Procédé Odda

Le procédé Odda désigne la voie nitrophosphatée de production d'engrais composés azotés-phosphatés-potassiques (NPK), fondée sur l'attaque de la roche phosphatée par l'acide nitrique plutôt que par l'acide sulfurique ou phosphorique. Cette technologie, référencée sous le nom de « nitrophosphate route (ODDA process) » dans la nomenclature industrielle européenne, se distingue par l'absence de formation de phosphogypse, sous-produit inévitable des procédés classiques à l'acide sulfurique^[1][2].

Principes de fabrication

La digestion de la roche phosphatée s'effectue au moyen d'acide nitrique. La solution obtenue est ensuite refroidie pour provoquer la cristallisation et la séparation des ions calcium sous forme de nitrate de calcium tétrahydraté (CNTH, Ca(NO₃)₂·4H₂O)^[2]. Cette étape de cristallisation constitue le cœur du procédé : elle permet d'éliminer la majeure partie du calcium de la solution phosphatée, évitant ainsi la précipitation de sulfate de calcium. L'acide nitrophosphorique filtré, appelé « NP acid », subit ensuite une neutralisation et une évaporation avant l'ajustement de la composition finale par incorporation d'ammoniac, d'urée, de sulfate d'ammonium, de solutions de nitrate d'ammonium, d'acides sulfurique ou phosphorique, ainsi que de sels de potassium et d'autres nutriments^[1]. La formation des particules et le conditionnement aboutissent à l'engrais NPK fini.

Le procédé Odda requiert généralement une intégration avec des unités de production d'ammoniac, d'acide nitrique et d'ammonitrate calcaire, en raison des matières premières nécessaires et des coproduits générés^[2]. L'ammoniac liquide peut par ailleurs être utilisé de manière économique pour le refroidissement de la section nitrophosphorique, notamment lors de la cristallisation du CNTH^[2].

Valorisation du coproduit calcium

Le nitrate de calcium tétrahydraté isolé lors de la cristallisation constitue un sous-produit majeur du procédé. Deux voies de valorisation principales existent. La première consiste en la conversion du CNTH en engrais nitrate de calcium commercial^[3]. La seconde, plus fréquemment mise en œuvre dans les complexes intégrés, transforme le CNTH en nitrate d'ammonium et en carbonate de calcium (chaux) par réaction avec l'ammoniac et le dioxyde de carbone. Le dioxyde de carbone provient généralement de l'unité d'ammoniac voisine, où il est produit en excès par rapport aux besoins stœchiométriques de la synthèse de l'urée^[3][4]. La réaction s'effectue dans une colonne de carbonatation où l'ammoniac et le CO₂ dissous forment du carbonate d'ammonium, lequel réagit avec le nitrate de calcium dissolu pour produire du nitrate d'ammonium et du carbonate de calcium précipité. Après séparation sur filtre à bande, la solution de nitrate d'ammonium à environ 65 % est concentrée par évaporation à deux étages ; le carbonate de calcium peut être réutilisé pour la fabrication d'ammonitrate calcaire^[3].

Aspects environnementaux et réglementaires

Les rejets aqueux du procédé Odda présentent des caractéristiques spécifiques. Pour une capacité de production de 1 200 t/j d'engrais NPK, les effluents après neutralisation affichent notamment un débit de 3 450 m³/j, une teneur en azote total de 0,2 kg/t de produit, et des concentrations en fluorures de 0,29 kg/t^[5]. Les effluents proviennent de la section nitrophosphorique et de la conversion du CNTH. Le fluor, présent dans la roche phosphatée, constitue un paramètre de surveillance particulier : les eaux résiduaires de lavage de roche digérée à l'acide nitrique et de lavage du sable contiennent du phosphore, du fluor et de l'azote nitrique^[5].

Sur le plan réglementaire européen, la législation relative aux produits fertilisants encadre la mise sur le marché des engrais, sans distinction spécifique du procédé de fabrication ; les exigences portent sur la composition, la sécurité sanitaire et les critères de valorisation des matières premières secondaires.

Position industrielle et marché

Le procédé Odda occupe une place de niche dans l'industrie mondiale des engrais NPK, dominée par la voie des acides mixtes (sulfurique et phosphorique). Sa réalisation industrielle suppose des complexes chimiques intégrés disposant simultanément de capacités d'ammoniac, d'acide nitrique et d'ammonitrate calcaire, ce qui en limite la diffusion géographique^[2]. L'avantage concurrentiel principal réside dans l'absence de phosphogypse à stocker ou à valoriser, contrainte environnementale majeure des procédés à l'acide sulfurique, et dans la flexibilité d'élaboration de certaines formules NPK riches en azote nitrique. En Europe, quelques sites historiques exploitent encore cette technologie, notamment dans des configurations intégrées à la production de nitrates et de CAN.