질소인산 공정

질소인산염 공정(Odda 공정이라고도 한다)은 1927년경 노르웨이 오다 시에서 얼링 존슨에 의해 발명된 질소 비료의 공업생산을 위한 방법이었다.

그 과정은 인산염과 질산칼슘의 혼합물을 생산하기 위해 희석된 질산으로 인산암을 산성화하는 것을 포함한다.

Ca₅(PO₄)₃OH + 10 HNO₃ → 3 H₃PO₄ + 5 Ca(NO₃)₂ + H₂O

혼합물은 질산칼슘 결정체가 되어 인산으로부터 분리될 수 있는 0 °C 이하로 냉각된다.

2 HPO₃₄ + 3 Ca(NO₃)₂ + 12 HO₂ → 2 HPO₃₄ + 3 Ca(NO₃)/₂4H₂O

그 결과 질산칼슘은 질소 비료를 생산한다. 여과물은 주로 약간의 질산을 함유한 인산과 질산칼슘의 흔적을 가진 인산으로 구성되며, 암모니아로 중화시켜 복합비료를 생산한다.

Ca(NO₃)₂ + 4 H₃PO₄ + 8 NH₃ → CaHPO₄ + 2 NH₄NO₃ + 3(NH₄)₂HPO₄

염화칼륨이나 황산칼륨을 첨가하면 결과는 NPK 비료가 된다. 그 과정은 값비싼 황산을 요구하지도 않고 석고 폐기물을 생산하지도 않는 혁신이었다.

앞에서 언급한 질산칼슘은 질산칼슘 비료로 사용될 수 있지만 이산화탄소와 암모니아를 이용하여 질산암모늄과 탄산칼슘으로 변환되는 경우가 많다.

Ca(NO₃)₂ + 2NH₃ + CO₂ + HO₂ → 2NHO₄₃ + CaCO₃

두 제품 모두 질소 비료로 함께 제조할 수 있다.

비록 존슨이 오다 제련소에서 일하면서 이 과정을 만들었지만, 그의 회사는 결코 이 과정을 채용하지 않았다. 대신 노스크 하이드로, 바스프, 회흐스트, DSM에 이 공정을 허가했다. 이들 기업은 각각 이 과정을 활용해 변형을 도입하고, 다른 기업에 허가했다. 오늘날 Odda 공정은 여전히 소수의 회사들(예: Yara (Norsk Hydro), Acron, EuroChem, Borealis Agrolinz Mamerine GmbH, Omnia, GNFC)만이 사용하고 있다. 그것을 채용한 여러 회사들에 의한 공정의 변경으로 인해, 현재는 일반적으로 질소인산 공정이라고 한다.

참조

• J. Steen; H. Aasum; T. Heggeboe (1986). "15. The Norsk Hydro Nitrophosphate Process". In Nielsson, F.T. (ed.). Manual of fertilizer processing. CRC Press. pp. 393–420. ISBN 0-8247-7522-8.