 12 µm, em outras modalidades inferiores a 5 µm, em outras modalidades inferiores a 3 µm e em outras modalidades inferiores a 1 µm (isto é, 90% das partículas têm um diâmetro que é igual ou inferior ao comprimento especificado).

[0035] Em uma ou mais modalidades, as partículas de pirofosfato de cálcio dipotássico podem ser caracterizadas por uma forma de plaqueta ou de folha. Estas partículas de plaquetas podem ser caracterizadas por terem pelo menos uma dimensão que é inferior a 1, em outras modalidades inferiores a 0,5, em outras modalidades inferiores a 0,3, em outras modalidades inferiores a 1,5 e em outras modalidades inferiores a 1,0 mícron. Outras formas de partículas também podem ser empregadas. Em uma ou mais modalidades, essas outras formas, como agulhas ou cubos, podem ter uma área de superfície de contato (ou seja, a superfície da partícula que entra em contato com o substrato, como uma folha de uma planta) em relação à superfície total da partícula superior a 1:6, em outras modalidades superior a 1:4, em outras modalidades superior a 1:3 e em outras modalidades superior a 1:2,5.

[0036] Em uma ou mais modalidades, a dispersão aquosa de pirofosfato de cálcio dipotássico é caracterizada por uma viscosidade Brookfield (medida usando Brookfield RVT, spindle 3, a 25 °C e 50 rpm) de pelo menos 0,9 (900), em outras modalidades em pelo menos 1,0 (1.000), em outras modalidades pelo menos 1,2 (1.200) e em outras modalidades pelo menos 1,5 (1.500) Pa.s (cps). Nestas ou em outras modalidades, a dispersão aquosa de pirofosfato de cálcio dipotássico é caracterizada por uma viscosidade de Brookfield inferior a 5,0 (5.000), em outras modalidades inferior a 3,0 (3.000), em outras modalidades inferior a 2,7 (2.700) e em outras modalidades inferior a 2,5 (2.500) Pa.s (cps). Em uma ou mais modalidades, a dispersão aquosa de pirofosfato de cálcio dipotássico é caracterizada por uma viscosidade Brookfield de cerca de 0,9 (900) a cerca de 5,0 (5.000), em outras modalidades de cerca de 1,0 (1.000) a cerca de 3,0 (3.000) em outras modalidades de cerca de 1,2 (1.200) a cerca de 2,7 (2.700) e em outras modalidades de cerca de 1,5 (1.500) a cerca de 2,5 (2.500) Pa.s (cps).

[0037] Em uma ou mais modalidades, a dispersão preparada de acordo com esta invenção inclui uma mistura de sólidos suspensos e também sólidos dissolvidos. O conteúdo de sólidos pode ser variado com base na adição de compostos de nutrição de plantas ou reguladores de crescimento de plantas. Em uma ou mais modalidades, o teor total de sólidos varia entre 40% p/p e 60% p/p, ou em outras modalidades entre 45% p/p e 55% p/p. Em uma ou mais modalidades, o teor de sólidos sub-mícron em suspensão pode variar de 15% p/p a 25% p/p, ou em outras modalidades 18% p/p a 22% p/p aproximadamente.

[0038] Em uma ou mais modalidades, a dispersão aquosa de pirofosfato de cálcio dipotássico é caracterizada por um prazo de validade vantajoso, que pode ser definido de acordo com o método CIPAC: Testes de Armazenamento Acelerado MT 46 por Aquecimento ou APVMA, dezembro de 2005, Diretrizes para geração de dados de estabilidade de armazenamento de produtosquímicos agrícolas. Em uma ou mais modalidades, o prazo de validade pode ser de pelo menos 12 meses, em outras modalidades pelo menos 18 meses e em outras modalidades pelo menos 24 meses.

