FI128089B - Menetelmä jätteeksi luokiteltavan tuhkan käsittelemiseksi ja menetelmällä muodostettu tuote sekä tuotteen käyttö - Google Patents

Menetelmä jätteeksi luokiteltavan tuhkan käsittelemiseksi ja menetelmällä muodostettu tuote sekä tuotteen käyttö Download PDF

Info

Publication number
FI128089B
FI128089B FI20175393A FI20175393A FI128089B FI 128089 B FI128089 B FI 128089B FI 20175393 A FI20175393 A FI 20175393A FI 20175393 A FI20175393 A FI 20175393A FI 128089 B FI128089 B FI 128089B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
ash
product
weight
gypsum
grain size
Prior art date
Application number
FI20175393A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20175393A (fi
Inventor
Aino Heikkinen-Mustonen
Original Assignee
Fatec Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fatec Oy filed Critical Fatec Oy
Priority to FI20175393A priority Critical patent/FI128089B/fi
Priority to EP18794395.6A priority patent/EP3619177A4/en
Priority to PCT/FI2018/050326 priority patent/WO2018202954A1/en
Publication of FI20175393A publication Critical patent/FI20175393A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI128089B publication Critical patent/FI128089B/fi

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
    • C09K17/02—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing inorganic compounds only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
    • C04B18/068—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases from burning wood
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
    • C04B18/08—Flue dust, i.e. fly ash
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/002—Water
    • C04B22/006—Water released by a chemical reaction, e.g. polymer condensation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/021—Ash cements, e.g. fly ash cements ; Cements based on incineration residues, e.g. alkali-activated slags from waste incineration ; Kiln dust cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05B—PHOSPHATIC FERTILISERS
    • C05B13/00—Fertilisers produced by pyrogenic processes from phosphatic materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05D—INORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C; FERTILISERS PRODUCING CARBON DIOXIDE
    • C05D9/00—Other inorganic fertilisers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
    • C09K17/02—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing inorganic compounds only
    • C09K17/08—Aluminium compounds, e.g. aluminium hydroxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/42—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
    • C09K8/46—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement
    • C09K8/467—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement containing additives for specific purposes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B2/00—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B2101/00—Type of solid waste
    • B09B2101/30—Incineration ashes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B09B3/20—Agglomeration, binding or encapsulation of solid waste
    • B09B3/25—Agglomeration, binding or encapsulation of solid waste using mineral binders or matrix
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00724—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 in mining operations, e.g. for backfilling; in making tunnels or galleries
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00732—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for soil stabilisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/0075—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for road construction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/70—Grouts, e.g. injection mixtures for cables for prestressed concrete
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/78—Recycling of wood or furniture waste
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Keksinnön kohteena on menetelmä jätteeksi luokiteltavan tuhkan käsittelemiseksi. Tuhka lajitellaan kuivana raekoon mukaan ja muokataan käytettäväksi lisäaineena joko sementin, betonin, asfaltin, lannoitteen, levymäisten tuotteiden ja/tai injektointiaineen valmistuksessa ja/tai maanrakennuksessa, maanvahvistuksessa, tienpohjan ja muiden maa-alueiden stabiloinnissa tai kaivostäytössä. Lisäainetuotteeksi valitaan raekooltaan tarkoitukseen soveltuvaa lajiteltua tuhkaa, johon sekoitetaan jätekipsiä tai muita lisäaineita tarpeen mukaan. Valmistettaessa lisäainetta tienpohjan ja muiden maa-alueiden stabilointiin on edullista käyttää tuhkana puunpoltosta peräisin olevaa tuhkaa. Keksintö kohdistuu myös menetelmällä valmistettuihin tuotteisiin ja niiden käyttöön.

