Engrais minéraux composés

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Les engrais composés associent plusieurs matières premières pour constituer des formules PK, NP, NK, NPK apportant plusieurs éléments nutritifs avec souvent du soufre, du magnésium et des oligo-éléments. L'agriculteur gagne du temps en apportant tous ces éléments en une seule fois.
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Les nombreuses formules proposées répondent localement aux besoins des sols et des cultures. Elles sont principalement proposées sous forme solides, mais peuvent exister en liquide sous forme de solutions claires (dont le dosage peut être exprimé aux 100 kilos ou aux 100 litres) ou de suspensionsuspensionDéfinition: Dispersion colloïdale (mixture) dans laquelle un produit finement divisé est combiné avec un autre produit, le premier étant si finement divisé et mélangé qu'il se redépose très lentement....
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Les engrais dissous dans l'eau pour un usage en solution nutritive, ferti-irrigationferti-irrigationDéfinition: Apport des engrais dans l'eau d'irrigation généralement via une pompe doseuse. On l'appelle aussi « fertigation » ou « irrigation fertilisante »....
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Parmi les engrais composés, on distingue essentiellement les engrais ternaires NPK et les engrais binaires PK ne contenant pas d’azote. Ces derniers sont généralement apportés avant le semis ou avant la plantation et sont souvent incorporés au sol par les dernières préparations de sol.

On peut différencier selon le procédé de fabrication deux grandes catégories :

  • les engrais composés industriels : le mélange des matières premières est réalisé avant la granulation qui est obtenue par réaction chimique (a) ou par agglomération ou compactage (b). Chaque granulé contient ainsi tous les éléments de la formule.
  • les engrais composés de mélange : des engrais standardisées  et déjà granulés ou compactés sont mélangés entre eux par la technique du bulk-blending (c). Les granulés sont de couleur et de formes différentes ainsi que leur contenu en élément nutritif.

Selon les procédés de fabrication, on classe différents types d’engrais composés.

 

Les engrais composés obtenus par réaction chimique

Par réaction entre matières premières et produits intermédiaires, phosphates naturels, ammoniac, acides nitrique, sulfurique et phosphorique, chlorure et sulfate de potassium, on obtient sous forme de granules,

  • Des engrais ternaires NPK
  • Des engrais binaires NP, tels que les phosphates d’ammoniaque
  • Des engrais binaires NK, tels que le nitrate de potassium

Il y a plusieurs procédés de granulation des engrais complexes NP, NPK qui diffèrent par la nature des matières premières utilisées.
Une des plus abouties utilise la liqueur de nitrate d’ammonium comme source d’azote. Certaines formulations peuvent incorporer également du sulfate d’ammonium broyé ou fabriqué in-situ dans le granulateur par neutralisation de l’acide sulfurique (H2SO4) par l’ammoniac (NH3).

La source de P2O5 peut être pour partie le superphosphate simple pour sa grande vertu à granuler, mais la majeure partie (dans le cas de NPK à fort dosage P2O5) vient du phosphate d’ammonium (phosphate mono ou di ammonique, MAP ou DAP) fabriqué in-situ dans le granulateur par neutralisation de l’acide phosphorique (H3PO4) par l’ammoniac (NH3) ou par ajout de sel solide broyé.

La source de K2O est le plus souvent le chlorure de potassium (KCl) mais parfois, pour des formulations pauvres en chlore, le sulfate de potassium (K2SO4) est utilisé.

La granulation des engrais complexes est une technique délicate qui doit prendre en compte, en fonction de la formule choisie, le pHpHDéfinition: Notation qui rend compte de la concentration en ions H+ du milieu et désigne ainsi le caractère très acide (pH 4 à 5,5), acide (5,5 à 6,8), neutre (6,8 à 7,2) ou alcalin (supérieur à 7,2) d’un sol....
final, le bilan eau/vapeur (matières premières solides ou liquides), le bilan thermique de l’opération (présence ou non de réactions de neutralisation exothermiques) et la faculté des produits à granuler ou non.

 

Principe de fabrication des engrais NPK, procede nitrique

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Les engrais composés obtenus par agglomération ou compactage

Les différentes matières premières sous leurs  formes solides et  pulvérulentes sont mélangées intimement puis l’engrais est compacté ou granulé.
Chaque particule contient ainsi tous les éléments nutritifs de la formule.

 

Les engrais composés de mélange dits de « bulk-blending »

Les engrais simples ou composés déjà granulés ou compactés sont mélangés entre eux pour constituer une nouvelle formule. Les particules peuvent être de taille et de formes différentes. Leur contenu en éléments nutritifs est différent de celui de la formule déclarée après mélange.
Exemple : à partir d’Urée granulée (46% N) + phosphate d’ammoniaque granulé (18% N-46% P2O5) + Chlorure de potassium compacté (60% K2O) on obtient une gamme d’engrais composés NPK de mélange de titre aussi varié que 19-19-19, 25-15-15 ou 10-20-30.

