FI125995B - Menetelmä ja laitteisto jätteeksi luokiteltavan aineen käsittelemiseksi sekä menetelmällä ja laitteistolla valmistetun tuotteen käyttö - Google Patents

Description

MENETELMÄ JA LAITTEISTO JÄTTEEKSI LUOKITELTAVAN AINEEN KÄSITTELEMISEKSI SEKÄ MENETELMÄLLÄ JA LAITTEISTOLLA VALMISTETUN TUOTTEEN KÄYTTÖ

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa määritelty menetelmä ja patenttivaatimuksen 6 johdanto-osassa määritelty laitteisto jätteeksi luokiteltavan aineen käsittelemiseksi.

Keksinnön mukainen menetelmä ja laitteisto, eli jäljempänä lyhyemmin keksinnön mukainen ratkaisu sopii erittäin hyvin erilaisten jätteeksi luokiteltavien aineiden, kuten esimerkiksi kivihiilivoimaloiden sivutuotteena syntyvän lentotuh-kan, pohjatuhkan, vulkaanisen materiaalin, pala- ja raemai-sen kuonan sekä muun sopivan murskattavan jätteen, kuten lasin käsittelemiseksi ja muokkaamiseksi jatkojalostukseen kelpaaviksi tuotteiksi. Yksi erittäin sopiva käsittelykohde on kivihiilivoimaloiden sivutuotteena syntyvä lentotuhka, joka useimmiten viedään nykyisin jätteenä kaatopaikoille, mutta jota voidaan keksinnön mukaisesti käyttää pieniin raekokoihin lajiteltuna esimerkiksi sementin lisäaineena betonin valmistuksessa, asfaltin valmistuksessa, injektoin-tiaineen lisäaineena ja myös maanrakennusaineena.

Lentotuhkaa on käytetty jo tunnetun tekniikan mukaisesti edellä mainittuihin käyttötarkoituksiin, mutta tulokset eivät välttämättä ole olleet riittävän hyviä, sillä lentotuhkaa on yleisesti käytetty sellaisenaan, sitä mitenkään lajittelematta, jolloin esimerkiksi betoni, jossa lajittelematonta lentotuhkaa on käytetty lisäaineena, on laadullisesti parantunut vain jonkin verran tai ei yhtään. Lento-tuhkalla täydennetyt sementit sisältävät tunnetun tekniikan mukaisissa ratkaisuissa yleensä noin 15-35% lentotuhkaa. Käsittelemättömän lentotuhkan käyttö on tyypillisesti kau-siluonteista, käyttömäärät ovat rajallisia ja saatava hyöty on ollut pientä tiukkojen teknisten raja-arvojen määräämänä .

Lentotuhkaa on yritetty jalostaa myös pesemistekniikkaan perustuvilla ratkaisuilla, mutta nämä ratkaisut ovat kalliita ja lisäksi mukaan on liitettävä lentotuhkan kuivatus-prosessi .

Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainitut epäkohdat sekä aikaansaada edullinen ja luotettava menetelmä ja laitteisto jätteeksi luokiteltavan aineen käsittelemiseksi. Tällöin tarkoituksena on pyrkiä lisäämään esimerkiksi lentotuhkan hyötykäyttöä betoniteollisuudessa, as-falttirakentamisessa ja maanrakennuksessa sekä samalla vähentämään kaatopaikoille vietävän lentotuhkan ja muun teollisuusjätteen määrää. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Vastaavasti keksinnön mukaiselle laitteistolle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 6 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön muille sovel-lusmuodoille on tunnusomaista se, mitä on esitetty muissa patenttivaatimuksissa.

Keksinnön mukaisen ratkaisun yhtenä suurena etuna on muuten jätteeksi luokiteltavien ja jätteenä käsiteltävien aineiden, kuten esimerkiksi lentotuhkan saaminen taloudellisesti ja erittäin edullisesti uusiokäyttöön. Tällöin etuna on muun muassa betoniteollisuudessa sementin valmistuksen aiheuttamien CCg-päästöjen pieneneminen, koska sementtiä tarvitaan betonin valmistukseen vähemmän hyvin lajitellun lentotuhkan korvatessa osan sementistä. Tämä ei kuitenkaan onnistu niin hyvin lajittelemattomalla lentotuhkalla. Karkeasti arvioiden n. 100 kg lentotuhkaa korvaa n. 30 kg sementtiä. Vastaavasti asfaltin valmistuksessa on perinteisesti käytetty täyteaineena kalkkikivijauhetta. Sopivasti lajiteltu kivihiilen polton lentotuhka sopii kuitenkin hyvin asfalttipäällysteen hienoaineeksi, koska sillä on tasainen rakeisuus, hyvä huokosten täyttökapasiteetti, sopivan alhainen vesipitoisuus sekä emäksinen luonne. Koska lentotuhka on asfalttimassassa sidotussa muodossa, sen ympäristövaikutukset ovat vähäiset. Lentotuhkalla ja varsinkin sopivaan raekokoon lajitellulla lentotuhkalla voidaan korvata luonnon maa-aineksia esimerkiksi teiden pohjarakenteissa. Lentotuhka soveltuu hyvin erilaisiin täyttöraken-teisiin, perustuksiin ja meluvalleihin yhdyskuntarakentamisessa ja erikoisrakenteissa esimerkiksi satamissa ja kaatopaikoilla .

