ABSTRACT
Optimization in the use of phosphate rocks is important and the residues of fertilizer production in the form of crandallite may be suitable for agronomic use after calcination. With the objective of evaluating the effect of thermal treatment of the aluminous phosphates of the crandallite group as related to solubility, crystalline structure and morphology, samples from the mine residues of three Brazilian phosphate deposits (Tapira-MG, Catalão-GO, and Juquiá-SP) were collected, air-dried, and screened to 100 mesh. Sub samples were thermally treated at 300, 500, 700, and 900°C for 2 hours. Treated and untreated materials were analyzed by X-ray diffraction, scanning electronic microscopy, energy dispersive X-ray spectrometry, and for the total and soluble P contents. The treatment of samples: (i) raised P solubility in neutral ammonium citrate solution, (ii) caused the disorganization of the crystalline structure of crandallite at 500°C and above, and (iii) altered their morphology (cracking and rounding). The increase in P solubility of samples after calcination indicates that the agronomic utilization of these marginal P sources may be of interest since plant growth may be favored due to higher P availability. New studies to evaluate these materials in order to determine their agronomic effectiveness must be carried out to establish adequate conditions that favor their use by plants.
A otimização do uso de rochas fosfáticas é importante e resíduos da indústria de fertilizantes fosfatados na forma de crandallita poderão ser agronomicamente eficientes após calcinação. Com o objetivo de avaliar o efeito do tratamento térmico em fosfatos aluminosos do tipo crandallita quanto à solubilidade, estrutura cristalina, e morfologia, amostras do rejeito de mineração de três depósitos fosfáticos brasileiros (Tapira-MG, Catalão-GO e Juquiá-SP) foram coletadas, secas ao ar e separadas por peneiramento 100 mesh. Sub-amostras foram submetidas ao tratamento térmico a 300, 500, 700 e 900°C durante 2 horas. Os materiais tratados e não-tratados foram analisados por difratometria de raios X, observados por microscopia eletrônica de varredura e espectrometria por energia dispersiva, e seus teores de fósforo total e solúvel determinados. O tratamento térmico das amostras: (i) elevou, consideravelmente, a solubilidade em CNA dos materiais; (ii) promoveu a desorganização da estrutura cristalina da crandallita a temperaturas de 500°C e superiores; e (iii) causou alterações morfológicas (fraturamento e arredondamento) nas amostras. O aumento na solubilidade das amostras após o tratamento térmico indica que a utilização agronômica destas fontes marginais de P pode ser de interesse, uma vez que o crescimento das plantas pode ser favorecido pela maior disponibilidade de P. Estudos de avaliação desses materiais a fim de determinar sua eficiência agronômica devem ser conduzidos para o conhecimento de condições adequadas para sua aplicação que favoreçam o aproveitamento pela planta.
ABSTRACT
Optimization in the use of phosphate rocks is important and the residues of fertilizer production in the form of crandallite may be suitable for agronomic use after calcination. With the objective of evaluating the effect of thermal treatment of the aluminous phosphates of the crandallite group as related to solubility, crystalline structure and morphology, samples from the mine residues of three Brazilian phosphate deposits (Tapira-MG, Catalão-GO, and Juquiá-SP) were collected, air-dried, and screened to 100 mesh. Sub samples were thermally treated at 300, 500, 700, and 900°C for 2 hours. Treated and untreated materials were analyzed by X-ray diffraction, scanning electronic microscopy, energy dispersive X-ray spectrometry, and for the total and soluble P contents. The treatment of samples: (i) raised P solubility in neutral ammonium citrate solution, (ii) caused the disorganization of the crystalline structure of crandallite at 500°C and above, and (iii) altered their morphology (cracking and rounding). The increase in P solubility of samples after calcination indicates that the agronomic utilization of these marginal P sources may be of interest since plant growth may be favored due to higher P availability. New studies to evaluate these materials in order to determine their agronomic effectiveness must be carried out to establish adequate conditions that favor their use by plants.