Si cette technique de mélange a l’avantage de produire de nombreuses formules s’adaptant aux besoins locaux, elle doit s’accompagner de précautions dans le choix des engrais de base et dans la qualité du mélange. Les engrais doivent être compatibles entre eux sous l’angle chimique et physique. Les granulométries doivent être proches et suffisamment resserrées.

Il n’est pas recommandé d’épandre ces engrais composés de mélange à des largeurs de plus de 28 mètres compte tenu du comportement balistique différent des particules variables en densitédensitéDéfinition: La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de référence est l'eau pure à 4 °C pour les liquides et les solides. La densité est une grandeur sans dimension et sa valeur s'exprime sans unité de mesure.Très souvent, le terme de densité est utilisé improprement à la place de masse volumique...
en dans leur forme. La projection des différentes particules du mélange à des largeurs variables ne garantit plus la répartition en tout point de la parcelle de la formule déclarée.

 

Manuel qualité de l'Afcome     ▶ À lire aussi

 

 

Engrais et amendements minéraux magnésiens

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Le magnésium Mg est utilisé par les plantes sous la forme du cation Mg2+. Différentes matières premières sont utilisables comme engrais ou amendement qui apportent cet élément. Elles diffèrent par leur solubilité et leur réactivité dans les sols.
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  t MgO flech t Mg  

 

Les produits et les matières premières

  • La dolomiedolomieDéfinition: Roche essentiellement constituée de carbonate de magnésium et de calcium....
    , une roche sédimentaire carbonatée contient de la dolomite, carbonate double de calcium et de magnésium CaMg(CO3)2
    .  La dolomiedolomieDéfinition: Roche essentiellement constituée de carbonate de magnésium et de calcium....
    est utilisée directement pour produire un amendement minéral basique et entre dans la composition de certains engrais minéraux. Elle peut aussi être transformée par cuisson en chaux magnésienne. Ces engrais et amendements peuvent déclarer une valeur neutralisante et également une teneur en magnésium total.
  • L'oxyde de magnésium MgO appelé aussi magnésie ainsi que l'hydroxyde de magnésium Mg(OH)2 se présentent sous forme de poudres blanches insolubles dans l'eau. Utilisés en tant qu'engrais, leur vitesse d'action est lente et dépend de la réactivité des produits dans le sol. Cette réactivité diminue lorsque l'oxyde de magnésium est produit à très haute température > 1000°C par calcination de la magnésite, minerai contenant du carbonate de magnésium.
  • Le sulfate de magnésium MgSO4 est un sel soluble que l'on trouve naturellement dans le minerai de kiesérite sous forme monohydratée MgSO4, H2O et aussi dans l'epsomite ou sel d'Epsom MgSO4, 7H2O. Il peut également être produit par attaque de l'oxyde de magnésium par l'acide sulfurique. La solubilité dans l'eau de ces produits ne diminue pas en sols calcaires. Ces engrais sont utilisés directement par les agriculteurs ou en tant que matière première dans la fabrication des engrais. Leur teneur en sulfate les classe aussi dans les engrais apportant du soufre pour les plantes.

 

Ressources et production

Les usages industriels de la dolomiedolomieDéfinition: Roche essentiellement constituée de carbonate de magnésium et de calcium....
et de l'oxyde et de l'hydroxyde de magnésium se classent loin devant l'usage agricole en tant qu'amendement ou engrais. La France dispose de ressources en dolomiedolomieDéfinition: Roche essentiellement constituée de carbonate de magnésium et de calcium....
très vastes. La Chine, la Turquie et la Russie sont les grands pays producteurs d'oxyde de magnésium à partir des mines de magnésite. En Europe, l'Autriche, la Slovaquie et l'Espagne sont aussi des producteurs importants de ces produits. L'Allemagne est le premier producteur mondial de kiesérite. Le magnésium présent dans des lacs salés ou dans la Mer Morte ou même dans les océans sous forme de chlorure de magnésium représente une ressource très abondante pour cet élément qui est déjà exploitée sur plusieurs continents.

La dolomiedolomieDéfinition: Roche essentiellement constituée de carbonate de magnésium et de calcium....
est une roche dure abondante et exploitée dans plusieurs régions françaises (les Causses, le Poitou, le Pas de Calais…). Plusieurs producteurs disposent de carrières de dolomiedolomieDéfinition: Roche essentiellement constituée de carbonate de magnésium et de calcium....
exploitées pour des usages en travaux et bâtiments publics, sidérurgie et amendements agricoles.

L'oxyde et l'hydroxyde de magnésium sont des produits importés de différents pays dont une partie est utilisée pour la production de sulfate de magnésium par voie chimique. Il existe en Allemagne un producteur important de kiesérite d'origine minière qui produit également de l'epsomite. Ces engrais sont importés en France.