Keksinnön mukaisesti raekokonsa suhteen käsiteltyä ja lajiteltua, jätteeksi luokiteltavaa ainetta, kuten esimerkiksi lentotuhkaa voidaan kutsua mikronisoiduksi tuotteeksi, jolle kilpailevia tuotteita ovat muun muassa tunnetun tekniikan mukainen käsittelemätön lentotuhka ja piidioksidi eli silika (SiCg) . Keksinnön mukaisella ratkaisulla saadaan esimerkiksi seuraavia etuja: Valmistetut tuotteet ovat tasalaatuisia ja teknisesti luotettavia, näin valmistetut tuotteet korvaavat enemmän luonnon materiaaleja, korvaavat enemmän sementtiä, lajittelun tarkkuus ja lajitellun tuotteen parempi tekninen laatu on parempaa, betonin valmistuksessa tarvittava käyttömäärä pienempi kuin perinteisellä lentotuhkalla, jolloin voidaan pienentää raaka-aine- ja kuljetus- sekä energiakustannuksia, ekologinen jalanjälki on pienempi kuin perinteisellä lentotuhkalla, lisäksi keksinnön mukainen tuote on sertifioitu.

Etuna on myös keksinnön mukaisen ratkaisun edullisuus ja se, että jätteenkäsittely voidaan hoitaa kokonaisvaltaisesti ja keskitetysti, kuten jätteenkäsittelylaitoksessa. Lisäksi etuna on myös se, että kaikki käsiteltävä jäte menee käytettäväksi eri tuotteisiin, jolloin jätteen määrä piene- nee. Etuna on vielä se, että lentotuhkassa olevat raskasmetallit saadaan erotetuksi omaan raekokoluokkaansa, jolloin tiedetään, minkä raekokoluokan tuotteissa ei ole raskasmetalleja. Näitä tuotteita voidaan sitten käyttää vapaasti sellaisiinkin käyttökohteisiin, joihin raskasmetallia sisältäviä tuotteita ei saa käyttää. Vastaavasti sellaista raekoon mukaista tuotetta, jossa tiedetään olevan raskasmetalleja, voidaan käyttää esimerkiksi asfaltin ja betonin valmistuksessa, joissa lentotuhka on sidotussa muodossa.

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin sovellutusesimerkkien avulla viittaamalla oheisiin yksinkertaistettuihin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää keksinnön mukaista menetelmää yksinkertaistettuna kaaviokuvana, kuvio 2 esittää sivulta katsottuna leikattuna, kaaviolli-sesti ja yksinkertaistettuna yhtä keksinnön mukaista lentotuhkan tai vastaavan jäteaineen lajitteluun jaa, kuvio 3 esittää päältä katsottuna, kaaviollisesti ja yksinkertaistettuna yhtä keksinnön mukaista lento-tuhkan tai vastaavan jäteaineen lajittelulinjas-toa, kuvio 4 esittää kaaviollisesti ja yksinkertaistettuna näytettä juuri sekoitetusta märästä betonista ja kuvio 5 esittää kuviossa 4 pistekatkoviivoilla esitettyä näytteenottokohtaa huomattavasti suurennettuna ja kaaviollisesti.

Keksinnön mukaisessa ratkaisussa lentotuhka ja muut teollisuuden prosessijätteeksi luokiteltavat aineet, kuten pohja-tuhka, pala- ja raemainen kuona sekä muu sopiva murskattava jäte, kuten lasi ja vulkaaninen materiaali prosessoidaan niin, että sitä ei luokitella enää jätteeksi. Keksinnön mu kaisessa menetelmässä lentotuhka ja/tai muut edellä mainitut aineet lajitellaan ja luokitellaan halutun olennaisen tarkan raekokojakauman saavuttamiseksi. Tarvittaessa materiaali jauhetaan pienemmäksi ja toimitetaan uudelleen rae-kokolajitteluun. Lisäksi kullekin raekoolle ja materiaalille määritetään niiden oikeat käyttökohteet. Näin lajitellut, raekooltaan erilaiset tuotteet säilytetään kukin omissa säiliöissään tulevaa käyttöä varten. Tätä prosessia kutsutaan lyhyemmin mikronisoinniksi ja esimerkiksi keksinnön mukaisella raaka-aineella valmistettua betonia mikrobeto-niksi.