[0039] Em uma ou mais modalidades, as dispersões aquosas de pirofosfato de cálcio dipotássico preparado de acordo com a presente invenção podem ser caracterizadas por um potencial zeta vantajoso, que pode ser determinado por microeletroforese e/ou espalhamento eletroforético de luz. Em uma ou mais modalidades, o potencial zeta é superior a +30, em outras modalidades superior a +35, em outras modalidades superior a +40 e em outras modalidades superior a +45 miliVolts a um pH de 7 +/- 1. Em outras modalidades, o potencial zeta inferior a -30, em outras modalidades inferior a -35, em outras modalidades superior a -40 e em outras modalidades inferior a -45 miliVolts a um pH de cerca de 6,0 a cerca de 14, em outras modalidades de cerca de 7,0 a cerca de 12, em outras modalidades de cerca de 8,0 a cerca de 10 e em outras modalidades de cerca de 8,5 a cerca de 9,5.

[0040] Em uma ou mais modalidades, as dispersões aquosas de pirofosfato de cálcio dipotássico preparado de acordo com a presente invenção podem ser caracterizadas por um índice de refração de cerca de 1,3 a cerca de 1,9, em outras modalidades de 1,4 a 1,8 e modalidades de cerca de 1,4 a cerca de 1,7.

Uso como adubo líquido

[0041] Como indicado acima, as dispersões aquosas de pirofosfato de cálcio dipotássico produzidas de acordo com a presente invenção podem ser vantajosamente usadas como fertilizante líquido. Estes fertilizantes líquidos podem ser vantajosamente aplicados como líquidos fluidos diretamente à vida da planta por meio de aplicação foliar. Em outras modalidades, estes fertilizantes líquidos podem ser aplicados a solos, tais como, mas não limitados a areias, lodos e argilas. Ainda em outras modalidades, estes fertilizantes líquidos podem ser adicionados diretamente a soluções nutritivas empregadas em sistemas de cultivo sem solo, tais como, mas não limitados a, hidroponia, técnicas de película nutri-ente e sistemas de fertirrigação/irrigação que empregam meios, tais como turfa de coca, coco e rockwool. Ainda em outras modalidades, estas dispersões podem ser aplicadas diretamente a sementes (isto é, revestimento de sementes, cura de sementes e tratamento de sementes). Ainda em outras modalidades, as dispersões desta invenção podem ser utilizadas para revestir e/ou impregnar grânulos de fertilizante sólidos e partículas, tais como, mas não limitados a, fosfato diamônico, fosfato monoamônico, fosfato monopotássico e ureia. Em outras modalidades, as dispersões desta invenção podem ser dispersas em outros fertilizantes durante a sua produção; por exemplo, elas podem ser dispersas em uréia derretida (como a lava de uréia a 150 °C) e depois resfriada. Vantajosamente, uma ampla gama de cargas é possível quando se combina a dispersão desta invenção com a fabricação do fertilizante commodity e/ou após a adição da dispersão como um revestimento de superfície para fertilizantes commodities.

[0042] Em uma ou mais modalidades, enquanto as dispersões aquosas de pirofosfato de cálcio dipotássico, como descrito acima, podem ser razoavelmente concentradas, o que pode facilitar o transporte e o armazenamento, estas dispersões aquosas podem ser diluídas antes do uso no campo. Por exemplo, as pessoas versadas na técnica serão capazes de fazer e utilizar composições diluídas com base nas taxas de utilização desejadas para o pirofosfato de cálcio dipotás- sico e/ou fertilizantes complementares, tais como uma fonte de nitrogênio.

[0043] As dispersões preparadas em uma ou mais modalidades desta invenção são vantajosamente compatíveis com outros agroquímicos em soluções aquosas. Por exemplo, as dispersões aquosas de pirofosfato de cálcio dipotássico podem ser combinadas com soluções concentradas (incluindo saturadas) de, por exemplo, fosfato diamônico, fosfato mo- noamônico e ureia, mantendo a dispersão do pirofosfato de cálcio dipotássico e a solubilidade do produto químico complementar (por exemplo, fosfato diamônico). Além disso, estes sistemas fertilizantes líquidos compatíveis podem ser preparados sem o uso de quelatos. Adicionalmente, estes sistemas fertilizantes líquidos, que incluem misturas compatíveis do pirofosfato de cálcio dipotássico insolúvel com soluções concentradas de agroquímicos, são vantajosamente estáveis por períodos prolongados, tais como pelo menos 1 dia, em outras modalidades pelo menos 3 dias, em outras modalidades pelo menos 1 semana.

