A. A. S. Silva’s research while affiliated with Federal University of Rio de Janeiro and other places
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No Brasil, o uso de fertilizantes intensificou-se com o proposito de aumentar a sua produtividade agricola. Uma consequencia disso e o aumento nas importacoes de fertilizantes, uma vez que, a producao interna tornou-se insatisfatoria. Baseado neste cenario e importante o desenvolvimento de fontes alternativas de sais de potassio para aplicacao na agricultura como fertilizantes potassicos. Neste trabalho, propoe-se o desenvolvimento de fertilizantes termopotassicos, tomando-se como ponto de partida o verdete de Cedro do Abaete. A rocha foi caracterizada pelas tecnicas de espectroscopia vibracional na regiao do infravermelho (IV), fluorescencia de raios X (FRX) e difracao de raios X (DRX). A existencia da glauconita foi confirmada por DRX, pela analise de picos caracteristicos em 10; 4,5; 2,4 e 1,5 A, e por IV pelas bandas em 3520, 3440, 1020 e 630 cm-1. O teor de K2O (7%) na rocha foi determinado por FRX. Esse teor advem dos minerais de potassio que constituem a rocha, sendo o principal deles a glauconita. Dos 7% em massa de K2O, que constituem o verdete, somente 0,4%, do K total, se encontram na forma soluvel. Visando a aumentar esse percentual calcinou-se a rocha a 800, 1.000 e 1.200C e a solubilidade do nutriente passou a 2,5; 0,5 e 0,06%, do K total, respectivamente.
RESUMO
Como o Brasil é um dos maiores produtores agrícolas mundiais, o uso de fertilizantes intensificou-se com o propósito de aumentar a produtividade agrícola do país. Uma consequência disso é o aumento nas importações de fertilizantes, uma vez que, a produção interna tornou-se insatisfatória. Baseado neste cenário é importante o desenvolvimento de fontes alternativas de sais de potássio para aplicação na agricultura como fertilizantes potássicos. Neste trabalho, propõe-se o desenvolvimento de fertilizantes termopotássicos, tomando-se como ponto de partida o verdete de Cedro do Abaeté. A rocha foi caracterizada pelas técnicas de espectroscopia vibracional na região do infravermelho (IV), fluorescência de raios X (FRX) e difração de raios X (DRX). A presença da glauconita foi confirmada por DRX, pela presença de picos característicos em 10; 4,5; 2,4 e 1,5 Å, e por IV pelas bandas em 3520, 3440, 1020 e 630 cm -1 . O teor de K 2 O na rocha foi determinado por FRX e é da ordem de 7% em massa. Esse teor é proveniente dos minerais de potássio que constituem a rocha, sendo o principal deles a glauconita. Dos 7 % em massa de K 2 O, que constituem o verdete de Cedro do Abaeté, somente 0,4%, do K total, se encontram na forma solúvel. Visando aumentar esse percentual calcinou-se a rocha a 800, 1000 e 1200°C e a solubilidade do nutriente passou a 2,5; 0,5 e 0,06%, do K total, respectivamente.
ABSTRACT
As Brazil is one of the most important agricultural producers in world, the use of fertilizers has increased in order to increase the agricultural production of the country. As a consequence, fertilizers importations have increased due to the insufficient internal production. Based on this scenario this is important to develop alternative sources of potassium salts to be used in agriculture as a potassium fertilizer. The purpose of this work is to develop thermopotassium fertilizers using as raw material a Brazilian called verdete from Cedro do Abaeté. The rock has been characterized by infrared spectroscopy (IR), X ray fluorescence (XRF) e X ray diffraction (XRD). The presence of glauconite as confirmed by XRD due to the presence of characteristic peaks at 10, 4.5, 2.4 and 1.5 Å, and by IR due to the presence of specific bands at 3520, 3440, 1020 and 630 cm -1 . The amount of K 2 O in the rock was determined by XRF and it is around 7% w/w. This amount of potassium is related to the presence of potassium minerals in the rock. The main mineral is glauconite. Considering the quantity of potassium in the rock, only 0.4% of the total amount of this nutrient is soluble. In order to increase this percentage the rock was roasted at 800, 1000 and 1200°C and the potassium solubility increased to 2.5, 0.5 and 0.06%, respectively.
Potassium is one of the major macronutrients present in the soil. However, in Brazil
it becomes scarce due to high acidity of soils. Thus, the demand for alternative
sources of potassium grows considerably. In this context, the chemical and
mineralogical characterization of verdigris Cedars Abaeté, Minas Gerais was
performed, as well as an evaluation of the thermal treatment of the same with or
without the addition of CaO, in order to solubilize the potassium present in the
rock.
