Resumo:
O Brasil importa mais de 90% de todo o potássio que consome na agricultura, atualmente a adubação potássica dos solos brasileiros é realizada empregando-se sais solúveis como o cloreto de potássio. Em virtude da pequena produção nacional cerca de 7,60% do alto consumo aparente, em função dos solos brasileiros serem altamente pobres em potássio, isso demanda um grande consumo desses fertilizantes, fazendo do Brasil um grande importador desses fertilizantes potássicos. Essa situação é agravada pela única mina em operação no Brasil, localizada no Complexo Taquari-Vassouras, em Sergipe com produção em queda registrado pelo Ministério de Minas e Energia, publicado no Boletim do Setor Mineral (2019) dos anos de 2016 (316.4 103 t), 2017 (306,2 103 t) e 2018 (201,2 103 t). Vale mencionar que há expectativa de ampliação da vida útil da mina de mais cinco anos, com a reavaliação das reservas de silvinita e execução dos projetos Carnalita 800.000 t e do Projeto Autazes 1.300.000 t, todos em K2O equivalente, com a execução dos projetos citados a dependência cairia de 95% registrado em 2014 para 60% no ano de 2020, porém devido aos altos custos nenhum projeto foi executado (IBRAM, 2015). Porém o Brasil dispões de grandes reservas de rochas silicáticas potássicas de baixa solubilidade, com potencial para serem utilizadas na agricultura como fontes alternativas de K, entre essas rochas podemos citar o fonolito e o verdete ambas as rochas encontradas no estado de Minas Gerais, sua extração é relativamente barata e o volume prospectado das rochas é alto. Porém, é necessário o desenvolvimento de tecnologias de beneficiamento capaz de aumentar a solubilização dessas rochas para suprir a demanda desse nutriente na agricultura. Assim, o objetivo deste trabalho, foi realizar uma caracterização química e mineralógica do fonolito e do verdete, avaliar a eficiência das técnicas e tratamentos físicos na solubilização do potássio contido nas rochas, avaliar o teor de solubilizado de K das rochas misturadas com duas matrizes inorgânicas calcário calcítico e dolomítico, enriquecer as rochas com K de uma matriz orgânica casca de café e uma matriz inorgânica K2CO3 com objetivo de verificar o comportamento das misturas nas diferentes temperaturas de calcinação. Finalizando os testes de laboratório, avaliar a dinâmica de liberação de K das rochas in natura e calcinadas nas temperaturas de 300, 600, 800 e 1000°C utilizando como extrator água e solução de ácido cítrico 2%. Ao final dos testes em laboratório, avaliar os melhores resultados na liberação do nutriente e aplicar as rochas como fonte de K para as culturas do café aranuã, milho e feijão em casa de vegetação avaliando seu desenvolvimento e a produção de biomassa como testemunha como fonte de K convencional o KCl. Para a caracterização das rochas foram utilizadas técnicas como a difratometria de raio-X e análises químicas de alto e baixo poder de extração de K. Foram realizados tratamentos térmicos com diferentes formas de calcinação. Após as análises, no geral constatou-se que o fonolito é uma rocha de origem vulcânica, composta principalmente por microclina, ortoclásio, andesina e nefelina, distribuída em todo o mundo e que se apresenta cerca de 9% de K2O. O verdete por sua vez é uma rocha de origem metassedimentar composta de minerais dos grupos das micas, k-feldspatos e quartzo que pode variar entre 6 a 14% de K2O. Sua mineralogia é composta por 37% de glauconita, 24% de quartzo recristalizado, 14% de matriz argilosa marrom clara; 11% de caulinita, 7% de outras micas, como a muscovita, clorita e biotita. Após as rochas serem submetidas a calcinação que altera substancialmente a estrutura cristalina dos minerais citados, proporcionando um aumento na disponibilidade do K, a calcinação das rocha acrescida de fundentes com altos teores de cálcio, baixos teores de magnésio com uma matriz orgânica casca de café e K2CO3 a 300, 600, 800 e 1000°C, proporcionou aumento na solubilidade de potássio quando comparado com as rochas in natura com destaque para a temperatura de 600°C para ambas as rochas em todos os tratamentos. No geral para as três culturas avaliadas, a produção de biomassa seca da parte aérea tendo como fonte de K as rochas se mostraram satisfatórias em comparação com as testemunhas com exceção no tratamento das rochas misturadas com calcário dolomítico nas temperaturas mais elevadas de calcinação avaliadas neste estudo, fato que foi verificado em todas as culturas para ambas as rochas. Toda via, no geral o tratamento que obteve a maior produção de biomassa foi verificado na mistura das rochas com a casca de café no tratamento com a temperatura de 600°C. As temperaturas de calcinação tiveram influência no tanto no desenvolvimento das plantas quanto no teor e quantidade de K acumulada para as três culturas avaliadas.
