ES2969531T3 - Composición particulada que comprende nitrato de calcio y molibdeno y su método de preparación - Google Patents

Abstract

La presente divulgación proporciona un método para producir una composición particulada sólida y homogénea que comprende las etapas de: a) proporcionar una masa fundida de nitrato de calcio; b) agregar una fuente de molibdeno a la masa fundida de nitrato de calcio proporcionada en la etapa a), de modo que la concentración de molibdeno en la masa fundida oscile entre 0,001 y 1,0% en peso; yc) procesar la masa fundida de nitrato de calcio obtenida en la etapa b) para obtener una composición particulada sólida y homogénea, en la que la composición particulada sólida y homogénea comprende al menos 50% en peso de nitrato de calcio; caracterizado porque la fuente de molibdeno es un compuesto que comprende átomos de molibdeno en una configuración octaédrica Mo7O24 6-. La divulgación también proporciona una composición particulada sólida y homogénea que comprende una fuente de molibdeno y nitrato de calcio y el uso de la composición como fertilizante. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Composición particulada que comprende nitrato de calcio y molibdeno y su método de preparación

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un método para la fabricación de una composición particulada homogénea sólida que comprende nitrato de calcio y molibdeno, una composición particulada homogénea sólida que comprende nitrato de calcio y molibdeno y el uso de esta composición como fertilizante.

Antecedentes de la invención

Los nutrientes principales para las plantas son nitrógeno (N), fósforo (P) y potasio (K). Además, las plantas también necesitan cantidades significativas de nutrientes secundarios, calcio (Ca), magnesio (Mg) y azufre (S). Además, las plantas necesitan pequeñas cantidades de micronutrientes, boro (B), cobre (Cu), hierro (Fe), manganeso (Mn), molibdeno (Mo) y zinc (Zn).

Los productos fertilizantes están diseñados para proporcionar estos nutrientes a las plantas. Algunos fertilizantes pueden proporcionar, por ejemplo, todos los nutrientes, mientras que otros productos fertilizantes pueden proporcionar una selección de nutrientes primarios, secundarios y micronutrientes. Los productos fertilizantes pueden especializarse para cumplir con los requisitos agronómicos específicos del cultivo para el que se van a utilizar. Los productos fertilizantes también pueden estar especializados con respecto al suelo para el que están destinados.

Un producto fertilizante que incluye micronutrientes resuelve el problema de proporcionar micronutrientes a las plantas de manera eficiente, es decir, junto con los nutrientes primarios, en una forma química que está disponible para su absorción por las plantas y en una forma de dosificación (principalmente partículas líquidas o sólidas partículas de fertilizante) que se aplica fácilmente en el campo donde se cultivan las plantas.

Típicamente, los micronutrientes se pueden aplicar como un recubrimiento sobre partículas sólidas de fertilizante, que son gránulos, pellets, escamas, y similares; también se pueden mezclar en la mayor parte de los polvos o soluciones de fertilizantes.

Los fertilizantes a base de nitrato de calcio se usan ampliamente en la actualidad en agricultura. El nitrato de calcio es muy soluble en agua (1,2 kg/L a 25 °C), por lo que se descompone fácilmente en los suelos si hay humedad y puede usarse en la fertirrigación. Aporta dos tipos de nutrientes: nitrógeno y calcio. El nitrógeno se suministra como iones nitrato, que es la forma preferida de suministro de N para las plantas: los iones nitrato pueden ser absorbidos directamente por las plantas a través de sus raíces, mientras que otras formas de N, como los iones urea y amonio, deben transformarse en nitratos para estar disponible para las plantas. El calcio es un nutriente secundario y se usa en una gran cantidad de procesos en una planta, como la construcción de la pared celular y la estructura general, la absorción de nutrientes, la respuesta de defensa de la planta, el color y la vida útil.

Es bien conocido en el campo de los fertilizantes de nitrato de calcio cómo preparar partículas de fertilizantes de nitrato de calcio homogéneas que contienen micronutrientes. El documento CN 108147859 (Ren et al., 2016) describe un método para fabricar partículas homogéneas que comprenden nitrato de calcio, nitrato de magnesio, zinc, hierro, manganeso, boro y molibdeno. La fuente de molibdeno no está especificada.

El documento CN 106007905 (Zhou, 2016) describe un método de fabricación de un producto fertilizante que comprende molibdato de calcio y heptamolibdato de amonio.

El documento US 5433766 (Wing, 1995) describe un método para preparar una solución de fertilizante mezclando, a temperatura ambiente, una solución acuosa de nitrato de calcio, una solución acuosa que comprende paramolibdato de amonio y una solución acuosa que comprende magnesio, hierro, manganeso, zinc y cobre. Un sólido que comprende principalmente fosfato de calcio precipitado de la solución.

El documento US 20110232345 (Szoke, 2011) describe una composición de fertilizante que comprende del 17 al 22% en peso de nitrato de calcio y del 0,001 al 0,005% en peso de molibdato de amonio. El fertilizante se prepara mezclando plumas de aves y sales inorgánicas en un ambiente acuoso a temperatura ambiente.