The characterization of the rock was developed by the techniques of X-ray
diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF) and infrared spectroscopy (IR). The
evaluation results of the XRF showed that the rock has 6.95 mass% of K2O, related
to the presence of glauconite. This was confirmed by XRD, due to the presence of
characteristic peaks at 1.00; 0.45; 0.24 and 0.15 nm, and the occurrence of IR
bands at 3520, 3440, 1020 and 630 cm-1. There are also high levels of SiO2
(64.65%), indicative of the presence of quartz, which is characterized by an intense
peak at 0,335 nm.
In the heat treatment step, verdigris was heated for 2 hours at a temperature of
1200 ° C. To increase the solubility of the potassium present in the rock, the
reaction with calcium oxide in proportions of 10, 20 and 30% by mass was
performed. The structural changes in the rock were followed by XRD and IR. It was
observed the reaction between the rock and calcium oxide, changes were observed
in the Si-O stretching position characteristic bands in IR, around 1100 cm -1 and
the disappearance of peaks of X-ray diffraction related to glauconite. The reaction
with 20% CaO allowed an extraction of 7.7% of the potassium in the sample.
The potassium is one of the most important macronutrients to the soil. However, in the Brazilian soils this nutrient becomes scarce due to the high acidity of tropical soils. Thus, the demand for alternative sources of potassium grows considerably. In this context, we performed a chemical and mineralogical characterization of a verdete from Cedro do Abaeté, Minas Gerais, as well as an evaluation of the verdete thermal treatment, with or without addition of calcium oxide (CaO), in order to solubilize the potassium present in the rock. The characterization of this rock was developed by the techniques of X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF) and infrared spectroscopy (IR). The evaluation of the XRF results showed that the rock has 6,95 mass% of K2O, related to the presence of glauconite. This was confirmed by the XRD due to the presence of characteristics peaks at 1.0, 0.45, 0.24 e 0.15 nm and the occurrence of IR bands at 3520, 3440, 1020 and 630 cm-1. There is also a high content of SiO2 (64,65%), indicative of the presence of quartz, which is characterized by an intense peak at 0.335 nm. During the thermal treatment, the verdete was heated for 2 hours at a temperature of 1200 ºC. In order to increase the solubility of potassium present in the rock, reactions were carried out with CaO in proportions of 10, 20 and 30% by weight. The structural changes in the rock were followed by XRD and IR. The changes in the position of the characteristic bands of Si-O, in the IR spectra at around 1100 cm-1, and the disappearance of X-ray diffraction peaks, related to glauconite, confirmed the reaction between the rock and the CaO. The reaction with 20% of CaO allowed an extraction of 7.7 % of the potassium present in the sample.
O potássio é um dos principais macronutrientes presentes no solo. Entretanto, no Brasil este se torna escasso devido à elevada acidez dos solos tropicais. Dessa forma, a demanda por fontes alternativas de potássio cresce consideravelmente. Nesse contexto, foi realizada a caracterização química e mineralógica do verdete de Cedro do Abaeté, Minas Gerais, assim como, uma avaliação do tratamento térmico da mesma com ou sem a adição de CaO, visando a solubilização do potássio presente na rocha.
A caracterização da rocha foi desenvolvida pelas técnicas de difração de raios X (DRX), fluorescência de raios X (FRX) e espectroscopia no infravermelho (IV). A avaliação dos resultados de FRX mostra que a rocha possui 6,95% em massa de K2O, referente à presença de glauconita. Esta foi confirmada por DRX, devido à presença de picos característicos em 1,00; 0,45; 0,24 e 0,15 nm, e por IV pela ocorrência de bandas em 3520, 3440, 1020 e 630 cm-1. Há também alto teor de SiO2 (64,65%), indicativo da presença de quartzo, que é caracterizado por um pico intenso em 0,335 nm.
Na etapa de tratamento térmico, o verdete foi aquecido por 2 horas a uma temperatura de 1200ºC. Para aumentar a solubilidade do potássio, presente na rocha, foi realizado a reação com óxido de cálcio nas proporções de 10, 20 e 30%, em massa. As modificações estruturais na rocha foram acompanhadas por DRX e IV. Constatou-se reação entre a rocha e o óxido de cálcio, sendo observadas modificações na posição de bandas características do estiramento Si-O nos espectros de IV, em torno de 1100 cm-1 e o desaparecimento dos picos de difração de raios X referentes à glauconita. A reação com 20% de CaO permitiu uma extração de 7,7% do potássio presente na amostra.
... The presence of k-feldspars and clay minerals (as glauconites -(K,Na)(Fe,Al,Mg)2(Si,Al)4O10(OH)2) are common minerals in the metapelites of the study area (e.g. Silva et al., 2012;Toledo et al., 2011) and it supports this interpretation. ...