Kuviossa 1 on esitetty keksinnön mukaista menetelmää yksinkertaistettuna kaaviokuvana. Siinä raaka-aineena oleva lentotuhka la tai muu tarkoitukseen sopiva, esimerkiksi jätteeksi luokiteltava materiaali ib toimitetaan materiaalin varastopaikasta 1 keksinnön mukaiseen mikronisointiproses-siin 2, jossa materiaali luokitellaan ja lajitellaan materiaalin ja raekoon mukaan eri kokoisiin fraktioihin seulojen ja/tai ilmapuhalluksen, esimerkiksi paineilmapuhalluk-sen avulla. Näin lajitellut tuotteet 3a varastoidaan materiaali- ja raekokokohtaisesti varastopaikkaansa 3 esimerkiksi varastosäiliöinä toimiviin siiloihin, joista tuotteet 3a, esimerkiksi tiettyyn eri raekokoon seulottu ja lajiteltu lentotuhka toimitetaan halutussa raekoossa loppukäyttäjille 4 esimerkiksi asfaltin 4a ja/tai betonin 4b valmistukseen ja/tai maanrakennustyöhön 4c.

Kuviossa 2 on esitetty sivulta katsottuna leikattuna, kaa-viollisesti ja yksinkertaistettuna yhtä keksinnön mukaista lentotuhkan tai vastaavan jäteaineen lajittelulinjaa 5. Tässä tapauksessa lajiteltava materiaali, esimerkiksi lentotuhka 12 lajitellaan neljään eri raekokoluokkaan, mutta yhtä hyvin raekokoluokkia voisi olla esimerkiksi 2, 3, 5, 6 tai enemmänkin. Lajiteltava materiaali, esimerkiksi lento- tuhka 12 ohjataan syöttökanavaa 11 pitkin aluksi esiseulana toimivalle seulontalaitteelle 13, esimerkiksi mekaaniselle täryseulalle tai tuuliseulalle, jossa ylisuuret partikkelit 20 ja palamaton hiili erotetaan lentotuhkasta 12 ja ohjataan takaisin esimerkiksi voimalaitoksen polttoon. Laitteistossa on välineet seulan 13 säätämiseksi raekoon, kaltevuuskulman ja muiden haluttujen kriteerien mukaan.

Seulan 13 läpi mennyt materiaali putoaa ensimmäiseen lajit-telusuppiloon 6, jonka yläosassa on pyörivä, esimerkiksi ratasmainen heittoelin 16, jonka siivet 17 hajottavat putoavan materiaalin ja heittävät osan putoavasta materiaalista eteenpäin toiselle lajittelusuppilolle 7. Heittovai-kutusta tehostetaan puhaltimella 14, jonka puhaltama paineinen ilmavirta 15 heittää pienempiä ja kevyempiä materi-aalipartikkeleita kohti toista lajittelusuppiloa 7. Vain kooltaan suurimmat ja raskaammat hiukkaset eli materiaali-partikkelit 12a putoavat ensimmäiseen lajittelusuppiloon 6 ja sen kautta varastosäiliöönsä nuolen 19a suunnassa. Laitteistossa on välineet puhaltimen 14 säätämiseksi puhallus-paineen, puhallussuunnan, ilmamäärän ja muiden haluttujen kriteerien mukaan. Lisäksi laitteistossa on tarvittaessa apupuhaltimet esimerkiksi lajittelulinjan 5 sivulla lajit-telulinjan 5 keskiosassa. Apupuhaltimilla tehostetaan kooltaan pienempien hiukkasten eli materiaalipartikkelien 12b-12d kulkua omiin lajittelusuppiloihinsa 7-9.

Puhaltimen 14 ilmavirran 15 ja heittoelimen 16 ansiosta kevyemmät lentotuhkapartikkelit lentävät aina linjassa kahden peräkkäisen lajittelusuppilon välisen, yläpäästään avoimen ja korkeudeltaan säädettävän väliseinän 10 yläpuolelta kohti muita lajittelusuppiloita ja näistä raskaimmat ja raekooltaan toiseksi suurimmat partikkelit 12b putoavat toiseen lajittelusuppiloon 7, josta ne johdetaan edelleen omaan varastosäiliöönsä nuolen 19b suunnassa.

