“De tijd is rijp om uit onze schulp te kruipen”, begint Rob de Ruiter. Maandenlang werd hij belaagd door omwonenden, ambtenaren, politici en journalisten die zijn ‘stinkbedrijf’ liever zagen verdwijnen. Maar nu hij de emissies van dioxines en zware metalen al een half jaar binnen de normen heeft weten te houden, durft hij zelf de media weer te benaderen met zijn lange-termijnambities. Die houden in dat hij in 2020 al zijn fosfor wil winnen uit rest- en afvalstromen, zonder nog afhankelijk te zijn van fosfaaterts uit andere werelddelen. “Thermphos moet de eerste phosphate mining company in West-Europa worden”, zo vat hij het samen.

Die wens leeft bij Thermphos al langer. “In 1996 moesten we voor het eerst noodgedwongen van fosfaaterts wisselen omdat de VS besloot de voorraden in Florida als strategisch te bestempelen. Sindsdien betrekken we het uit Noord-Afrika.” Maar ook daar raakt het erts binnen afzienbare tijd op, en de regio is politiek instabiel. “Elke keer als er weer een boot aankomt zijn we hartstikke blij.”

Maar de grondstoffenmix bleek grote invloed te hebben op de emissies. “Noord-Afrikaans erts bevatte minder cadmium maar er kwam juist méér de schoorsteen uit omdat er ook componenten bij zaten die metalen vluchtiger maken.”

Dat probleem werd des te nijpender toen samen met adviesbureau CE Delft de eerste plannen werden gesmeed om alternatieve fosfaatbronnen te gaan benutten. Jarenlang experimenteerde Thermphos met allerlei reststromen, variërend van kalvergier tot beendermeelas. Van diverse klanten werd afgewerkt fosforzuur teruggenomen, en Slibverwerking Noord-Brabant leverde as aan van afvalwaterzuiveringsslib. “Op een gegeven moment zijn we gaan denken: elke keer als je iets nieuws doet moet je wéér een gaswasser bouwen. Kan dat niet anders?”

STOF

Het zogenaamde CaRe-project (de afkorting staat voor cadmiumreductie) moest de installaties ongevoeliger maken voor de grondstofsamenstelling. Om te begrijpen wat dit inhoudt, is een korte uitleg van het productieproces nodig. In een sinteroven worden ‘pellets’ van een paar centimeter gebakken uit kleislurry en gemalen erts. Vermengd met cokes en grind gaan die naar een thermoreductie-oven die bij 1.600 °C het fosfaat omzet in elementaire fosfor (P₄) en koolstofmonoxide, dat in deze setting fosforovengas heet en wordt hergebruikt als brandstof.

Het grind (SiO₂) reageert met het calcium uit het erts tot silicaten die in vloeibare vorm worden afgetapt. Anders zou je CaO overhouden, bij 1.600 °C een vaste stof die je nauwelijks uit je oven krijgt.

Het gasvormige P₄ sleurt stof mee, waarop zware metalen neerslaan. Dat stof wordt afgevangen door elektrofilters, en in de oude situatie ging het dan terug naar de sinterovens. Die zijn echter warm genoeg om een deel van de metalen te laten vervluchtigen. CaRe omvat dan ook een constructiewijziging waardoor het stof een andere kant op wordt geblazen. De meeste zware metalen belanden - net als voorheen - in een geconcentreerde reststroom.

ONGEDULD

CaRe had in 2008 klaar moeten zijn, maar werd geplaagd door kinderziektes. “Als je een olieraffinaderij hebt, kun je bij 8 anderen de kunst afkijken. Maar in heel Europa zijn wij de enige fosforfabriek, de concurrentie zit in China, Kazachstan en de VS. Dus we moeten telkens zelf het wiel uitvinden”, verduidelijkt De Ruiter. “Om verstoppingen tegen te gaan hebben we twee nieuwe afsluitertypes moeten bedenken. Eentje bestaat uit onderdelen van twee verschillende leveranciers. De tweede noemen we de Ad bij de Vaate-klep, naar de medewerker die hem thuis in zijn garage heeft ontwikkeld.”