Sumario de la invención

De acuerdo con un aspecto de la invención, se proporciona un método para la producción de una composición particulada homogénea sólida. Este método comprende las etapas de: a) proporcionar una masa fundida de nitrato de calcio; b) añadir una fuente de molibdeno a la masa fundida de nitrato de calcio proporcionada en la etapa a), de modo que la concentración de molibdeno en la masa fundida varía del 0,001 al 1,0% en peso; c) procesar la masa fundida de nitrato de calcio obtenida en la etapa b) para obtener una composición particulada homogénea sólida, en la que la composición particulada homogénea sólida comprende al menos el 50% en peso de nitrato de calcio; caracterizado porque la fuente de molibdeno es un compuesto que comprende átomos de molibdeno en una configuración octaédrica de Mo7O246-.

De acuerdo con otro aspecto, se proporciona una composición particulada homogénea sólida que comprende del 0,001 al 1,0% en peso de molibdeno y al menos el 50% en peso de nitrato de calcio, caracterizada porque el molibdeno está presente como átomos de molibdeno en una configuración octaédrica de Mo7O246-.

De acuerdo con otro aspecto, se proporciona el uso de la composición particulada homogénea sólida producida de acuerdo con el método descrito en el presente documento o la composición particulada homogénea sólida descrita en el presente documento, como fertilizante o en fertirrigación.

Descripción detallada de la invención

A menos que se defina lo contrario, todos los términos utilizados para divulgar la invención, incluidos los términos técnicos y científicos, tienen el significado que comúnmente entiende un experto en la técnica a la que pertenece esta invención. Por medio de orientación adicional, se incluyen definiciones de términos para apreciar mejor la enseñanza de la presente invención.

Todas las referencias citadas en esta descripción se consideran incorporadas en su totalidad a modo de referencia. Como se usa en este documento, los siguientes términos tienen los siguientes significados:

“Un”, “una”, “el” y “la”, como se usan en este documento, se refieren a referentes tanto en singular como en plural a menos que el contexto indique claramente lo contrario. A modo de ejemplo, “un compartimento” se refiere a uno o más de un compartimento.

“Aproximadamente”, como se usa en este documento, que se refiere a un valor medible tal como un parámetro, una cantidad, una duración temporal y similares, pretende abarcar variaciones de /- 20% o menos, en particular /- 10% o menos, más en particular /- 5% o menos, incluso más en particular /- 1% o menos, y aún más en particular /-0,1% o menos de y desde el valor especificado, en tanto tales variaciones sean apropiadas para realizar en la invención descrita. Sin embargo, debe entenderse que el valor al que se refiere el modificador “aproximadamente” también se describe en forma específica.

“Comprender”, “que comprende” y “comprende” y “compuesto de” tal como se usan en el presente documento son sinónimos de “incluir”, “que incluye”, “incluye” o “contener”, “que contiene”, “contiene”, y son términos inclusivos o abiertos que especifican la presencia de lo que sigue, por ejemplo, componente y no excluye ni imposibilita la presencia de componentes, características, elementos, miembros, etapas adicionales no mencionadas, conocidos en la técnica o divulgados en el presente documento.

La mención de rangos numéricos por criterios de valoración incluye todos los números y fracciones incluidos dentro de ese rango, así como los criterios de valoración mencionados.

La expresión “% en peso”, “porcentaje en peso” o “%p” aquí y en toda la descripción, a menos que se defina lo contrario, se refiere al peso relativo del componente respectivo en una formulación en base al peso total de esa formulación.

De acuerdo con un aspecto de la invención, se proporciona un método para la producción de una composición particulada homogénea sólida. Este método comprende las etapas de: a) proporcionar una masa fundida de nitrato de calcio; b) añadir una fuente de molibdeno a la masa fundida de nitrato de calcio proporcionada en la etapa a), de modo que la concentración de molibdeno en la masa fundida varíe del 0,001 al 1,0% en peso; c) procesar la masa fundida de nitrato de calcio obtenida en la etapa b) para obtener una composición particulada homogénea sólida, en la que la composición particulada homogénea sólida comprende al menos el 50% en peso de nitrato de calcio; caracterizado porque la fuente de molibdeno es un compuesto que comprende átomos de molibdeno en una configuración octaédrica de Mo7O246-.

Como se usa en este documento, un material homogéneo sólido se refiere a un material en el que la concentración local en diferentes elementos es idéntica en todas las partes del material. Sin embargo, el material puede no ser necesariamente monofásico, es decir, puede contener compuestos químicos en diferentes estados. Por ejemplo, una masa fundida puede comprender pequeñas partículas sólidas. Tal masa fundida se consideraría homogénea para el propósito de esta descripción si las partículas sólidas se distribuyen equitativamente dentro de la fase líquida. Para una amplia gama de productos industriales, por ejemplo, fertilizantes, es altamente deseable obtener un material particulado homogéneo sólido. Para los fertilizantes, permite una distribución uniforme de los nutrientes en un campo en tiempo y espacio. Los fertilizantes particulados homogéneos que contienen micronutrientes suministrarán micronutrientes a las plantas durante un período de tiempo más largo en comparación con los fertilizantes, en donde la fuente de micronutrientes solo se encuentra en el recubrimiento. Para producir un material particulado homogéneo sólido, se debe proporcionar una masa fundida homogénea. La heterogeneidad puede ser causada por varios mecanismos, incluida la precipitación de sólidos.