A otimização do uso de rochas fosfáticas é importante e resíduos da indústria de fertilizantes fosfatados na forma de crandallita poderão ser agronomicamente eficientes após calcinação. Com o objetivo de avaliar o efeito do tratamento térmico em fosfatos aluminosos do tipo crandallita quanto à solubilidade, estrutura cristalina, e morfologia, amostras do rejeito de mineração de três depósitos fosfáticos brasileiros (Tapira-MG, Catalão-GO e Juquiá-SP) foram coletadas, secas ao ar e separadas por peneiramento 100 mesh. Sub-amostras foram submetidas ao tratamento térmico a 300, 500, 700 e 900°C durante 2 horas. Os materiais tratados e não-tratados foram analisados por difratometria de raios X, observados por microscopia eletrônica de varredura e espectrometria por energia dispersiva, e seus teores de fósforo total e solúvel determinados. O tratamento térmico das amostras: (i) elevou, consideravelmente, a solubilidade em CNA dos materiais; (ii) promoveu a desorganização da estrutura cristalina da crandallita a temperaturas de 500°C e superiores; e (iii) causou alterações morfológicas (fraturamento e arredondamento) nas amostras. O aumento na solubilidade das amostras após o tratamento térmico indica que a utilização agronômica destas fontes marginais de P pode ser de interesse, uma vez que o crescimento das plantas pode ser favorecido pela maior disponibilidade de P. Estudos de avaliação desses materiais a fim de determinar sua eficiência agronômica devem ser conduzidos para o conhecimento de condições adequadas para sua aplicação que favoreçam o aproveitamento pela planta.
ABSTRACT
Phosphate fertilizers should match soil attributes to enhance agronomic effectiveness and recovery by plants. The purpose of this study was to test the agronomic effectiveness of P sources varying in water solubility on two soils differing widely in P adsorption capacity (PAC). Soils selected for the study were Oxisols with very low available P and presenting low and high PAC (Ox-LPAC and Ox-HPAC, respectively). Both were limed to pH 5.4 in a greenhouse study conducted utilizing corn as the test crop. Treatments consisted of the two soils interacting with five P sources (monocalcium phosphate - MCP, low-grade single superphosphate - LG-SSP, multimagnesium phosphate - MMP, Arad phosphate rock - PR and a P impurity in triple superphosphate - H14), and four rates of P (12.5, 25.0, 50.0 and 100.0 mg kg-1). A control with no P was added for each soil. The treatments were arranged as blocks with three replicates. Plants were harvested 45 d after germination. Dry-matter yield and P uptake were measured and the relative agronomic effectiveness (RAE) compared with MCP as the standard. When applied in low rates of P (12.5 and 25.0 mg kg-1) the RAE of the alternative sources was higher in the soil with high PAC (45, 66, 39 and 65% in the Ox-HPAC for the LG-SSP, MMP, PR and H14, respectively, as opposed to 24, 40, 14 and 47% in the Ox-LPAC). Results suggest that sources of P with low water solubility can be agronomically more effective in soils with high PAC.
Fertilizantes fosfatados devem ser aplicados tendo em vista os atributos do solo. Este estudo foi conduzido para testar fontes de P, distintas quanto à solubilidade, na eficiência agronômica em solos com diferença marcante na capacidade de adsorção de P (CAP). Foram selecionados dois Latossolos com teor muito baixo de P e apresentando baixa e elevada CAP (Lat-BCAP e Lat-ECAP, respectivamente). Ambos foram corrigidos para pH 5,4 e utilizados em experimento em casa-de-vegetação com milho. Os tratamentos foram cinco fontes de P com solubilidade em água diferente (fosfato monocálcico - FMC, "low-grade" superfosfato simples - LG-SSP, multifosfato magnesiano - MFM, fosfato de rocha de Arad - FR, e uma impureza de superfosfatos triplos - H14), aplicadas em quatro doses (12,5, 25,0, 50,0 e 100,0 mg kg-1) mais um controle, em três repetições. As plantas foram colhidas 45 dias apos a germinação. A produção de matéria seca e o fósforo acumulado consistiram as variáveis dependentes. A eficiência agronômica relativa (EAR) foi calculada levando-se em consideração o desempenho de cada fonte em comparação ao padrão, o FMC. Quando aplicadas em baixas doses (12,5 e 25,0 mg kg-1) as fontes alternativas apresentaram maior EAR no solo com elevada CAP. Por exemplo, a EAR foi de 45, 66, 39 e 65% no Lat-ECAP para as fontes LG-SSP, MFM, FR e H14, respectivamente, em oposição a 24, 40, 14 e 47% no Lat-BCAP. Os resultados sugerem que fontes alternativas de P de baixa solubilidade em água podem ser agronomicamente mais eficientes em solos de elevada CAP.