Vastaavasti seuraavaksi pienimmät partikkelit 12c jaksavat lentää ilmavirran mukana seuraavankin väliseinän 10 yli kolmannelle lajittelusuppilolle 8 asti, jonne ne painonsa takia putoavat ja joutuvat sitä kautta edelleen omaan varastosäiliöönsä nuolen 19c suunnassa. Kun taas kooltaan pienimmät ja kevyimmät partikkelit 12d lentävät vielä neljänteenkin lajittelusuppiloon 9 asti, jonka takaseinään 10a ne viimeistään pysähtyvät ja putoavat lajittelusuppiloon 9, josta edelleen omaan varastosäiliöönsä nuolen 19d suunnassa. Lajittelusuppiloiden 6-9 väliseinien 10 korkeudella säädetään myös kuhunkin lajittelusuppiloon 7-9 saatavaa lentotuhkamäärää ja samalla materiaalin partikkelikokoa. Esimerkiksi mitä korkeampi on väliseinä 10 lajittelusuppiloiden 8 ja 9 välissä sitä pienempiä raekooltaan ovat viimeiseen lajittelusuppiloon 9 laskeutuvat lentotuhkahiukka-set 12d.

Lajittelulinjassa 5 on vielä kansi 18 lajittelusuppiloiden 7-9 päällä, jotta lajittelusuppiloihin 7-9 ei pääsisi vieraita aineita eikä lajiteltavaa materiaalia karkaisi ilmavirran 15 mukana pois.

Lajittelulinjan 5 ensimmäisessä päässä, ensimmäisen lajit-telusuppilon 6 edessä oleva puhallin 14 ja sen puhaltaman ilmavirran 15 suunta on lajittelun kannalta erittäin tärkeä. Ilmavirta 15 suunnataan osittain sivulta ja altapäin alaspäin putoavaan hiukkasvirtaan, jolloin kevyemmät partikkelit lentävät ilmavirran mukana osittain ylöspäin ja samalla kohti lajittelulinjan 5 muita lajittelusuppiloita 7-9 ja kulkeutuvat ilmavirran mukana omalle koolleen tarkoitettuun lajittelusuppiloon 6-9. Heittoelin 16 auttaa ilmavirtaa 15 hajottamaan materiaalivirtaa.

Kuviossa 3 on esitetty päältä katsottuna, kaaviollisesti ja yksinkertaistettuna yhtä keksinnön mukaista lentotuhkan tai vastaavan jäteaineen lajittelulinjastoa 21, joka käsittää useita rinnakkaisia lajittelulinjaa 5 vastaavia lajittelu-linjoja 5a-5e, joissa voi olla sekä keskenään samaa materiaalia että täysin eri materiaalia. Lajittelulinjojen 5-5e alkupäässä on jätemateriaalin vastaanottopiste tarvittavine laitteineen ja linjojen toisessa päässä ja kunkin varastosäiliön kohdalla on lajitellun tuotteen nouto- ja jakelupisteet. Kunkin lajittelulinjan 5-5e välissä on edullisesti esimerkiksi ajotie lajitellun tuotteen viemiseksi edelleen käyttöön, tai putkisto tai jokin muu sopiva vastaava jakelukanava lajiteltujen tuotteiden toimittamiseksi jatkokäyttöön. Kuvion 3 oikeassa alareunassa on merkittynä linjan 5 raekooltaan pienimmän tuotteen 12d reitti lajittelusuppilon 9 alapuolella olevasta varastosiilostaan edelleen käyttöön. Muita nouto- ja jakelupisteitä tai -reittejä ei ole kuviossa 3 esitetty selvyyden vuoksi.

Kuviossa 3 on esitetty alimpana kuviossa 2 aikaisemmin esitetty lentotuhkan lajittelulinja 5, jossa on vastaanottopiste 22 laitteineen lentotuhkan 12 vastaanottamiseksi ja johtamiseksi esimerkiksi syöttökanavaa 11 pitkin lajittelu-linjan 5 lajittelulaitteistoon ja lajittelusuppiloihin 6-9, joista haluttuun raekokoon lajiteltu lentotuhka johdetaan kukin raekoko omaan varastosäiliöönsä tai pakkauslinjaansa.

Lentotuhkan lajittelulinjan 5 vieressä voisi olla tarvittaessa myös toinen tai useampi, olennaisesti samanlainen lentotuhkan lajittelulinja 5. Yhtä hyvin lentotuhkan lajitte-lulinja 5 voisi olla vain yksinään koko laitteistossa. Tässä esimerkkitapauksessa lentotuhkan lajittelulinjan 5 vieressä on voimalaitoksen pohjatuhkan lajittelulinja 5a, joka on periaatteessa olennaisesti samanlainen kuin lentotuhkan lajittelulinja 5, mutta jonka käsittelylaitteet eroavat tarvittaessa lentotuhkan lajittelulinjän 5 käsittelylaitteista. Pohjatuhkan lajittelulinjaan 5a kuuluu ainakin poh-jatuhkan vastaanottopiste 23 sekä jauhatusyksikkö 28, jossa pohjatuhka jauhetaan raekooltaan pienemmäksi ennen lajitte-lusuppiloihin 6a-9a lajittelua. Lajittelu suoritetaan olennaisesti samanlaisella seula- ja ilmapuhallusjärjestelyllä kuin lentotuhkan lajittelukin.