La masa fundida de nitrato de calcio utilizada en el método descrito anteriormente contiene nitrato de calcio como su componente principal. Comprende al menos el 50% en peso de nitrato de calcio en base al peso total de la masa fundida. La masa fundida puede comprender cierta cantidad de agua, por ejemplo, la masa fundida puede comprender hasta el 20% en peso de agua. También puede comprender menos de eso, por ejemplo, como máximo el 10% en peso, en particular como máximo el 5% en peso, más en particular como máximo el 4% en peso, incluso más en particular como máximo el 3% en peso. La masa fundida puede comprender otros sólidos distintos del nitrato de calcio. Puede comprender otros nutrientes útiles para las plantas, como el nitrato de amonio, pero también puede comprender elementos que no contribuyen a un efecto agronómico, como rellenos, aditivos e impurezas. En una forma de realización, la masa fundida de nitrato de calcio comprende al menos el 60% en peso, en particular al menos el 65% en peso, más en particular al menos el 70% en peso, incluso más en particular al menos el 75% en peso, aún más en particular al menos el 80% en peso incluso más en particular al menos el 90% en peso de nitrato de calcio, en base al peso total de la masa fundida. Después de que la masa fundida se procesa y se solidifica, se obtienen composiciones particuladas, estas composiciones pueden contener al menos el 50% en peso, en particular al menos el 60% en peso, más en particular al menos el 70% en peso de nitrato de calcio.

Es bien sabido que algunas sales o complejos de calcio son poco solubles en agua, por ejemplo, sulfato de calcio (yeso) y fosfato de calcio. El molibdato de calcio (CaMoO4) también es poco soluble en agua (0,005 g/100 ml a 25 °C). Entonces, cuando se mezcla una composición que comprende agua y nitrato de calcio con una fuente de molibdeno, existe el riesgo de que el molibdato de calcio precipite fuera de la solución.

Los micronutrientes como el boro, el cobre, el hierro, el manganeso, el molibdeno y el zinc tienen diferentes funciones en el ciclo de vida de una planta o un cultivo. Los requisitos en cada nutriente dependen del tipo de planta y la etapa de desarrollo de la planta. Es una ventaja suministrar varios nutrientes con una sola aplicación, ya que requiere menos trabajo del agricultor. Una serie de fuentes adecuadas para cada elemento son bien conocidas en la industria de los fertilizantes. Se descubrió que era posible agregar una fuente de molibdeno a una masa fundida de calcio sin afectar la etapa de procesamiento. El molibdeno es un micronutriente requerido por las plantas y se sabe que está involucrado en una variedad de procesos biológicos en las plantas. Por ejemplo, se sabe que aumenta la capacidad de las plantas para fijar el nitrógeno presente en el suelo, lo que conduce a una mejor eficiencia de las aplicaciones de fertilizantes. Sorprendentemente, se encontró que algunos compuestos que comprenden molibdeno, por ejemplo, sales y complejos de molibdeno, donde el molibdeno está presente como un MozO246- octaédrico, conducen a una precipitación lenta de molibdato de calcio cuando se agrega a una solución acuosa que comprende cationes de calcio.

El molibdeno es absorbido por las plantas como el ion óxido tetraédrico MoO42-, por lo que esta forma de molibdato es la forma preferida para las fuentes de molibdeno que se utilizarán en fertilizantes. El molibdato de sodio (Na2MoO4) contiene átomos de molibdeno con la misma configuración y es una fuente de molibdeno adecuada conocida para las plantas. El molibdato de calcio (CaMoO4) también contiene molibdeno con una configuración tetraédrica. Se observó que, cuando una solución acuosa de molibdato de sodio se mezcla con una solución acuosa de nitrato de calcio, la precipitación de molibdato de calcio ocurre instantáneamente. Por lo tanto, si se agrega molibdato de sodio a una masa fundida que comprende nitrato de calcio, existe un alto riesgo de precipitación de molibdato de calcio, lo que crearía una masa fundida no homogénea. Por otro lado, si el heptamolibdato de amonio ((NH4)6Mo7O24), en el que los átomos de molibdeno tienen una configuración octaédrica, se agrega a una solución acuosa de nitrato de calcio, la primera precipitación ocurre solo después de 24 h. Sin limitarse a la teoría, se cree que el molibdato de calcio se forma rápidamente en presencia de molibdato de sodio porque el molibdeno ya tiene la configuración requerida (MoO42-); donde, en el caso del heptamolibdato de amonio, el óxido de molibdeno tiene que reorganizarse y dividirse antes de que pueda formar molibdato de calcio. El molibdato de amonio es una fuente adecuada conocida de molibdeno en fertilizantes.