Intussen werden de aandeelhouders steeds ongeduldiger. Maar ook de Zeeuwse overheid, die zich eerder begripvol had opgesteld. De milieubeweging, die eerst het reststoffenhergebruik had toegejuicht, eiste nu een aanscherping van de milieuvergunning en kreeg prompt gelijk van de Raad van State.

En toen bleek de sinteroven ook nog een dioxineprobleem te hebben. Dat was 20 jaar eerder al onderkend, maar op dat moment bedroeg de uitstoot nog geen kwart procent van de totale Nederlandse dioxine-emissies. De overheid legde haar prioriteiten bij de grote dioxine-uitstoters en vervolgens dacht niemand er meer aan. Tot Thermphos ergens in 2008 zelf maar eens een dioxinemeting besloot te doen en zich een aap schrok - net als de provincie.

UREUM

Terwijl de politieke sfeer almaar grimmiger werd, zocht De Ruiter koortsachtig naar oplossingen. Per 1 januari 2011 moest hij aan de nieuwe, strengere vergunning voldoen. Het lukte net op tijd om CaRe alsnog werkend te krijgen, maar hoe kreeg hij de dioxine-emissies omlaag? Thermphos zat minstens 10 keer boven de Nederlandse norm van 0,1 ng toxische equivalenten per m³ rookgas; de overheid wilde tijdelijk hooguit 0,4 ng gedogen.

Een end of pipe-oplossing was niet snel te regelen; met dioxinefilters op fosforfabrieken had immers ook niemand ervaring. Dus moesten het procesaanpassingen worden. Spelen met de ertssamenstelling bood het meeste perspectief. “Dioxines ontstaan in afkoelende afgassen, tussen 400 en 200 °C. Je hebt chloor en organische stoffen nodig en het helpt als er een katalysator bij zit. Koper versnelt de dioxinevorming en hetzelfde lijkt voor meer zware metalen te gelden. CaRe had ook hier een positief effect.” Sulfaten en ammoniumverbindingen remmen het proces juist af. “We dachten dat het zuiverste erts de minste dioxines zou opleveren maar de emissies waren juist het hoogst.”

Het lukte om de ertsmix te optimaliseren. Ureum bij de pellets mengen deed de rest: de emissies zijn gezakt tot ruim onder de 0,4 ng/m³  en gemiddeld zelfs to ca. 0,1 ng. Nu is de ammoniakuitstoot weer te hoog maar dat viel te verwachten: het inregelen vraagt tijd en de bandbreedte om te experimenteren is beperkt. De Ruiter heeft vooralsnog geen keuze: “Als ik kan kiezen tussen dioxine-ellende en tijdelijke ammoniak-ellende, dan weet ik het wel.”

BRAUNGART

Hij studeert op vervanging van ureum door ammoniumsulfaat, dat ontleedt bij een temperatuur die dichter bij het dioxinevormingstraject ligt. SO₂-vorming zou geen probleem moeten zijn: Thermphos beschikte altijd al over natte alkalische wassers om dat op te vangen.

Maar het blijft een tijdelijke oplossing. Er zijn alweer twee dioxinepieken geweest omdat het schip met het speciale erts te laat arriveerde. Grontmij ontwerpt nu alsnog een end of pipe-installatie, die uiterlijk eind 2014 klaar moet zijn. “Het zal wel een doekenfilter met actieve kool worden”, voorspelt De Ruiter. “Het kost minimaal 10 miljoen maar ik slaap pas rustig als we die techniek hebben.”

Temeer daar hij essentieel is voor Thermphos’ toekomstambities. “We kunnen dan grondstoffen inzetten waar het proces nog nooit van gehoord heeft, zonder bezorgd te hoeven zijn over emissies.” De tijd lijkt inderdaad rijp: de media hebben het fosfaattekort ontdekt en klanten beginnen geïnteresseerd te raken in ‘groene’ fosfor. Michael Braungart, de voorman van de cradle to cradle-beweging, blijkt op dezelfde golflengte te zitten en helpt nu bij de overgang naar alternatieve fosfaatbronnen.

“Thermphos alleen gaat de wereld niet redden”, besluit De Ruiter. “Maar we kunnen zo wel het centrum van de wereld worden wat deze technologie betreft.”

Dit artikel verscheen eerder in C2W 13 (23 juli 2011)