Description

MENETELMÄ JÄTTEEKSI LUOKITELTAVAN TUHKAN KÄSITTELEMISEKSI JA MENETELMÄLLÄ MUODOSTETTU TUOTE SEKÄ TUOTTEEN KÄYTTÖ
Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa määritelty menetelmä jätteeksi luokiteltavan tuhkan käsittelemiseksi, sekä patenttivaatimuksen 4 johdanto-osassa määritelty menetelmällä muodostettu tuote ja patenttivaatimuksen 6 johdanto-osassa määritelty tuotteen käyttö.
Keksinnön mukainen menetelmä sopii erittäin hyvin erilaisten jätteeksi luokiteltavien aineiden, kuten esimerkiksi kivihiilen poltosta syntyvän lentotuhkan, puun, turpeen tai muun biopohjaisen materiaalin poltosta syntyvän tuhkan, jota kutsutaan jäljempänä biotuhkaksi, voimaloiden pohjatuh15 kan, öljyliuskeen eli kukersiitin eli palavankiven tuhkan, sekä savukaasujen rikinpoiston lopputuotteen, jätteeksi katsotun kipsin ja erilaisten tekstiilijätteiden käsittelemiseksi ja muokkaamiseksi jatkojalostukseen kelpaaviksi tuotteiksi. Yksi sopiva käsittelykohde on kivihiilivoima20 loiden sivutuotteena syntyvä lentotuhka, biotuhka ja/tai kivihiilituhkan ja biotuhkan muodostama sekatuhka, joka useimmiten viedään nykyisin jätteenä kaatopaikoille, mutta jota voidaan keksinnön mukaisesti sopivasti eri raekokoihin lajiteltuna käyttää eri tarkoituksiin, kuten esimerkiksi sementin lisäaineena betonin valmistuksessa, asfaltin valmistuksessa, injektointiaineen lisäaineena, lannoitteena ja esimerkiksi jätekipsiin tai savukaasujen rikinpoiston lopputuotteeseen sekoitettuna myös maanparannusaineena, esimerkiksi tienpohjaa stabiloitaessa tai maata vahvistettaes30 sa, ja myös käytöstä poistettujen kaivosten täyttämiseen.
Kaikista tässä kappaleessa mainituista tuhkista käytetään jäljempänä myös yhteisnimitystä tuhka.
Lentotuhkaa on käytetty jo tunnetun tekniikan mukaisesti 35 edellä mainittuihin käyttötarkoituksiin, mutta tulokset ei2
20175393 prh 09 -07- 2019 vät välttämättä ole aina olleet riittävän hyviä, sillä lentotuhkaa on yleisesti käytetty sellaisenaan, sitä mitenkään lajittelematta, jolloin esimerkiksi betoni, jossa lajittelematonta lentotuhkaa on käytetty lisäaineena, on laadulli5 sesti parantunut vain jonkin verran tai ei yhtään. Lentotuhkalla täydennetyt sementit sisältävät tunnetun tekniikan mukaisissa ratkaisuissa yleensä noin 15-35% lentotuhkaa. Käsittelemättömän lentotuhkan käyttö on tyypillisesti kausiluonteista, käyttömäärät ovat rajallisia ja saatava hyöty 10 on ollut pientä tiukkojen teknisten raja-arvojen määräämänä .
Jätekipsiä tulee teollisuusprosesseissa niin paljon, että sen saaminen hyötykäyttöön olisi kansantaloudellisestikin 15 edullista. Kuitenkaan jätekipsille tai jätekipsiä muistuttavalle, voimaloissa käytetylle savukaasujen rikinpoiston lopputuotteelle ei ole ollut suuressa mittakaavassa järkevää hyötykäyttöä. Jätekipsiä on kokeiltu sekoittaa kivihiilivoimaloiden ja turvevoimaloiden lentotuhkaan maanparan20 nusaineeksi ja tienpohjien stabilointia varten, mutta tulokset eivät ole olleet toivottuja, sillä sekoitettu jätekipsi-lentotuhkaseos ei ole kovettunut riittävän lujaksi kerrokseksi.
Sementtiä, esimerkiksi masuunisementtiä on käytetty sideaineena tunnetun tekniikan mukaisesti muun muassa tienpohjien stabiloinnissa. Sementti on kuitenkin suhteellisen kallista, eikä valmistustavastaan johtuen kovin ympäristöystävällistä. Sementin määrän vähentämiseksi tienpohjien ja muiden 30 maa-alueiden maapohjan parantamisessa ja stabiloinnissa on myös käytetty lentotuhkaa, jota on sekoitettu sementtiin. Tällöin käytetty lentotuhka on ollut yleensä voimaloista jätteenä tullutta, lajittelematonta ja käsittelemätöntä kivihiilen tai turpeen poltosta peräisin olevaa lentotuhkaa, 35 kuten edellä on mainittu.
20175393 prh 09 -07- 2019