[0044] As dispersões aquosas de pirofosfato de cálciodipotássico, ou suas composições diluídas, podem ser aplicadas a uma planta empregando uma variedade de técnicas. Em uma ou mais modalidades, técnicas de pulverização são empregadas. Em outras modalidades, o fertilizante líquido produzido de acordo com a presente invenção pode ser aplicado à planta através do solo. As técnicas conhecidas incluem a saturação ou encharcamento do solo circundante com a dispersão aquosa. Métodos de aplicação específicos podem empregar uma barra de pulverização, um pulverizador manual, aplica- dores de baixo volume, equipamento montado em campo de alto e baixo volume, pulverizadores aéreos, aplicadores de gotas controlados, equipamento CDA e/ou suas combinações.

[0045] Os fertilizantes líquidos desta invenção podem ser vantajosamente aplicados a uma variedade de culturas agrícolas. E foi constatado que os pirofosfatos de cálcio dipotássico preparados de acordo com esta invenção têm vários benefícios agrícolas. Por exemplo, acredita-se que os piro- fosfatos de cálcio dipotássico preparados de acordo com modalidades desta invenção aumentem a mobilidade e transloca- ção de nutrientes (por exemplo, potássio, cálcio e fósforo) dentro do solo. Além disso, acredita-se que os pirofosfatos de cálcio dipotássicos contribuam para a disponibilidade prolongada de nutrientes para a planta, e protejam os nutrientes da adesão química e do solo.

[0046] A fim de demonstrar a prática da presente invenção, os seguintes exemplos foram preparados e testados. Os exemplos não devem, no entanto, ser vistos como limitantes do escopo da invenção. As reivindicações servirão para definir a invenção.

SEÇÃO EXPERIMENTAL Exemplo 1

[0047] A um copo graduado de polipropileno de dois litros foram adicionados 320 gramas de água e 575 gramas de pirofosfato tetrapotássico (96,0% de pureza mínima) para formar uma solução de pirofosfato tetrapotássico (solução TKPP). O copo foi agitado utilizando um misturador de topo de bancada IKA Rw20n montado com 40 cm de comprimento e 4 pás de aço inoxidável de 5 cm a 1700 rpm. Notou-se que o pH foi de 12,1.

[0048] Em um copo separado de polipropileno graduado de um litro foram adicionados 340 gramas de água e 125 gramas de acetato de cálcio anidro (98,0% de pureza mínima) para formar uma solução de acetato de cálcio. O segundo copo foi agitado até os sólidos estarem completamente dissolvidos, formando uma solução límpida e incolor. Notou-se que o pH foi de 9,2.

[0049] O acetato de cálcio dissolvido foi carregado no copo com a solução de TKPP ao longo de um período de 2 minutos para produzir partículas insolúveis de pirofosfato de potássio e cálcio. A temperatura da mistura foi de 48 °C no final da adição de acetato de cálcio. A mistura continuou a 1700 rpm durante 60 minutos, na medida que 30 gramas de ácido acético glacial foram carregados lentamente durante um período de um minuto. A mistura continuou durante mais 6 horas a 1700 rpm, na medida que foram adicionados à mistura 50 g de base de goma hidratada, seguido por 0,5 g de antiespumante. A mistura conti-nuou a 1700 rpm durante uma hora. A água foi então adicionada para formar uma mistura de um litro.

[0050] Os ingredientes empregados neste exem-ploestão resumidos na Tabela. Testes físicos e quí micos foram realizados, e os resultados também são fornecidos na Tabela. A gravidade específica foi conduzida utilizando um Medidor de Densidade DMA35 a 25 °C, o pH foi determinado a 25 °C, a viscosidade foi determinada usando um viscosímetro Brookfield RVT com spindle 3 a 25 °C, o tamanho de partícula foi deter minado usando um Malvern Mastersizer 2000, o conteúdo elementar foi determinado usando espectrômetro de emissão óptica de plasma indutivamente acoplado, e o conteúdo insolúvel foi determinado usando um método gravimétrico (envolvendo diluição da amostra, sedi-mentação de sólidos e secagem dos sólidos). Tabela

[0051] Este exemplo mostra pelo menos alguns dos be-nefícios da presente invenção em que a dispersão tem, entre outras propriedades benéficas, uma viscosidade e tamanho de partícula vantajosos.

