A produção de potássio é um processo crucial para a agricultura moderna, pois este nutriente é essencial para o desenvolvimento das plantas.
O potássio contribui para a fotossíntese, a formação de raízes e a resistência a doenças. Sem o potássio, as plantas não podem crescer e prosperar, levando a perdas significativas na produção de alimentos.
Se você se interessa por acompanhar cada etapa da produção de fertilizantes, desde a história e o processamento até a transformação do potássio em um produto final nutritivo para as plantas, você está no blog certo! Aproveite a leitura!
Extração e separação do cloreto de potássio
O processo de beneficiamento do minério de potássio geralmente engloba etapas como britagem, moagem, remoção de impurezas, seleção minuciosa dos minerais e secagem do produto final. Posteriormente, o material segue para os processos de compactação ou granulação.
Durante a extração, o cloreto de potássio (KCl) é separado seletivamente do cloreto de sódio (NaCl) através de métodos que reduzem o tamanho das partículas do minério, empregando trituradores de impacto e moinhos cilíndricos. Após essa etapa, o minério lavado é encaminhado para as unidades de flotação.
O cloreto de sódio, que representa o resíduo, é comumente eliminado no oceano. No processo de flotação de sais solúveis em água, o cloreto de potássio será separado por meio de uma polpa sobrenadante, através do uso de compostos químicos que permitirão a separação do sal por meio de diferença de densidade, conforme demonstrado na figura 1 a seguir.
Figura 1 – Polpa de flotação de KCl. Fonte: Mosaic Fertilizantes.
A evaporação solar de soluções salinas surge como uma opção viável para a obtenção de sais potássicos. Quantidades significativas são extraídas das salmouras do Lago Salgado em Utah, Lago Searles na Califórnia e do Mar Morto, situado entre Israel e Jordânia. Conjuntamente, estas salmouras representam aproximadamente 7 a 12% das reservas mundiais de potássio.
A obtenção de sais de potássio através da evaporação solar teve início no Mar Morto em torno de 1931. O método consiste em concentrar a salmoura em tanques de evaporação para recuperar os sais cristalizados (majoritariamente cloreto de sódio), como mostrado na figura 2, e posteriormente transferi-la para um segundo tanque, o de produção, para cristalizar cloreto de sódio e carnalita.
Processos e impactos na produção de potássio global
Na decomposição da carnalita, o minério é misturado e agitado com água ou com uma solução diluída de cloreto de magnésio (MgCl2) até atingir um ponto específico. Isso leva à cristalização de uma porção de cloreto de potássio (KCl). O KCl resultante ainda apresenta impurezas como finos, cloreto de sódio (NaCl), halita não dissolvida e, em alguns casos, kieserita e argilas, dependendo da composição da carnalita utilizada.
Figura 2 – Exploração por evaporação de águas marinhas. Fonte: Mosaic Fertilizantes.
Acima de 95% da produção de potássio global destina-se à fertilização. Aplicações adicionais dos compostos de potássio se concentram nas áreas de detergentes, cerâmicas, produtos químicos e farmacêuticos.
No Brasil, existe a exigência de comercialização do cloreto de potássio com um teor mínimo de 58% de K2O o que equivale a 91,81% de KCl.
O Brasil depende da importação para suprir mais de 95% de sua demanda por cloreto de potássio (KCl). O alto consumo do nutriente está diretamente ligado ao perfil do solo brasileiro e à cultura como soja, milho, algodão e cana-de-açúcar, que são altamente demandantes em potássio (K).
Conforme demonstrado na Figura 3, o consumo de K no país vem crescendo sistematicamente, posicionando o Brasil como um dos principais destinos do KCl exportado no mundo. Na Figura 4, observa-se que a capacidade de produção global de KCl também vem se expandindo nos últimos anos.
Figura 3 – Quantidade de K2O (total) utilizado na agricultura brasileira (Mt K2O) de 1961 a 2021. Fonte: FAOSTAT (http://www.fao.org/faostat/en/#data/RFN/visualize)
Figura 4 – Quantidade de K2O (total) produzido no mundo em milhões de toneladas (Mt K2O) de 1961 a 2021. Fonte: FAOSTAT(http://www.fao.org/faostat/en/#data/RFN/visualize).
Mineração e refino de potássio
Os custos de mineração de potássio dependem de fatores como profundidade do minério, espessura e uniformidade do leito, resistência e uniformidade dos estratos sobrejacentes, riscos de inundação, dentre outros. Mesmo assim, a mineração e refino de potássio são processos muito mais simples do que a fabricação de fertilizantes nitrogenados e fosfatados.
Ao contrário do processo Haber-Bosch para síntese de amônia ou processo úmido fosfórico ácido, o processamento de potássio não envolve reações químicas complicadas; o K é mais comumente separado dos outros compostos do minério por flotação e cristalização seletiva.
Os depósitos de potássio enterrados podem variar de algumas centenas a mais de 3.000m de profundidade, que deve ser minerado e transportado até a superfície para processamento.
A mineração de soluções consome muita energia, mas é mais adequada para ambientes extremamente profundos. Os depósitos subterrâneos representam cerca de 75% da produção global: 70% de operações de mineração e 5% de mineração de soluções. Embora existam aproximadamente 980 depósitos de potássio distribuídos pelo mundo, o potássio é extraído em menos de 20 países. Rússia, Canadá, a Bielorrússia e a China respondem por três quartos da produção mundial, conforme apresentado na figura 5 a seguir.
Figura 5 – Reservas globais estimadas de K2O e produção de minas em 2019. Valores em milhares de toneladas de K2O (kt K2O). Fonte: USGS 2020 – adaptado.
O cloreto de potássio é de longe o fertilizante potássico mais utilizado na nutrição das culturas, devido ao seu custo relativamente baixo e maior percentagem de K2O, 58-63%. Essa alta concentração resulta em custos de manuseio, armazenamento, transporte e aplicação menores para KCl do que para outras fontes.
A maior parte do fertilizante KCl é produzida pela separação do minério de silvinita em silvita (KCl) e halita (NaCl), com base em suas diferenças de densidade ou solubilidades.
O fertilizante purificado à base de silvita resultante pode ter uma cor variando de branco a avermelhado, decorrente de vestígios de concentrações de óxido de ferro que ocorrem naturalmente no minério.
O processo de cristalização do KCl permite uma melhor exclusão de óxido de ferro, resultando em matérias primas mais claras. O KCl de cor branca, permite ser utilizado como componente de fertilizantes fluidos e pulverizações foliares, já que por via líquida, traços de ferro e outros metais pode trazer problemas de calda ou de fitotoxidez.
O cloreto de potássio é frequentemente espalhado na superfície do solo antes da implantação da lavoura ou aplicado em faixa próximo à semente ou planta.
Em última análise, a consequência do estudo e da inovação no manejo do potássio será o desenvolvimento de agriculturas mais eficientes, sustentáveis e acessíveis, perpetuando ao mundo a possibilidade de produzir os alimentos de que precisa.
Nas últimas semanas, publicamos dois artigos que detalham a jornada da produção de potássio. Se você tem interesse em descobrir a origem deste elemento essencial para a agricultura, convidamos você a ler o artigo ‘Origem do Potássio: Descubra a Fascinante Jornada deste Elemento’.
Caso queira compreender o processo de beneficiamento, o artigo ‘Processos de Beneficiamento de Minérios de Potássio’ oferece uma exploração aprofundada. Não perca a oportunidade de acompanhar essa jornada intrigante e conhecer a história completa do potássio!
Engenheiro agrônomo especialista em gestão de projetos, marketing, proteção de plantas, solos e nutrição de plantas.