Abstract:
Brazil imports more than 90% of all the potassium it consumes in agriculture, currently the potassium fertilization of Brazilian soils is carried out using soluble salts such as potassium chloride. Due to the small national production, about 7.60% of the apparent high consumption, due to the fact that Brazilian soils are highly low in potassium, this demands a large consumption of these fertilizers, making Brazil a major importer of these potash fertilizers. This situation is aggravated by the only mine in operation in Brazil, located in the Taquari-Vassouras Complex, in Sergipe, with falling production registered by the Ministry of Mines and Energy, published in the Bulletin of the Mineral Sector (2019) of the years 2016 (316.4 103 t ), 2017 (306.2 103 t) and 2018 (201.2 103 t). It is worth mentioning that there is an expectation of extending the mine's useful life by another five years, with the revaluation of silvinite reserves and the execution of the Carnalita 800,000t projects and the Autazes Project 1,300,000 t, all in K2O equivalent, with the execution of the projects mentioned the dependency would fall from 95% registered in 2014 to 60% in 2020, but due to the high costs, no project was executed (IBRAM, 2015). However, Brazil has large reserves of potassium silicate rocks of low solubility, with the potential to be used in agriculture as alternative sources of K, among these rocks we can mention the phonolite and verdigris both rocks found in the state of Minas Gerais, their extraction it is relatively inexpensive and the prospective volume of rocks is high. However, it is necessary to develop processing technologies capable of increasing the solubilization of these rocks to supply the demand for this nutrient in agriculture. Thus, the objective of this work was to carry out a chemical and mineralogical characterization of phonolite and verdigris, to evaluate the efficiency of techniques and physical treatments in the solubilization of potassium contained in rocks, to evaluate the K solubilized content of rocks mixed with two inorganic matrices calcitic and dolomitic limestone, enrich the rocks with K from an organic coffee husk matrix and an inorganic K2CO3 matrix in order to verify the behavior of the mixtures at different calcination temperatures. At the end of the laboratory tests, evaluate the dynamics of K release from fresh and calcined rocks at temperatures of 300, 600, 800 and 1000 ° C using water and 2% citric acid solution as extractor. At the end of laboratory tests, evaluate the best results in the release of the nutrient and apply the rocks as a source of K for the crops of aranua coffee, corn and beans in a greenhouse, evaluating their development and the production of biomass as a control source. Conventional K is KCl. For the characterization of the rocks, techniques such as X-ray diffractometry and chemical analyzes of high and low K extraction power were used. Heat treatments were carried out with different forms of calcination. After the analysis, in general it was found that phonolite is a rock of volcanic origin, composed mainly of microcline, orthoclasis, andesine and nepheline, distributed around the world and which presents about 9% of K2O. The verdigris, in turn, is a metasedimentary rock composed of minerals from the micas, k-feldspars and quartz groups that can vary between 6 to 14% of K2O. Its mineralogy is composed of 37% glauconite, 24% recrystallized quartz, 14% light brown clayey matrix; 11% kaolinite, 7% other micas, such as muscovite, chlorite and biotite. After the rocks are subjected to calcination which substantially alters the crystalline structure of the aforementioned minerals, providing an increase in the availability of K, the calcination of the rock plus fluxes with high calcium content, low magnesium content with an organic coffee husk matrix and K2CO3 at 300, 600, 800 and 1000 ° C, provided an increase in the potassium solubility when compared to the rocks in natura with emphasis on the temperature of 600 ° C for both rocks in all treatments. In general for the three evaluated cultures, the dry biomass production of the aerial part having the source of K rocks was satisfactory in comparison with the controls, except in the treatment of rocks mixed with dolomitic limestone at the highest temperatures of calcination evaluated in this study a fact that was verified in all cultures for both rocks. However, in general the treatment that obtained the highest biomass production was verified in the mixture of the rocks with the coffee husk in the treatment with the temperature of 600°C. The calcination temperatures had an influence both on the development of the plants and on the accumulated K content and amount for the three evaluated cultures.