Exemplo 2

[0052] Uma dispersão foi preparada usando o mesmo procedimento geral apresentado no Exemplo 1, exceto que a quantidade de reagentes foi reduzida (em 10%), e agrotóxicos opcionais foram incluídos. Neste caso, foram adicionados 89 gramas de Supa Zinc (Agrichem LTD). Supa Zinc contém 5,9% p/p de zinco presente como sal dipotássico de zinco EDTA. Os ingredientes utilizados neste exemplo estão resumidos na tabela. Testes físicos e químicos também foram realizados e os resultados são apresentados na Tabela.

[0053] Este exemplo ilustra que outros ingredientes fertilizantes podem ser facilmente incorporados na composição. Além disso, a composição foi modificada reduzindo a quantidade de pirofosfato de potássio e cálcio para permitir a incorporação de 0,3% p/p de zinco. Este exemplo ilustra também que podem ser obtidas dispersões vantajosas com alterações na quantidade dos ingredientes base, mantendo simultaneamente as razões molares apropriadas.

Exemplo 3

[0054] Uma dispersão foi preparada usando o mesmo procedimento geral apresentado no Exemplo 1, exceto que o tiossulfato de cálcio foi usado em vez do acetato de cálcio. Os ingredientes empregados neste exemplo estão resumidos na Tabela. Testes físicos e químicos também foram realizados e os resultados são apresentados na Tabela.

[0055] Este exemplo demonstra que outros sais de cálcio solúveis em água podem ser substituídos por acetato de cálcio para obter um resultado semelhante.

Exemplo 4

[0056] Uma dispersão foi preparada usando o mesmo procedimento geral estabelecido no Exemplo 1, exceto que a proporção de cálcio para fósforo foi reduzida de 1:4,2 para 1:2,2. Os ingredientes utilizados neste exemplo estão resumidos na Tabela. Testes físicos e químicos também foram realizados e os resultados são apresentados na Tabela.

[0057] Este exemplo demonstra a capacidade de alterar o tamanho das partículas com base na proporção de fósforo para cálcio. Nomeadamente, um aumento na quantidade de cálcio em relação ao fósforo resultará em um aumento do tamanho das partículas.

Exemplo 5

[0058] Preparou-se uma dispersão utilizando o mesmo procedimento geral descrito no Exemplo 1, com a exceção de se utilizar tanto acetato de cálcio como tiossulfato de cálcio como sal de cálcio solúvel. Os ingredientes utilizados neste exemplo estão resumidos na Tabela. Testes físicos e químicos também foram realizados e os resultados são apre sentados na Tabela.

[0059] Este exemplo demonstra a capacidade de empregar uma mistura de diferentes sais de cálcio solúveis em água, o que permite com vantagem a otimização da mistura de nutrientes na formulação e/ou o custo final da formulação.

Exemplo 6

[0060] Preparou-se uma dispersão utilizando o mesmo procedimento geral descrito no Exemplo 1, com a exceção de que o acetato de cálcio foi substituído por uma quantidade equivalente molar de acetato de magnésio tetrahidratado. Os ingredientes utilizados neste exemplo estão resumidos na tabela. Testes físicos e químicos também foram realizados e os resultados são apresentados na Tabela.

[0061] A utilização de um sal de magnésio solúvel em água no lugar de um sal de cálcio solúvel em água deu uma viscosidade muito menor e uma dispersão muito mais grosseira. Estas características sugerem que esta composição não seria útil para o propósito pretendido, porque a composição teria um prazo de validade inaceitável. Por conseguinte, este exemplo demonstra as vantagens de empregar cálcio como o cátion, especialmente no que se refere a gerar uma viscosidade auto- estabilizante para a mistura final e para produzir tamanhos de partículas vantajosos.

Exemplo 7

[0062] Preparou-se uma dispersão utilizando o mesmo procedimento geral descrito no Exemplo 1, com a exceção de que o pirofosfato tetrapotássico foi substituído por tripo- lifosfato de potássio mantendo-se a proporção de fósforo para cálcio idêntica ao Exemplo 1. Os ingredientes utilizados neste Exemplo são resumidos na tabela. Testes físicos e químicos também foram realizados e os resultados são apresentados na Tabela.

