IMG_4585a.jpg

Resultaterne fra et nyt udviklingsprojekt, der har videreudviklet ’Crystal-P processen’ tyder på, at det godt kan lade sig gøre at genbruge fosfor fra jernfældet slamaske fremstillet ved forbrænding af spildevandsslam. Desuden vil byggebranchen efter alt at dømme kunne bruge restproduktet fra processen som erstatning for cement.

Fosfor er et livsnødvendigt næringsstof for mennesker, dyr og planter, og anvendes i store mængder i dyrefoder og gødning. Desuden tilsættes fosfor i mindre mængder til diverse fødevarer og industriprodukter. Fosfor er et grundstof, som ikke kan fremstilles syntetisk, men udvindes fra fosfatsten. Fosfatsten er en begrænset ressource, som er på EU’s liste over de 20 råstoffer, der har kritisk betydning for EU (list of Critical Raw Materials). For at sikre, at fosforressourcerne ikke løber tør, er det vigtigt, at vi bliver bedre til at genanvende fosfor fra eksempelvis slamaske.

Hvis genanvendelse af fosfor fra slamaske skal være succesfuld, kræver det imidlertid, at der udvikles en proces, der både er rentabel og samtidig fører til fremstillingen af et produkt, der kan konkurrere med de nuværende produkter udvundet af fosfatsten.

Udviklingsprojektet ’Genanvendelse af fosfor fra slamaske’, som er gennemført af Rambøll i samarbejde med SDU og DTU-byg med støttet fra Miljøstyrelsens MUDP-pulje indikerer, at den såkaldte ’Crystal-P proces’ er et godt bud på en sådan proces.

Crystal-P processen, som er illustreret på Figur 1, er en vådkemisk proces, hvor slamasken opløses i saltsyre. Efter en filtrering adskilles de opløste stoffer fra den tilbageværende syreuopløselige rest, også kalder ’askerest’. Opløst fosfor udfældes som calciumfosfat under en reaktiv krystallisering.

Crystal-P processen leder med andre ord frem til ’Crystal-P produktet’, der potentielt kan sælges til fosforindustrien som erstatning for fosfatsten. Spørgsmålet er så, om virksomhederne i den internationale fosforindustri er interesseret i at anvende Crystal-P produktet i stedet for fosfatsten. Dette er endnu ikke til at sige med sikkerhed, men signaler fra en af verdens største gødningsvirksomheder, ICL Fertilizer, peger i en interessant retning.

ICL Fertilizer anvender årlig fire millioner tons fosfatsten til fremstilling af 1,7 millioner tons gødning indeholdende 240.000 tons fosfor. Virksomheden har tidligere givet udtryk for, at de har stor interesse i at aftage genanvendelsesfosfor på formen calciumfosfat.

Dette skyldes, at calciumfosfat kan substituere fosfatsten og indgå direkte i deres produktion og dermed anvendes til fremstilling af mange forskellige fosfatholdige produkter.

Under MUDP-projektet er der arbejdet målrettet på at optimere Crystal-P processen, så det blev muligt at fremstille et Crystal-P produktet, som overholder ICL Fertilizers minimumskrav. Det fremgår af resultatet i Tabel 1, at det ikke blot er lykkedes at fremstille et Crystal-P produkt, der overholder minimumskravene, men at produktet er meget rent og stort set fri for både metaller og tungmetaller.

Askerest som cementerstatning

Den syreuopløselige askerest består primært af sand og metaloxider, men indeholder også tungmetaller. Mængden af askerest er høj, da omkring 85% af den anvendte slamaske ender som askerest (70% tørstof), og det er derfor vigtig for Crystal-P processens økonomi, at askeresten kan nyttiggøres mod alternativt at skulle betale deponiafgift.

Under MUDP-projektet er der derfor undersøgt, hvorvidt vasket og tørret askerest kan anvendes som cementerstatning i beton. Undersøgelsen er gjort ved at vurdere askerestens anvendelse med basis i støbning af mørtelprøver, da mørtelprøver kan produceres mere homogent end betonprøver, idet de ikke indeholder sten og grus.

Ud over reference-mørtelprøven er der i de fremstillede mørtelprøver anvendt 20 % cementerstatning med askerest. Herefter er testet for afbindingsforløb, bearbejdelighed og trykstyrke. Alle test viser lovende resultater, og at mørtelprøver tilsat askerest har samme styrke som reference-mørtelprøven. Dog er langtidseffekterne ikke undersøgt, og her kan et evt. højt indhold af chlorid eller udvaskbare tungmetallerbegrænse anvendelsesmulighederne. Det forventes dog, at man med en grundig vask af askeresten inden brug som cementerstatning, kan mindske indholdet af chlorid og udvaskbare tungmetaller.

Cementerstatningsproduktet er ikke undersøgt i forhold til en konkret anvendelse. Det er dog oplagt at afprøve produktet til belægning, da det har den rette styrke. Herudover medvirker askerest til, at mørtelprøverne får en flot dybrød farve, hvilket giver mulighed for, at askeresten ikke blot kan anvendes til cementerstatning, men også kan anvendes som pigment.

Vaneændring

De to vigtige spørgsmål er, hvorvidt processen er rentabel, og om Crystal-P produktet lever op til industriens krav. Med udgangspunkt i ICL Fertilizers minimumskrav, tyder det på at Crystal- P produktet kan være et eftertragtet produkt, hvis det sælges til den rette pris. Men hvad skal salgsprisen være, for at Crystal-P processen er rentabel? Dette er det ikke muligt at vurdere endnu, da processen endnu ’kun’ er testet i laboratorie – og det derfor ikke med sikkerhed vides, hvor effektivt de enkelte strømme kan recirkuleres, hvor meget energi processen skal bruge mm. Det næste skridt vil derfor være at teste processen i pilotskala.

Der er dog rigtig meget, der tyder på en god procesøkonomi, både fordi der ses positive resultater for at anvende askerest som cementerstatning, og fordi adskillige laboratorieforsøg har vist, at det er muligt at lave god recirkulering og dermed opretholde et højt fosforudbytte.

Længere forude venter et arbejde med at få industriens øjne op for fordelene ved genanvendelsesprodukterne. Da det ikke er utænkeligt, at Crystal P-processen resulterer i konkurrencedygtige produkter, handler dette dybest set om at initiere en vaneændring, som på sigt kan blive nødvendig for at bibeholde verdens vigtige fosforressourcer.

 

 

 

Disclaimer

DANVAs vurderinger af de juridiske problemstillinger er tænkt som sparring/vejledning, som kan anvendes i forsyningernes egen sagsbehandling. Vurderingerne er foretaget med afsæt i gældende lovgivning og praksis på tidspunktet for vurderingen, og der tages således forbehold for eventuelle, senere lovændringer og/eller ændring af rets- og administrativ praksis. DANVA påtager sig herefter intet ansvar for eventuelle tab eller skader som følge af det publicerede materiale under ”Spørgsmål & Svar” eller tredjemands brug heraf, hvad enten dette skyldes fejl og uhensigtsmæssigheder i eller manglende opdatering af materialet eller andre årsager.