En una forma de realización, la concentración de molibdeno en la masa fundida varía del 0,001 al 1,0% en peso. En una forma de realización, la concentración de molibdeno en la masa fundida varía del 0,001 al 0,8% en peso, en particular del 0,005 al 0,5% en peso, más en particular del 0,01 al 0,1% en peso. En una forma de realización, la fuente de molibdeno es heptamolibdato de amonio. El heptamolibdato de amonio es un compuesto disponible comercialmente. Se puede encontrar en diferentes estados de hidratación. El dihidrato, (NH4)6Mo7O24-2H2O, el tetrahidrato, (NH4)6Mo7O24-4H2O, son los compuestos disponibles más comunes. El heptamolibdato de amonio contiene aproximadamente el 58% en peso de molibdeno. En una forma de realización, la fuente de molibdeno es tetrahidrato de heptamolibdato de amonio. Se espera que la fuente de molibdato no reaccione con otros componentes químicos durante la mezcla, granulación u otras etapas de procesamiento.

Existen varios métodos para producir una composición particulada homogénea sólida que comprende nitrato de calcio y otros nutrientes. La mayoría de ellos se basan en la preparación de una masa fundida, es decir, una solución concentrada calentada de nitrato de calcio, seguido de una etapa de procesamiento.

Una solución que comprende nitrato de calcio se puede obtener de varias maneras. Por ejemplo, las partículas secas de nitrato de calcio sólido se pueden disolver en agua. La solución también se puede obtener directamente de un proceso industrial. Por ejemplo, se sabe que el proceso de nitrofosfato utilizado para producir fertilizantes que contienen nitrógeno y fósforo produce una solución de nitrato de calcio como subproducto. También es posible obtener una solución de nitrato de calcio mediante la disolución de piedra caliza, que comprende carbonato de calcio, en ácido nítrico.

Una vez que la masa fundida de calcio está lista, pueden llevarse a cabo las etapas de procesamiento. Existen varios métodos, como la pelletización y la granulación, para generar una composición particulada a partir de una masa fundida que comprende nitrato de calcio. La mayoría de los métodos implican la formación de gotas a partir de la masa fundida: por ejemplo, las gotas se pueden formar con un equipo de relleno, como un cubo de relleno o rociando la masa fundida a través de boquillas. Las gotas se enfrían hasta que se logra la solidificación. El método de enfriamiento depende de la elección del método de procesamiento. La masa fundida también puede enfriarse en grandes secciones y posteriormente triturarse para obtener partículas con el perfil de tamaño deseado. Cuando una masa fundida se transforma en partículas sólidas, la composición de la masa fundida y de las partículas es casi idéntica, excepto por el agua que se ha eliminado. Por ejemplo, si una masa fundida contiene al menos el 50% en peso de nitrato de calcio en base al peso total de la masa fundida, las partículas sólidas obtenidas de la masa fundida también contendrán también al menos el 50% en peso de nitrato de calcio.

En una forma de realización, la masa fundida de nitrato de calcio contiene del 0,1 al 20% en peso de nitrato de amonio. En particular, puede contener del 0,1 al 10% en peso de nitrato de amonio. Más en particular, puede contener del 1 al 8% en peso de nitrato de amonio. Durante la producción de la solución de nitrato de calcio, puede ser que la solución de nitrato de calcio contenga un exceso de ácido, por ejemplo, ácido nítrico o ácido fosfórico. Para neutralizarlo, puede ser ventajoso agregar amoníaco como base porque los iones amonio también son nutrientes para las plantas, pueden ser directamente absorbidos por las plantas o transformados en nitratos en el suelo, que son fácilmente absorbidos por las plantas. Por lo tanto, la concentración de nutrientes en el material no disminuye.

La temperatura de fusión del nitrato de calcio puro es 561 °C, sin embargo, si una solución de nitrato de calcio comprende agua, compuestos químicos orgánicos o inorgánicos, o impurezas o mezclas de ellos, puede ser suficiente para calentar la solución hasta entre 100 y 120 °C para formar una masa fundida, en particular puede ser suficiente calentar la solución de nitrato de calcio a aproximadamente 110 °C.

Una vez que la solución de nitrato de calcio está fundida, se pueden agregar fuentes de otros elementos como polvos, partículas o soluciones. Se prefieren los polvos y las partículas, ya que no agrega agua a la masa fundida. El contenido de agua de la masa fundida debe ser lo suficientemente bajo para la etapa de procesamiento, por lo que cualquier agua agregada en esa etapa tendría que eliminarse, por ejemplo, calentando durante o antes de la etapa de procesamiento, lo que conduce a costos y tiempos de producción más altos.

En una forma de realización, se añaden una fuente de boro y una fuente de zinc a la masa fundida de calcio antes de la etapa de procesamiento. El boro y el zinc son dos de los micronutrientes requeridos por las plantas. Son responsables de varios procesos biológicos en una planta: por ejemplo, el boro juega un papel en la viabilidad del polen, el desarrollo de flores y frutos, es necesario para la producción de ácido nucleico y hormonas vegetales, también es esencial para la integridad estructural de las membranas de la planta. El zinc se usa como catalizador en varias enzimas responsables de tareas como la síntesis de proteínas y el metabolismo de los carbohidratos. También es utilizado por la superóxido dismutasa que protege a las plantas contra los radicales reactivos.