[0063] Embora a proporção molar de cálcio para fós-foro tenha sido mantida semelhante ao Exemplo 1, o uso de um tripolifosfato em vez de um pirofosfato resultou em viscosidade extremamente alta. A mistura resultante era um líquido não fluido, mas sim uma pasta semi-sólida. Essas características sugerem que essa composição não seria útil para o propósito pretendido. Por conseguinte, este exemplo demonstra as vantagens da utilização do pirofosfato para gerar partículas de tamanho fino dentro de uma dispersão aquosa fluida de polifosfato de cálcio e potássio.

Exemplo 8

[0064] Preparou-se uma dispersão utilizando o mesmo procedimento geral descrito no Exemplo 1, com a exceção de que o acetato de cálcio foi substituído por uma quantidade molar equivalente de sulfato de manganês monohidratado. Os ingredientes utilizados neste exemplo estão resumidos na tabela. Testes físicos e químicos também foram realizados e os resultados são apresentados na Tabela.

[0065] Embora a proporção molar de cátio metálico para fósforo tenha sido mantida semelhante ao Exemplo 1, a utilização de um sal de manganês solúvel em água no lugar de um sal de cálcio deu uma viscosidade muito baixa e um tamanho de partícula inaceitável. A mistura pura segregou rapida-mente em uma camada líquida clara disposta em um bolo úmido ou camada de sólidos. Estas características sugerem que esta composição não seria útil para o propósito pretendido, porque a composição teria um prazo de validade inaceitável. Por conseguinte, este exemplo demonstra as vantagens de empregar cálcio como o cátion, especialmente no que se refere a gerar uma viscosidade autoestabilizante para a mistura final e para produzir tamanhos de partículas vantajosos.

Exemplo 9

[0066] Uma dispersão foi preparada usando o mesmo procedimento geral apresentado no Exemplo 1, com a diferença de que o acetato de cálcio foi substituído por um equivalente molar de nitrato de cálcio tetrahidratado. Os ingredientes utilizados neste exemplo estão resumidos na tabela. Testes físicos e químicos também foram realizados e os resultados são apresentados na Tabela.

[0067] Como no Exemplo 3 acima, este exemplo demons-tra que outros sais de cálcio solúveis em água podem ser substituídos por acetato de cálcio. Algumas distinções, no entanto, foram observadas e poderiam afetar o uso final do produto para o uso pretendido. Por exemplo, enquanto a viscosidade que se desenvolveu foi adequada para auto-estabi- lizar a formulação, o tamanho de partícula permaneceu ligeiramente mais grosso do que o conseguido usando acetato de cálcio. Além disso, a dispersão não estava totalmente estável a frio, na medida em que cristais de nitrato de potássio se formaram a temperaturas inferiores a 10 °C. Isto sugere que, para o nitrato de cálcio ser utilizado, seria necessária uma versão mais diluída do que a necessária para o acetato de cálcio (Exemplo 1) e o tiossulfato de cálcio (Exemplo 3).

[0068] Várias modificações e alterações que não se afastam do escopo e do espírito desta invenção tornar-se-ão aparentes para as pessoas versadas na técnica. Esta invenção não deve ser devidamente limitada às modalidades ilustrativas aqui apresentadas.

Claims (14)

1. Dispersão aquosa caracterizadapor compreender: i. água; e ii. polifosfato de cálcio e potássio disperso na água, em que referida dispersão é definida por uma viscosidade de Brookfield (Brookfield RVT, spindle #3, 25°C, 20 rpm) de 1500 a 3000 Pa.s (cps), em que a referida dispersão é definida por uma distribuição de tamanho de partícula em que pelo menos 90% das partículas dentro da dispersão têm um tamanho de partícula inferior a 1 mícron, e em que a referida dispersão aquosa inclui de 15% a 25% p/p de partículas suspensas com um tamanho de partícula inferior a 1 mícron.

2. Dispersão aquosa, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que o polifosfato de cálcio e potássio é pirofosfato de cálcio dipotássico.

3. Dispersão aquosa, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizadapelo fato de compreender adicionalmente um composto nutricional para plantas, um regulador de crescimento de plantas ou um micróbio benéfico para plantas.