Seuraavana linjastoon voi kuulua esimerkiksi granuloidun, raemaisen kuonan lajittelulinja 5b, joka on periaatteessa olennaisesti samanlainen kuin pohjatuhkan lajittelulinja 5a, mutta jonka käsittelylaitteet eroavat tarvittaessa pohjatuhkan lajittelulinjan 5a käsittelylaitteista. Granuloidun kuonan lajittelulinjaan 5b kuuluu ainakin kuonan vastaanottopiste 24 sekä jauhatusyksikkö 28, jossa pohjatuhka jauhetaan raekooltaan pienemmäksi ennen lajittelusuppiloi-hin 6b-9b lajittelua. Lajittelu suoritetaan olennaisesti esimerkiksi samanlaisella seula- ja ilmapuhallusjärjestelyllä kuin lentotuhkan lajittelukin.

Seuraavana linjastoon voi kuulua edelleen esimerkiksi vulkaanisten aineiden lajittelulinja 5c, joka on periaatteessa olennaisesti samanlainen kuin muutkin linjaston lajittelu-linjat, mutta jonka käsittelylaitteet eroavat tarvittaessa muiden lajittelulinjojen käsittelylaitteista. Vulkaanisten aineiden lajittelulinjaan 5c kuuluu ainakin materiaalin vastaanottopiste 25 sekä murskausyksikkö 29, jossa vulkaaninen aine murskataan ja tarvittaessa jauhetaan raekooltaan pienemmäksi ennen lajittelusuppiloihin 6c-9c lajittelua. Lajittelu suoritetaan olennaisesti esimerkiksi samanlaisella seula- ja ilmapuhallusjärjestelyllä kuin lentotuhkan laj ittelukin.

Linjastoon voi kuulua myös muunlaisen murskattavan jätteen, kuten esimerkiksi jätteenä olevien lasin ja keramiikkatava- roiden lajittelulinja 5d, joka on periaatteessa olennaisesti samanlainen kuin muutkin linjaston lajittelulinjat, mutta jonka käsittelylaitteet eroavat tarvittaessa muiden la-jittelulinjojen käsittelylaitteista. Murskattavan jätteen lajittelulinjaan 5d kuuluu ainakin materiaalin vastaanottopiste 26 sekä murskausyksikkö 29, jossa murskattava jäte murskataan ja tarvittaessa jauhetaan raekooltaan pienemmäksi ennen lajittelusuppiloihin 6d-9d lajittelua. Lajittelu suoritetaan olennaisesti esimerkiksi samanlaisella seula-ja ilmapuhallusjärjestelyllä kuin lentotuhkan lajittelukin.

Viimeisenä esimerkin mukaisessa linjastossa on palakuonan lajittelulinja 5e, joka on periaatteessa olennaisesti samanlainen kuin muutkin linjaston lajittelulinjat, mutta jonka käsittelylaitteet eroavat tarvittaessa muiden lajit-telulinjojen käsittelylaitteista. Palakuonan lajittelulin-jaan 5e kuuluu ainakin materiaalin vastaanottopiste 27 sekä murskausyksikkö 29, jossa palakuona murskataan ja tarvittaessa jauhetaan raekooltaan pienemmäksi ennen lajittelusuppiloihin 6e-9e lajittelua. Lajittelu suoritetaan olennaisesti esimerkiksi samanlaisella seula- ja ilmapuhallusjär-jestelyllä kuin lentotuhkan lajittelukin.

Lajittelulinjastossa voi olla siis vain yksi lajittelulinja 5-5e tai useita vierekkäisiä lajittelulinjoja 5-5e, joissa kaikissa on eri lähtömateriaalista lajiteltua tuotetta tai joissa voi myös olla samoista lähtömateriaaleista lajiteltuja tuotteita. Lisäksi linjastossa tai yhdessä lajittelu-linjassa 5-5e voi lajittelusuppiloiden 6-9e syöttämissä varastosäiliöissä kussakin olla vain yhden raekoon mukaan lajiteltua tuotetta tai myös yhdessäkin linjassa 5-5e voi olla enemmän kuin yksi varastosäiliö, jossa on olennaisesti samaa materiaalia ja myös keskenään samaa raekokoa olevaa materiaalia. Tällöin kyseisen tuotteen käyttö on mahdollis ta silloinkin, kun yksi varastosäiliö olisi huollon tai muun syyn takia pois käytöstä.

Olennaista keksinnön mukaiselle ratkaisulle on, että jäte-materiaalista lajittelemalla tehdyt tuotteet on varastoitu säiliöihinsä lajiteltuina olennaisen tarkasti määritellyn halutun raekoon mukaisiin tuotteisiin, jolloin tuotteita on helppo käyttää juuri niille parhaiten sopivaan käyttöön, kuten esimerkiksi lisäaineena sementtiin betonin valmistusta varten.