En una forma de realización, la fuente de boro usada en el método de producción descrito anteriormente se selecciona del grupo que consiste en borato de sodio pentahidratado, ácido bórico y ulexita. El pentahidrato de borato de sodio, también conocido como bórax, es una fuente adecuada de boro en este método porque no reacciona con la masa fundida del nitrato de calcio. El bórax es una fuente conocida de boro para fertilizantes. El ácido bórico y la ulexita también son fuentes adecuadas de boro para fertilizantes y adecuados para el método de fabricación descrito anteriormente, ya que no reaccionan con el nitrato de calcio u otras fuentes de micronutrientes. La ulexita es un mineral natural que contiene boro como una sal de hidróxido de borato de calcio y sodio, su fórmula es NaCaB5O6(OH)6-5H2O.

En una forma de realización, la fuente de zinc utilizada en el método de producción descrito anteriormente es óxido de zinc. El óxido de zinc es una fuente adecuada de zinc en este método porque no reacciona con la masa fundida del nitrato de calcio. También tiene una alta concentración de zinc (80% en peso) y está disponible comercialmente como un polvo de flujo libre que es fácil de manejar en una unidad de producción. En una forma de realización, el óxido de zinc es un óxido de zinc micronizado. Se observó que el uso de una fuente de óxido de zinc micronizado aumenta su disponibilidad para la planta cuando el fertilizante se aplica a los cultivos.

Cuando la masa fundida de nitrato de calcio contiene todos los elementos necesarios, puede ser necesario mezclar la masa fundida para garantizar que la masa fundida sea homogénea y que las fuentes de nutrientes se distribuyan uniformemente en la masa fundida. En esta etapa, el exceso de agua puede evaporarse para alcanzar el contenido de agua deseado.

En una forma de realización, la composición particulada obtenida según el método descrito anteriormente está recubierta con una cantidad de un agente acondicionador. El nitrato de calcio es un material muy higroscópico, lo que significa que absorberá la humedad del agua del aire ambiente con mucha facilidad. Si absorbe demasiado, la calidad de las partículas disminuirá: las partículas se vuelven pegajosas y húmedas, por lo que son más difíciles de manipular, almacenar y distribuir en los campos. Para superar estos problemas, se puede aplicar un recubrimiento con una cantidad de agente acondicionador sobre la composición particulada. El recubrimiento reducirá la velocidad de absorción de agua por la composición de partículas y permitirá un mayor tiempo de almacenamiento y transporte a distancias más largas.

En una forma de realización, el agente acondicionador es una composición que comprende una cera, un aceite mineral, una resina y un elastómero viscoelástico. Se encontró que una composición de agente acondicionador que comprende 10 al 50% en peso de cera, 40 al 90% en peso de un aceite mineral, 1 al 15% en peso de una resina que es soluble en aceite mineral y miscible con cera y aceite mineral, y 0,1 al 1,0% en peso de un elastómero viscoelástico es particularmente adecuado para composiciones particuladas que comprenden nitrato de calcio. Una composición adecuada para un agente acondicionador se describe en el documento WO 2016/083435 (Yara, 2016).

En una forma de realización, la cantidad de la composición de agente acondicionador aplicada al material particulado está comprendida entre el 0,05 y el 2,0% en peso de la composición particulada final. En particular, la cantidad de la composición del agente acondicionador puede estar entre el 0,05 y el 1,0% en peso. Más en particular, puede estar entre el 0,20 y el 0,60% en peso. La cantidad correcta de composición de agente acondicionador puede aplicarse a la composición particulada. Si se aplica muy poco, no podrá reducir la absorción de agua por la partícula de fertilizante. Si se aplica demasiado, la partícula de fertilizante se volverá pegajosa y no será fácil de manejar o distribuir a las plantas.

En una forma de realización, se añaden partículas de siembra a la masa fundida antes de procesar la masa fundida. Puede ser beneficioso para la etapa de procesamiento que la masa fundida contenga algunas partículas sólidas, ya que pueden ayudar a la granulación o solidificación de la masa fundida. En particular, las partículas obtenidas previamente por el método descrito en este documento pueden añadirse a la masa fundida. Opcionalmente, las partículas que consisten esencialmente en nitrato de calcio se pueden agregar a la masa fundida. Las partículas de siembra deben tener un tamaño menor que el tamaño deseado del producto final. Las partículas obtenidas previamente por el método descrito en este documento pueden triturarse hasta el tamaño requerido antes de agregarse a la masa fundida.

De acuerdo con otro aspecto, se proporciona una composición particulada sólida homogénea que comprende del 0,001 al 1,0% en peso de molibdeno y al menos el 50% en peso de nitrato de calcio, caracterizada porque el molibdeno está presente como átomos de molibdeno en una configuración octaédrica de Mo7O246-.

