Novel nitrophosphate fertilizer production process

Yara´s ambisjon er å øke produksjonen av mineralgjødsel. Den største utfordringen for Yaras gjødselprosess er avhengigheten av fosfat av høy kvalitet for å kunne produsere kostnadseffektivt og samtidig ivareta en minimal miljøpåvirkning. Situasjonen i dag er at 80-85% av verdens identifiserte fosfatforekomster er av lav kvalitet. Yara har, gjennom sitt eget teknologisenter, undersøkt effekten av å bruke fosfater av lav kvalitet på den eksisterende gjødselprosessen. Ved å bringe IFE´s kjemi og mineralkompetanse inn i dette arbeidet , vil man kunne jobbe mer grunnleggende med kjemien og derigjennom finne nye gode prosessløsninger. Målsettingen er å etablere en videreutviklet gjødselprosess som er fleksibel med hensyn på fosfatkilde samtidig som den er kostnads- og energieffektiv. Problemer med fortykning under nøytralisering , for enkelte fosfater , har blitt fokusert. Fortykning er etablert i laboratoriet og elementer som bidrar til fortykning er identifisert. Hvorfor dette fenomenet inntreffer er ikke identifisert ennå, ei heller hvordan man skal kvitte seg med det. En alternativ og helt unik prosess for felling, i verdensmålestokk, av Ca har vært under utvikling i laboratorieskala. Denne prosessen baseres på IFEs unike kompetanse på karbonatfellinger. Ca fjernes som ønsket, men det er behov for å redusere bl.a. vannmengden i reaksjonen. Fjerning av tungmetallet Cd har gitt meget lovende resultater. En økonomi studie av prosessen viser at kostnaden for deponering av avfallet er betydelige og oppgradering av avfallet for å redusere avfallsmengden vil derfor ha fokus i det videre arbeidet. Prosessutviklingen for ekstraksjon av verdifulle elementer har vist meget lovende resultater. Samarbeid med et eksternt selskap for oppgradering av verdifulle elementer fra nitrofosfatprosessen er etablert. De har testet Yaras produkt med meget tilfredsstillende resultater. Det er utført en tidligfase økonomivurdering av et prosesskonsept for produksjon av verdifulle elementer. Dette viser et lovende økonomisk potensiale. Så lovende at Yara har besluttet å gå videre med prosjektet. Prosessen har nettopp mottatt finansiell støtte fra EUs Horizon 2020 program. Dette er støtte til bygging av pilotanlegg i fabrikk.

Yaras ambition is to continue to grow within the production of nitrogen-based mineral fertilizers. In Norway the production of mineral fertilizers (NPKs) is based upon the so-called nitrophosphate route that was developed by Erling Johnson at Odda Smelteverk in the late 1920s. The main advantage of this nitrophosphate route is the efficient utilization of raw materials, phosphate rock and nitric acid, without the need of deposition of extensive amounts of bi-products. The alternative sulphuric acid route utilized in the Yara NPK plants outside Norway is producing a large amount of gypsum as a bi-product. Most of this has to be deposited in gypsum piles in the nearby surroundings to the plants. The main challenge of the nitrophosphate process route is the dependency on high quality phosphate rock to be able to efficiently produce NPK fertilizer while minimizing the impact on the environment. The majority of phosphate rock resources are of low quality, with relatively high level of impurities, such as heavy metals, metals,organics and carbonates. Today, 80-85% of discovered phosphate sources consist of this low quality rock. To ensure the long-term production of mineral fertilizer based upon the nitrophosphate route, fundamental knowledge about mineralogy and phosphate chemistry have to be explored. Innovative solutions either to handle the impurities in the process or to remove the impurities must be developed. Yara has, through their own Innovation, Research and Development (IRD) organization, started to investigate the effect of lower qualities of phosphate rock on the efficiency of the NPK process using already established methods. We aim to establish a new nitrophosphate process route flexible with regards to phosphate sources while being cost- and energy efficient.