Taulukossa 1 on esitetty ote eräästä koetuloksesta, jossa lajiteltiin lentotuhkaa keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteiston kaltaisella testilaitteella. Siinä tuote nro 1 (Product 1) on olennaisesti lajittelematon karkea lähtöaine ja tuote nro 5 on kaikista hienojakoisin aine. Pystysarak-keissa on esitetty neljä eri tilavuusprosenttiarvoa: D10, joka vastaa 10%; D50, joka vastaa 50%; D97, joka vastaa 97%; ja D100, joka vastaa 100%. Sarakkeissa esitetyt desimaaliluvut ovat materiaalin raekokoja mikrometreinä (pm).

Taulukko 1

Esimerkiksi jos tarkastellaan alinta tuotetta nro 5, nähdään, että lajittelussa on mennyt koko materiaalista 100% läpi seulasta, jonka reikäkoko on 4 pm, eli lajitellussa tuotteessa suurin raekoko on 4 pm. Yleisesti tärkeämpänä kriteerinä pidetään kuitenkin raekokoa arvolla D97, joka useimmiten riittää arvon D100 sijaan, ja tuotetta arvioidaan yleisesti arvolla D50, jolla määritetään tuotteen raekoon keskihienous. Taulukosta 1 nähdään, että tuotteen nro 5 keskihienous D50 on siis 1,46 pm ja enemmän kuin 10% tuotteesta on materiaalia, jonka raekoko on alle 1 pm, eli osa tuotteesta kuuluu raekooltaan jo nanometriluokkaan.

Lentotuhkan ja muun käytettävän jätemateriaalin käsitteleminen ja lajitteleminen raekooltaan juuri tietyn kokoisiin tuotteisiin mahdollistaa näiden tuotteiden edullisen ja tarkoituksen mukaisen hyötykäytön erilaisiin käyttötarkoituksiin, joihin näin lajittelemattoman jätemateriaalin käyttöä ei ole voitu aikaisemmin toteuttaa. Esimerkiksi betoniin käytetyn sementin lisäaineena juuri raekooltaan oikein valittu lentotuhka muun muassa parantaa betonin laatua ja alentaa betonin hintaa sekä vähentää sementin kulutusta.

Kun betonin valmistuksessa tarvittavan sementin lisäaineena käytetään tarkasti oikeaan raekokoon lajiteltua lentotuh-kaa, voidaan lentotuhkaa käyttää vähemmän kuin tunnetun tekniikan mukaisissa ratkaisuissa saman lopputuloksen saavuttamiseksi, eli 15-35% sijasta lentotuhkaa tarvitaan keksinnön mukaisessa ratkaisussa vain 2-14%. Tällöin lentotuhkan raekoko on esimerkiksi seuraava: D50 on välillä 1-8 pm, D97 on välillä 2-40 pm ja D100 on välillä 3-80 pm. Vastaavasti D10 on välillä 0,5-2 pm.

Kuviossa 4 on esitetty kaaviollisesti ja yksinkertaistettuna näyte juuri sekoitetusta märästä betonista, jossa on vinoviivoilla esitetyn, sideaineena olevan sementtigeelin 30 seassa vahvikkeena sekä pieniä kiviä 31 että suurempia kiviä 32. Lisäksi betonissa voi olla metalli- ja muita vah vikkeita, mutta niitä ei ole kuviossa esitetty. Kuvioon 4 on lisätty myös pistekatkoviivoilla esitetty näytteenotto-kohta 33, joka on esitetty paljon suurennettuna kuviossa 5.

Kuvion 5 mukainen betonin näytepala on kaaviollinen ja yksinkertaistettu ja siinä on esitetty vain, miten keksinnön mukaisesti lajitellun lentotuhkan rakeet 34 ovat sijoittuneet niitä suurempien sementtirakeiden 35 väliin tiivistäen sideaineena toimivan sementtimassan rakennetta. Ilman sementt irakeita 35 kooltaan pienempiä lentotuhkarakeita 34 sementtirakeiden 35 väliin jäisi turhan paljon tyhjää tilaa, esimerkiksi noin 2-15%, joka tyhjä tila heikentää rakennetta. Sementin lisäaineena käytetty, sementtirakeita 35 pienirakeisempi ja käyttötarkoitukseen raekooltaan oikein valittu lentotuhka siis lisää fyysisesti sementin lujuutta ja näin vahvistaa lentotuhkalla lisätystä sementistä valmistettua betonia ja betonista tulee paremmin työstettävää sekä valettavaa. Samoin muun muassa kuivumishalkeamat vähenevät ja pakkasenkestävyys paranee.