El nitrato de calcio es altamente soluble en agua (1,2 kg/L a 20 °C), por lo que es un producto químico interesante de usar cuando se requiere una solución acuosa con alta concentración en uno o ambos elementos (calcio y nitrógeno). Por ejemplo, en la agricultura, el nitrato de calcio es muy adecuado para la fertirrigación, que se refiere a la distribución de fertilizantes como soluciones acuosas a través del sistema de riego. Si se agregan otros tipos de nutrientes a las partículas de nitrato de calcio, se deben favorecer las fuentes solubles en agua porque se solubilizarían en la solución de fertirrigación y estarían disponibles para su distribución. La compatibilidad química de las diversas fuentes de nutrientes también debe investigarse para asegurarse de que no ocurran reacciones químicas o precipitaciones no deseadas cuando se mezclan diferentes compuestos químicos en el agua. Sorprendentemente, se descubrió que los compuestos de molibdeno que comprenden átomos de molibdeno en una configuración octaédrica de Mo7O246- son una fuente particularmente adecuada de molibdeno para preparar composiciones particuladas solubles en agua que comprenden nitrato de calcio y una fuente de molibdeno. Se encontró que este tipo de compuesto de molibdeno no reacciona fácilmente con nitrato de calcio para formar el complejo molibdato de calcio complejo insoluble en agua. Se espera que la fuente de molibdeno no reaccione durante las etapas de mezcla y granulación, de modo que el molibdeno conserve su estructura como Mo7O246-octaédrico en las partículas finales. Asegura que la fuente de molibdato no precipite y permanezca en solución y disponible para las plantas. Los fertilizantes de nitrato de calcio se pueden producir en diferentes grados o purezas. Para obtener el mejor efecto fertilizante, es deseable una alta concentración de nitrato de calcio. La composición descrita en este documento contiene al menos el 50% en peso de nitrato de calcio. Opcionalmente, puede contener al menos el 55% en peso de nitrato de calcio. Opcionalmente, puede contener al menos el 60% en peso de nitrato de calcio. Opcionalmente, puede contener al menos el 65% en peso de nitrato de calcio. En una forma de realización, la composición puede contener al menos el 70% en peso de nitrato de calcio. En una forma de realización, la composición puede contener al menos el 80% en peso de nitrato de calcio. En una forma de realización, la composición puede contener al menos el 90% en peso de nitrato de calcio. El trióxido de molibdeno es otra fuente conocida de molibdeno adecuada para su uso en la agricultura, pero es muy poco soluble en agua (1 g/L a 18 °C).

En una forma de realización, la composición particulada homogénea sólida comprende del 0,1 al 20% en peso de nitrato de amonio. En particular, puede contener del 0,1 al 10% en peso de nitrato de amonio. Más en particular, puede contener del 1 al 8% en peso de nitrato de amonio. Los iones de amonio son otra fuente de N para las plantas. Las plantas los absorben lentamente y los microbios o bacterias que se encuentran en los suelos los transforman en nitratos. Agregar una fuente de amonio a un fertilizante de nitrato puede aumentar la duración del efecto fertilizante de la composición.

En una forma de realización, la fuente de molibdeno en la composición descrita anteriormente es heptamolibdato de amonio, en particular el compuesto de tetrahidrato que tiene la composición química (NH4)6Mo7O24-4H2O. El heptamolibdato de amonio comprende molibdeno con la configuración correcta y está disponible comercialmente de varios proveedores en forma de tetrahidrato. El tetrahidrato de molibdato de amonio es altamente soluble en agua (653 g/L a 20 °C). Otros hidratos de heptamolibdato de amonio también son adecuados para usar en esta composición.

En una forma de realización, la composición comprende entre el 0,001 y el 1,0% en peso de molibdeno, en particular entre el 0,001 y el 0,1% en peso. Las plantas no requieren una gran cantidad de molibdeno. Aplicar fertilizantes con una concentración en peso de entre el 0,001% y el 1,0% de molibdeno es suficiente para suministrar suficiente molibdeno a la planta. Opcionalmente, la composición puede comprender entre el 0,001 y el 0,1% en peso de molibdeno. En una forma de realización, la composición comprende entre el 0,005 y el 0,1% en peso de molibdeno. En una forma de realización, la composición comprende además zinc y boro.

En una forma de realización, la composición comprende entre el 0,001 y el 5,0% en peso de boro, en particular entre el 0,1 y el 1,0% en peso. Las plantas no requieren una gran cantidad de boro en comparación con los nutrientes principales, como N, P y K. La aplicación de fertilizantes con una concentración en peso de entre el 0,1% y el 5,0% de boro es suficiente para suministrar suficiente boro a la planta. Opcionalmente, la composición puede comprender entre el 0,001 y el 1,0% en peso de boro.

En una forma de realización, la composición comprende entre el 0,001 y el 5,0% en peso de zinc, en particular entre el 0,1 y el 1,0% en peso. Las plantas no requieren una gran cantidad de zinc en comparación con los nutrientes principales, como N, P y K. La aplicación de fertilizantes con una concentración en peso de entre el 0,1% y el 5,0% de zinc es suficiente para suministrar suficiente zinc a la planta. Opcionalmente, la composición puede comprender entre el 0,001 y el 1,0% en peso de zinc.

Es deseable que la concentración en calcio y nitrato sea lo más alta posible en la composición final para obtener el mayor efecto fertilizante posible. En una forma de realización, la composición comprende al menos el 20% en peso de calcio, expresado como contenido de CaO. En particular, comprende al menos el 21% en peso de calcio, expresado como contenido de CaO. Más en particular, comprende al menos el 22% en peso de calcio, expresado como contenido de CaO. Aún más en particular, comprende al menos el 23% en peso de calcio, expresado como contenido de CaO. Aún más en particular, comprende al menos el 24% en peso de calcio, expresado como contenido de CaO.

