Innovative NitrophoSphate PRocEss

En 50 % økning i matproduksjon innen 2050 er nødvendig for å livnære verdens befolkning. For å kunne nå dette målet samt føre et bærekraftig jordbruk, må man bruke mineralgjødsel. Mineralgjødsel vil bidra til effektivt jordbruk ved mindre bruk av vann og landområder samt et høyere utbytte. Yara?s fabrikker i Norge, Porsgrunn og Glomfjord lager mineral gjødsel via nitrofosfatprosessen. Nitrofosfatprosessen har flere fordeler ettersom kalsiumnitrat tas ut og selges som et eget bi-produkt. Produksjon av mineralgjødsel ved bruk av nitrofosfatprosessen stiller krav til at råstoffet som brukes ikke skal inneholde for mye urenheter. I dag benyttes en blanding av høy-kvalitets og lav-kvalitets råmateriale ved Yara. Dessverre er det begrenset forekomster av høy-kvalitets råmateriale, og den største andelen av råmateriale er av såkalt lav-kvalitet. Dette betyr at råmaterialet inneholder varierende mengde urenheter som kan både forårsake problemer i prosessen, samt påvirke kvaliteten til det ferdige produktet. Dette prosjektets fokus er å forbedre den eksisterende nitrofosfatprosessen slik at den er mer fleksibel og kan håndtere større mengder lav-kvalitets råmateriale. Dette innebærer blant annet at det giftige tungmetallet kadmium kan fjernes fra prosessløsningen får å unngå at det ender opp i produktet. I dette prosjektet har det vært jobbet med flere metoder for å utvikle et konsept for kadmiumfjerning fra nitrofosfatprosessen. Det er også et stort fokus på å forstå noen av elementene som jern, magnesium og aluminium sin rolle i prosessen. Empirisk, er det sett at disse elementene bidrar til komplikasjoner i prosessen slik som fortykning og utslipp. For å bidra til en bærekraftig produksjon av mineralgjødsel er det viktig å oppnå fundamental forståelse av hvordan prosessen vår fungerer, en prosess som er basert på empiri. Vi vil dermed kunne håndtere forskjellige råmaterialer og begrense utslipp og energibruk. Yara har samarbeidet med IFE i dette prosjektet

Prosjektet har bidratt til en økt forståelse av den komplekse kjemien som foregår i prosessen. Det gir oss en viktig bakgrunn for å kunne virkelig blir fleksible på råvarer i fremtiden. På sikt vil vi kunne styre prosessen ut ifra hva slags råvare som benyttes samt begrense utslipp, energibruk og gi økt produktkvalitet. Som er resultat av prosjektet har rheologimålings-prinsippene blitt utviklet, som er viktig for å få en økt forståelse av prossessen.

This project will contribute to develop the most ground-breaking innovation in the fertilizers production process by the nitrophosphate route since the late 1920´s. The main process steps in Yara´s nitrophosphate process for the production of NPK fertilizer have essentially been the same since the process was invented. Despite Yara´s robustness today, this project is addressing the upcoming challenges to secure the future of the company, and those are related to two major aspects: 1) the flexibility of the nitrophosphate process, to adapt to a phosphate rock market with a broader quality range and 2) the need to evolve towards modern technologies that respond to global sustainability principles and environmental concerns. This project will contribute to reach these overall goals by focusing on the research and technology development for: - Modifying today´s process to gain flexibility towards a broader range of phosphate rock quality - Finding technological solutions to reduce the environmental impact of our products with regards to cadmium - Developing cost-effective technology for the extraction of rare earths (REEs) present in phosphate rock - Ideating and validating innovative concepts to produce fully water-soluble NPK fertilizers, with higher market value and lower environmental impact upon their use Yara will partner up with IFE in this project. As a result, this project will provide both new knowledge and technological innovation of Yara´s nitrophosphate process, mainly impacting: 1) Yara´s economic robustness and environmental profile, 2) national economic and social areas, 3) the global markets of phosphate rock, fertilizers and REEs, and 4) the environment. The goals are ambitious, as they are proportional to the large potential value creation expected in the areas of Yara´s strategic positioning, business size and robustness, new business opportunities and improved environmental profile.