Tunnetun tekniikan mukaisesti sementtiä valmistettaessa lentotuhka lisätään sementtiin sementin jauhatusvaiheessa. Tällöin ei ole kuitenkaan mahdollista saada välttämättä raekooltaan oikean kokoista lentotuhkaa juuri valmistettavan sementtilaadun ominaisuuksiin nähden. Keksinnön mukaisesti raekooltaan juuri oikeankokoista lentotuhkaa lisätään sementtiin vasta sementin jauhatuksen loppuvaiheessa tai sen jälkeen, jolloin lentotuhkan raekoko riippuu sementin käyttötarkoituksesta. Näin suuria sementtirakeita 35 sisältävään sementtiin lisätään raekooltaan suurirakeisempaa lentotuhkaa ja pienempiä sementtirakeita 35 sisältävään sementtiin lisätään raekooltaan pienempirakeisempaa lentotuhkaa. Näin saadaan laadultaan hyviä sementtiseoksia eri käyttötarkoituksiin.

Valmistettaessa sementtipohjaisia injektointiaineita erilaisten rakojen ja halkeamien, kuten betoni- tai kalliohal-keamien täyttämiseen, keksinnön mukainen ratkaisu mahdollistaa erittäin hyvän lopputuloksen, koska sementin lisäaineena käytetyn lentotuhkan tai muun sopivan edellä mainituista jäteaineista valmistetun, sopiviin raekokoihin lajitellun tuotteen lisääminen on käyttötarkoituksen mukaan erittäin helppoa. Usein tällöin haluttuun tuotteeseen lisätään kuvion 5 esittämän tavan mukaisesti raekooltaan se-menttirakeita 35 pienempää lentotuhkaa, joka tiivistyttää rakennetta. Sementtiseos voidaan valmistaa myös niin, että sementtirakeet 35 ovat kooltaan pienempiä kuin lentotuhka-rakeet 34, mutta tässäkin tapauksessa on olennaista, että käytetään lajiteltua lentotuhkaa, jonka raekoko on tiedossa .

Keksinnön mukaisesti betonin valmistukseen soveltuvaan sementtiin sekoitetaan sementtirakeita 35 pienempiä lentotuh-karakeita 34 täyttämään ainoastaan sementtirakeiden 35 välisiä tyhjiä tiloja, tällöin halutun sementtilaadun perusteella raekooltaan tarkasti lajiteltua ja valittua lento-tuhkaa sekoitetaan sementtiin vain noin 2-14% sementin määrästä, sopivasti esimerkiksi noin 3-12% ja edullisesti esimerkiksi noin 5-10% tai mikä tahansa sopiva prosenttimäärä edellä esitetyistä väleistä, eli 4, 6, 7, 8, 9, 11 tai 13 prosenttia tai näiden osia. Näin käytettävän lentotuhkan määrä voi siis olla tarkan raekokolajittelun ansiosta paljon pienempi kuin tunnetun tekniikan mukaisesti käytetty noin 15-35% sementin määrästä.

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön eri sovel-lutusmuodot eivät rajoitu ainoastaan edellä esitettyihin esimerkkeihin, vaan voivat vaihdella jäljempänä esitettävien patenttivaatimusten puitteissa. Olennaista on, että käytetään raekooltaan käyttötarkoituksen mukaan lajiteltua li- säainetuotetta, kuten lentotuhkaa tai muuta jätteeksi luokiteltavaa materiaalia, jolloin tiedetään olennaisen tarkasti mainitun lisäainetuotteen raekoko.

Alan ammattimiehelle on myös selvää, että keksinnön mukaista lajiteltua lisäainetuotetta voidaan tehdä myös muilla menetelmillä ja laitteistoilla kuin edellä on esitetty.

Claims (9)

1. Menetelmä jätteeksi luokiteltavan aineen käsittelemiseksi, jossa menetelmässä jätteeksi luokiteltava aine muokataan käytettäväksi esimerkiksi lisäaineena sementin, betonin, asfaltin ja/tai injektointiaineen valmistuksessa sekä myös maanrakennuksessa, jossa menetelmässä jätteeksi luokiteltava aine lajitellaan raekokonsa mukaan eri tuotteiksi ja säilytetään sekä käytetään raekokonsa mukaan eri tuotteina esimerkiksi lisäaineena sementin, betonin, asfaltin ja/tai injektointiaineen valmistuksessa sekä myös maanrakennuksessa, tunnettu siitä, että esiseulonnan jälkeen lajiteltavan ainevirran annetaan pudota alaspäin ja ilmaa puhalletaan alaspäin putoavaan materiaalivirtaan vinosti ylöspäin niin, että suurikokoisimpien hiukkasten (12a) annetaan pudota suoraan ensimmäiseen lajittelusuppiloon (6) ja seuraavaksi suurikokoisimmat hiukkaset (12b) ohjataan ilmavirran (15) mukana seuraavaan lajittelusuppiloon (7), ja niin edelleen, sekä pienikokoisimmat hiukkaset (12d) ohjataan ilmavirran mukana viimeiseen lajittelusuppiloon (9).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jätteeksi luokiteltava aine lajitellaan raekokonsa mukaan poistamalla siitä ensin suurimmat hiukkaset seulon-talaitteella (13) tai vastaavalla, jonka jälkeen ainevirta johdetaan mekaaniseen erotukseen, kuten pyörivään heitto-elimeen (16) ja samalla puhalletaan ainevirtaan ilmaa pu-haltimella (14) voimalla, joka kuljettaa raekooltaan eri kokoiset hiukkaset (12a-12d) suuruusluokkansa mukaisiin la-jittelusuppiloihin (6-9) ja edelleen omiin varastosäiliöihinsä .