En una forma de realización, la composición comprende entre el 10 y el 40% en peso de nitrógeno, en particular entre el 12 y el 25% en peso, más en particular entre el 13 y el 17% en peso. El nitrógeno es uno de los nutrientes principales para las plantas y se requiere en grandes cantidades. El nitrógeno puede estar presente en tres formas diferentes: urea, ion amonio o ion nitrato.

En una forma de realización, la composición particulada homogénea sólida comprende aproximadamente el 15% en peso de nitrógeno, aproximadamente el 25% en peso de calcio, expresado como óxido de calcio, aproximadamente el 0,3% en peso de boro, aproximadamente el 0,2% en peso de zinc y aproximadamente el 0,01% en peso de molibdeno.

En una forma de realización, la composición particulada homogénea sólida comprende aproximadamente el 14% en peso de nitrógeno como nitrato, aproximadamente el 1% en peso de nitrógeno como amonio, aproximadamente el 25% en peso de calcio, expresado como óxido de calcio, aproximadamente el 0,3% en peso de boro, aproximadamente el 0,2 % en peso de zinc y aproximadamente el 0,01% en peso de molibdeno, en donde el boro está presente como bórax, zinc, como óxido de zinc y molibdeno como heptamolibdato de amonio.

En una forma de realización, la composición particulada se reviste con una cantidad de una composición de agente acondicionador que comprende una cera, un aceite mineral, una resina y un elastómero viscoelástico. El nitrato de calcio es un material muy higroscópico, lo que significa que absorberá la humedad del agua del aire ambiente con mucha facilidad. Si absorbe demasiado, la calidad de las partículas disminuirá: por ejemplo, se volverán polvorientas y más frágiles, por lo que no tolerarán el almacenamiento y el transporte. Para superar estos problemas, se puede aplicar un recubrimiento con una composición de agente acondicionador sobre la composición particulada. El recubrimiento reducirá la velocidad de absorción de agua por la composición de partículas y permitirá un mayor tiempo de almacenamiento y transporte a distancias más largas.

Se encontró que una composición de agente acondicionador que comprende el 10 al 50% en peso de cera, el 40 al 90% en peso de un aceite mineral, el 1 al 15% en peso de una resina que es soluble en aceite mineral y miscible con cera y aceite mineral, y el 0,1 al 1,0% en peso de un elastómero viscoelástico es particularmente adecuado para composiciones particuladas que comprenden nitrato de calcio. Una composición adecuada para un agente acondicionador se describe en el documento WO 2016/083435 (Yara, 2016).

En una forma de realización, la cantidad del agente acondicionador aplicado al material particulado está comprendida entre el 0,05 y el 2,0% en peso de la composición particulada final. Se debe aplicar la cantidad correcta de agente acondicionador a la composición particulada. Si se aplica muy poco, no podrá reducir la absorción de agua por la partícula de fertilizante. Si se aplica demasiado, la partícula de fertilizante se volverá pegajosa y no será fácil de manejar o distribuir a las plantas.

De acuerdo con otro aspecto, se proporciona el uso de una composición particulada homogénea sólida obtenida mediante un método descrito anteriormente o una composición particulada homogénea sólida descrita anteriormente como fertilizante o en fertirrigación.

Parte experimental

Ejemplo 1: 100 g de partículas de nitrato de calcio que comprenden el 5,8% en peso de nitrato de amonio con el 0,3% en peso de boro se calentaron hasta aproximadamente 110 °C y se formó una masa fundida. Se añadió agua (1 - 2 g) seguido de óxido de zinc (0,25 g) y tetrahidrato de heptamolibdato de amonio (0,01 - 0,02 g). La masa fundida se agitó durante 30-60 segundos y se añadieron partículas de siembra. La masa fundida se fundió sobre una placa de acero, se dejó enfriar y se trituró para obtener partículas sólidas y homogéneas.

Ejemplo 2: Dos lotes de partículas de nitrato de calcio que no contienen material insoluble en agua se calentaron para formar una masa fundida. Se añadió el 1,0% en peso de Mo en forma de molibdato de sodio en el primer lote y el 1,0% en peso de Mo en forma de tetrahidrato de molibdato de amonio en el segundo lote. Ambas masas fundidas se fundieron sobre una placa de acero, se dejaron enfriar y se trituraron para obtener partículas homogéneas.

Se preparó y agitó una solución al 20% en peso en agua de ambos productos: la solución A contenía las partículas de nitrato de calcio que comprenden molibdato de amonio, y la solución B contenía las partículas de nitrato de calcio que comprenden molibdato de sodio. La solución A se solubilizó casi por completo en 20 minutos, mientras que la solución B contenía un precipitado blanco que se supone que es molibdato de calcio. Después de 24 h a temperatura ambiente, menos del 2% del Mo del molibdato de amonio se recuperó como un precipitado de la solución A, y el 25% del Mo del molibdato de sodio se recuperó como un precipitado de CaMoO4 de la solución B. Ejemplo 3: Se realizó una prueba en una planta de nitrato de calcio. Se preparó una masa fundida que comprende nitrato de amonio y calcio y se dirigió a un tanque de mezcla. Se agregaron tres fuentes de micronutrientes (óxido de zinc, bórax y tetrahidrato de heptamolibdato de amonio) al tanque de mezcla y la masa fundida se mezcló para obtener una buena dispersión de las fuentes de micronutrientes en la masa fundida. La masa fundida se granuló en una granuladora para obtener partículas sólidas y homogéneas. Los análisis químicos mostraron un contenido de molibdeno entre el 0,001 y el 0,01% en peso. Las propiedades físicas (apelmazamiento, resistencia de partículas, análisis de polvo y penetración de agua) dieron resultados satisfactorios, de modo que el producto era adecuado para uso comercial. La disponibilidad de los micronutrientes para la planta se midió en una serie de pruebas de extracción (con agua, solución acuosa de citrato de amonio y solución acuosa de ácido cítrico). Se encontró que más del 80% del molibdeno estaba disponible para la planta.