4. Dispersão aquosa, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizadapelo fato de que em que a referida dispersão é definida por um pH de 8,0 a 9,5; em que a referida dispersão é definida por um teor total em sólidos de 40% a 60% e teor em sólidos suspensos de 18% a 22%; e em que a referida dispersão é definida por um prazo de validade, conforme determinado pelo método CIPAC: Testes de Armazenamento Acelerado MT 46 por Aquecimento de pelo menos 12 meses.

5. Dispersão aquosa, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizadapelo fato de que referido polifosfato de cálcio e potássio é pirofosfato de cálcio dipotássico, em que o referido pirofosfato de cálcio dipotássico é sensivelmente insolúvel em água.

6. Dispersão aquosa, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizadapelo fato de que a referida dispersão é definida por um pH de pelo menos 6,0.

7. Método para preparar uma dispersão aquosa conforme definida na reivindicação 1, o método caracterizadopor compreender as etapas de: i. fornecer uma solução de pirofosfato tetrapotássico; e ii. introduzir um sal de cálcio solúvel em água à solução aquosa de pirofosfato tetrapotássico para formar o fertilizante líquido fluido na forma de uma dispersão aquosa de polifosfato de cálcio e potássio, em que a referida dispersão é definida por uma viscosidade de Brookfield (Brookfield RVT, spindle #3, 25°C, 20 rpm) de 1500 a 3000 Pa.s (cps), em que a referida dispersão é definida por uma distribuição de tamanho de partícula, em que pelo menos 90% das partículas dentro da dispersão têm um tamanho de partícula inferior a 1 mícron, e em que a referida dispersão aquosa inclui de 15% a 25% p/p de partículas suspensas tendo um tamanho de partícula inferior a 1 mícron.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizadopelo fato de que o polifosfato de cálcio e potássio é o pirofosfato de cálcio dipotássico.

9. Método, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizadopelo fato de incluir adicionalmente a etapa de introduzir um composto de nutrição vegetal ou um regulador de crescimento de plantas.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 9, caracterizadopelo fato de que a referida solução de pirofosfato tetrapotássico inclui entre 200 e 250 partes em peso de pirofosfato tetrapotássico por 100 partes em peso de água; e em que a referida etapa de introduzir um sal de cálcio solúvel em água na solução de pirofosfato tetrapotássico proporciona uma mistura em que a razão molar de moles de cálcio dentro do sal de cálcio solúvel em água para moles de fósforo dentro do pirofosfato tetrapotássico é de 1:3 a 1:5.

11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 10, caracterizadopelo fato de que a referida solução de pirofosfato tetrapotássico inclui entre 200 e 250 partes em peso de pirofosfato tetrapotássico por 100 partes em peso de água; e a referida etapa de introduzir um sal de cálcio solúvel em água na solução de pirofosfato tetrapotássico proporciona uma mistura, em que a razão molar de moles de cálcio dentro do sal de cálcio solúvel em água para moles de fósforo dentro do pirofosfato tetrapotássico é de 1:1 a 1:7.

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 11, caracterizadopelo fato de que o sal de cálcio solúvel em água é selecionado do grupo que consiste em acetato de cálcio, tiossulfato de cálcio, formato de cálcio, nitrato de cálcio, cloreto de cálcio e misturas de dois ou mais dos mesmos.

13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 12, caracterizadopelo fato de que o sal de cálcio solúvel em água é acetato de cálcio; ou sal de cálcio é o tiossulfato de cálcio.

14. Método de aplicação da dispersão aquosa como fertilizante para planta caracterizadopor compreender as etapas de: i. fornecer uma dispersão aquosa de polifosfato de potássio e cálcio conforme definida na reivindicação 1; e ii. aplicar a dispersão aquosa de polifosfato de cálcio e potássio à planta, em que referida dispersão é definida por uma viscosidade de Brookfield (Brookfield RVT, spindle #3, 25°C, 20 rpm) de 1500 a 3000 Pa.s (cps), em que a referida dispersão é definida por uma distribuição de tamanho de partícula, em que pelo menos 90% das partículas dentro da dispersão têm um tamanho de partícula inferior a 1 mícron, e em que a referida dispersão aquosa inclui de 15% a 25% p/p de partículas suspensas tendo um tamanho de partícula inferior a 1 mícron.