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jätteeksi luokiteltavat eri aineet, kuten ien- totuhka, pohjatuhka, vulkaaninen aine, granuloitu kuona, palakuona ja murskattava jäte, kuten lasi, posliini ja niin edelleen, lajitellaan raekoon mukaan kukin omiin varasto-säiliöihinsä erillisiksi tuotteiksi, joita käytetään joko lisäaineena tai sellaisenaan eri käyttötarkoituksiin.

4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jätteeksi luokiteltava aine lajitellaan raekoon mukaan eri tuotteiksi, joiden raekoot ovat esimerkiksi yksi tai useampi seuraavista: D10 on välillä 0,5-2 pm; D50 on välillä 1-8 pm; D97 on välillä 2-40 pm ja D100 on välillä 3-80 pm.

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että betonin valmistuksessa käytettävään sementtiin sekoitetaan lisäaineeksi lentotuhkaa noin 2-14% sementin määrästä, sopivasti esimerkiksi noin 3-12% ja edullisesti esimerkiksi noin 5-10% tai mikä tahansa sopiva prosenttimäärä edellä esitetyistä väleistä, eli 4, 6, 7, 8, 9, 11 tai 13 prosenttia tai näiden osia.

6. Laitteisto jätteeksi luokiteltavan aineen käsittelemiseksi, johon laitteistoon kuuluu ainakin seulontalaite (13) ja pyörivä heittoelin (16) lajiteltavan materiaalin toimittamiseksi lajittelusuppiloihin (6-9), jotka on sijoitettu keskenään peräkkäin lajittelulinjaan (5-5e), tunnettu siitä, että lajittelusuppilot (6-9) on erotettu samassa lajit-telulinjassa (5-5e) toisistaan yläpäästään avoimien ja korkeudeltaan säädettävien väliseinien 10 avulla, ja että lajitteluun j an (5) ensimmäisessä päässä on puhallin (14), jonka puhaltama ilmavirtaus on suunnattu alhaalta vinosti ylöspäin kohti ensimmäiseen lajittelusuppiloon (6) putoavaa materiaalivirtaa, ja joka puhallin (14) on järjestetty puhaltamaan keveimmät ja raekooltaan pienimmät hiukkaset (12d) lajittelusuppiloiden (6-8) yli puhaltimesta (14) katsoen kauimmaiseen lajittelusuppiloon (9), toiseksi keveim-mät ja raekooltaan toiseksi pienimmät hiukkaset (12c) la-jittelusuppiloiden (6-7) yli puhaltimesta (14) katsoen toiseksi kauimmaiseen lajittelusuppiloon (8) ja seuraavaksi keveimmät ja raekooltaan seuraavaksi pienimmät hiukkaset (12b) lajittelusuppilon (6) yli puhaltimesta (14) katsoen toiseksi kauimmaista lajittelusuppiloa (8) edeltävään la-jittelusuppiloon (7).

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteistoon kuuluu joukko keskenään rinnakkain sijoitettuja, samalle tai eri jätteelle tarkoitettuja la-jittelulinjoja (5-5e), jotka on kukin järjestetty lajittelemaan jätteet lajitellun raekoon mukaan eri tuotteiksi omiin tuotesäiliöihinsä.

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että jätteeksi luokiteltava aine on lajiteltu laitteiston lajittelulinjalla (5-5e) raekoon mukaan eri tuotteiksi, joiden raekoot ovat esimerkiksi yksi tai useampi seuraavista: D10 on välillä 0,5-2 pm; D50 on välillä 1-8 pm; D97 on välillä 2-40 pm ja D100 on välillä 3-80 pm.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukaisella menetelmällä ja/tai patenttivaatimuksen 6 mukaisella laitteistolla raekoon mukaan eri tuotteiksi lajitellun jätteeksi luokiteltavan aineen käyttö sementin lisäaineena, betonin lisäaineena, asfaltin lisäaineena, injektointiaineen lisäaineena, kyllästysaineen lisäaineena ja/tai maanrakennusaineena.