ABSTRACT
Phosphate fertilizers should match soil attributes to enhance agronomic effectiveness and recovery by plants. The purpose of this study was to test the agronomic effectiveness of P sources varying in water solubility on two soils differing widely in P adsorption capacity (PAC). Soils selected for the study were Oxisols with very low available P and presenting low and high PAC (Ox-LPAC and Ox-HPAC, respectively). Both were limed to pH 5.4 in a greenhouse study conducted utilizing corn as the test crop. Treatments consisted of the two soils interacting with five P sources (monocalcium phosphate - MCP, low-grade single superphosphate - LG-SSP, multimagnesium phosphate - MMP, Arad phosphate rock - PR and a P impurity in triple superphosphate - H14), and four rates of P (12.5, 25.0, 50.0 and 100.0 mg kg-1). A control with no P was added for each soil. The treatments were arranged as blocks with three replicates. Plants were harvested 45 d after germination. Dry-matter yield and P uptake were measured and the relative agronomic effectiveness (RAE) compared with MCP as the standard. When applied in low rates of P (12.5 and 25.0 mg kg-1) the RAE of the alternative sources was higher in the soil with high PAC (45, 66, 39 and 65% in the Ox-HPAC for the LG-SSP, MMP, PR and H14, respectively, as opposed to 24, 40, 14 and 47% in the Ox-LPAC). Results suggest that sources of P with low water solubility can be agronomically more effective in soils with high PAC.
Fertilizantes fosfatados devem ser aplicados tendo em vista os atributos do solo. Este estudo foi conduzido para testar fontes de P, distintas quanto à solubilidade, na eficiência agronômica em solos com diferença marcante na capacidade de adsorção de P (CAP). Foram selecionados dois Latossolos com teor muito baixo de P e apresentando baixa e elevada CAP (Lat-BCAP e Lat-ECAP, respectivamente). Ambos foram corrigidos para pH 5,4 e utilizados em experimento em casa-de-vegetação com milho. Os tratamentos foram cinco fontes de P com solubilidade em água diferente (fosfato monocálcico - FMC, "low-grade" superfosfato simples - LG-SSP, multifosfato magnesiano - MFM, fosfato de rocha de Arad - FR, e uma impureza de superfosfatos triplos - H14), aplicadas em quatro doses (12,5, 25,0, 50,0 e 100,0 mg kg-1) mais um controle, em três repetições. As plantas foram colhidas 45 dias apos a germinação. A produção de matéria seca e o fósforo acumulado consistiram as variáveis dependentes. A eficiência agronômica relativa (EAR) foi calculada levando-se em consideração o desempenho de cada fonte em comparação ao padrão, o FMC. Quando aplicadas em baixas doses (12,5 e 25,0 mg kg-1) as fontes alternativas apresentaram maior EAR no solo com elevada CAP. Por exemplo, a EAR foi de 45, 66, 39 e 65% no Lat-ECAP para as fontes LG-SSP, MFM, FR e H14, respectivamente, em oposição a 24, 40, 14 e 47% no Lat-BCAP. Os resultados sugerem que fontes alternativas de P de baixa solubilidade em água podem ser agronomicamente mais eficientes em solos de elevada CAP.