Claims (21)

REIVINDICACIONES

1. Método para producir una composición particulada homogénea sólida, que comprende las etapas de:

a) proporcionar una masa fundida de nitrato de calcio;

b) añadir una fuente de molibdeno a la masa fundida de nitrato de calcio proporcionada en la etapa a), de modo que la concentración de molibdeno en la masa fundida varía de 0,001 a 1,0% en peso;

c) procesar la masa fundida de nitrato de calcio obtenida en la etapa b) para obtener una composición particulada homogénea sólida, en la que la composición particulada homogénea sólida comprende al menos el 50% en peso de nitrato de calcio;

caracterizadoporque la fuente de molibdeno es un compuesto que comprende átomos de molibdeno en una configuración octaédrica de Mo7O246-.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1,caracterizadoporque la masa fundida de nitrato de calcio comprende del 0,1 al 20% en peso de nitrato de amonio, en particular del 0,1 al 10% en peso de nitrato de amonio, más en particular del 1 al 8% en peso de nitrato de amonio.

3. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2,caracterizadoporque la fuente de molibdeno es heptamolibdato de amonio, en particular el compuesto de tetrahidrato que tiene la composición química (NH4)6Mo7O24'4H2O.

4. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3,caracterizadoporque la etapa b) comprende añadir una fuente de zinc y una fuente de boro a la masa fundida de calcio proporcionada en a).

5. El método de acuerdo con la reivindicación 4,caracterizadoporque la fuente de zinc es óxido de zinc.

6. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 5,caracterizadoporque la fuente de boro se selecciona del grupo que consiste en borato de sodio pentahidratado, ácido bórico y ulexita.

7. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6,caracterizadoporque comprende una etapa adicional d): recubrir los gránulos obtenidos en la etapa c) con una cantidad de un agente acondicionador.

8. El método de acuerdo con la reivindicación 7,caracterizadoporque el agente acondicionador es una composición que comprende una cera, un aceite mineral, una resina y un elastómero viscoelástico.

9. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8,caracterizadoporque la etapa c) comprende el paso de añadir partículas de siembra a la masa fundida antes de procesar la masa fundida.

10 Composición particulada homogénea sólida que comprende del 0,001 al 1,0% en peso de molibdeno y al menos el 50% en peso de nitrato de calcio,caracterizadaporque el molibdeno está presente como átomos de molibdeno en una configuración octaédrica de Mo7O246-.

11. La composición de acuerdo con la reivindicación 10,caracterizadaporque comprende, además, del 0,1 al 20% en peso de nitrato de amonio, en particular del 0,1 al 10% en peso de nitrato de amonio, más en particular del 1 al 8% en peso de nitrato de amonio.

12. La composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 11,caracterizadaporque la fuente de molibdeno está presente como heptamolibdato de amonio, en particular la forma de tetrahidrato con la composición química (NH4)6Mo7O24-4H2O.

13. La composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12,caracterizadaporque la composición comprende entre el 0,001 y el 0,1% en peso de molibdeno.

14. La composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13,caracterizadaporque la composición comprende, además, zinc y boro.

15. La composición de acuerdo con la reivindicación 14,caracterizadaporque comprende entre el 0,001 y el 5,0% en peso de boro, en particular entre el 0,1 y el 1,0% en peso.

16. La composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 15,caracterizadaporque comprende entre el 0,001 y el 5,0% en peso de zinc, en particular el 0,1 y el 1,0% en peso.

17. La composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 16,caracterizadaporque comprende entre el 10 y el 40% en peso de nitrógeno, en particular entre el 12 y el 25% en peso, más en particular entre el 13 y el 17% en peso.

18. La composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 17,caracterizadaporque comprende aproximadamente el 15% en peso de nitrógeno, aproximadamente el 25% en peso de calcio, expresado como óxido de calcio, aproximadamente el 0,3% en peso de boro, aproximadamente el 0,2% en peso de zinc y aproximadamente el 0,01% en peso de molibdeno.

19. La composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 18,caracterizadaporque está recubierta con una cantidad de una composición de agente acondicionador que comprende una cera, un aceite mineral, una resina y un elastómero viscoelástico.

20. La composición de acuerdo con la reivindicación 19 o el método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 8,caracterizadaporque la cantidad del agente acondicionador está comprendida entre el 0,05 y el 2,0% en peso de la composición particulada final.

21. Uso de una composición particulada homogénea sólida obtenida por un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 o una composición particulada homogénea sólida de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 20, como fertilizante o en fertirrigación.