Yhtenä tunnetun tekniikan mukaisena stabilointimenetelmänä käytetään kerrosstabilointia, joka on tierakenteen parantamismenetelmä, jossa tien kantava kerros tai kantavan ker5 roksen yläosa sidotaan bitumilla, sementillä tai masuunihiekalla. Yksi tienpohjan stabiloinnin pilottihanke, jossa vanhan tienpohjan stabilointiin käytettiin turpeen poltosta peräisin olevaa lentotuhkaa (8,4%) ja dihydraattikipsiä eli fosfokipsiä (56,1%) sekä masuunisementtiä (35,5%), on tehty 10 Suomessa Maaningalla vuonna 1999. Pilottihankeesta on julkaisu v. 2008 UUMA-inventaari-raportti nimeltä Pt 16207 /01/30-1700 ja 3600-5240 Käänninniementie (Maaninka) Fosfokipsi ja lentotuhka; massiivirakenteessa ja kerrosstabiloinnin sideaineena. Ongelmana tässä ratkaisussa on kui15 tenkin se, että seoksessa on jouduttu käyttämään suhteellisen paljon sementtiä, joka ei valmistustavastaan johtuen ole ympäristölle epäystävällistä. Lisäksi raportissa ei ole mainintaa siitä, että lentotuhka olisi lajiteltu raekokonsa mukaan tietyn kokoisiin fraktioihin ja vain tarkasti määri20 tettyä raekokoa sisältävää lentotuhkaa olisi käytetty.
Biotuhkan hienorakeisempaan osaan rikastuu polttoaineesta johtuen usein myrkyllisiä jäämiä, jolloin sellaista tuhkaa ei saa käyttää lannoitteena esimerkiksi metsien lannoituk25 sessa. Karkeaan päähän myrkyllisiä jäämiä ei rikastu, joten karkeampaa biotuhkaa voi käyttää lannoitukseen. Kuitenkin tuhkaa on yleensä käytetty sellaisenaan, lajittelemattomana, jolloin sitä ei ole voitu määräysten mukaan käyttää lannoitukseen.
Julkaisuista WO2016135383A1, W02014044905A2, CN1143053A,
US2002124775A1, US3533819A, US8663685B1 ja CN101239810A tunnetaan ratkaisuja, joissa lentotuhkaa käytetään lisäaineena eri käyttötarkoituksiin.
Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainitut epäkohdat sekä aikaansaada edullinen ja luotettava menetelmä jätteeksi luokiteltavan tuhkan käsittelemiseksi. Tällöin tarkoituksena on pyrkiä lisäämään tuhkan, esimerkiksi len5 totuhkan hyötykäyttöä betoniteollisuudessa, asfalttirakentamisessa ja maanparantamisessa sekä maan vahvistamisessa ja kaivostäytöissä, ja samalla vähentämään kaatopaikoille vietävän lentotuhkan ja muun teollisuusjätteen määrää. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mitä on 10 esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Vastaavasti keksinnön mukaisella menetelmällä valmistetulle tuotteelle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 4 tunnusmerkkiosassa ja tuotteen käytölle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 6 tun15 nusmerkkiosassa Keksinnön muille sovellusmuodoille on tunnusomaista se, mitä on esitetty muissa patenttivaatimuksissa .
20175393 prh 09 -07- 2019
Keksinnön mukaisen ratkaisun yhtenä suurena etuna on muuten 20 jätteeksi luokiteltavien ja jätteenä käsiteltävien aineiden, kuten esimerkiksi lentotuhkan, biotuhkan, öljyliuskeen tuhkan ja/tai kipsin sekä savukaasujen rikinpoiston lopputuotteen saaminen taloudellisesti ja erittäin edullisesti hyötykäyttöön. Tällöin etuna on muun muassa betoniteolli25 suudessa sementin valmistuksen aiheuttamien CCp-päästöjen pieneneminen, koska sementtiä tarvitaan betonin valmistukseen vähemmän hyvin lajitellun lentotuhkan korvatessa osan sementistä. Vastaavasti asfaltin valmistuksessa on perinteisesti käytetty täyteaineena kalkkikivijauhetta. Sopivas30 ti 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 ym35 päristövaikutukset ovat vähäiset.
20175393 prh 09 -07- 2019
Lisäksi etuna on se, että lentotuhkalla ja varsinkin sopivaan raekokoon lajitellulla lentotuhkalla voidaan korvata luonnon maa-aineksia esimerkiksi teiden pohjarakenteissa.
Lentotuhka soveltuu hyvin erilaisiin täyttörakenteisiin, perustuksiin ja meluvalleihin yhdyskuntarakentamisessa ja erikoisrakenteissa esimerkiksi satamissa ja kaatopaikoilla. Lisäksi lentotuhkan sekoittaminen sopivassa suhteessa kipsiin ja/tai kipsin ominaisuuksia muistuttavaan savukaasujen 10 rikinpoiston lopputuotteeseen lisää sekoitetun massan kovettumis- ja lujuusominaisuuksia. Lisäksi tekstiilikuitujen sekoittaminen edellä mainittuun sekoitemassaan lisää edelleen mm. massan sitkeysominaisuuksia. Käytettäessä tuhkakipsisekoituksiin kivihiili- ja turvevoimaloiden lentotuh15 kan sijasta tai niihin sekoitettuna puuperäistä tuhkaa, saadaan monessa suhteessa vielä parempaa sekoitusmassaa esimerkiksi tienpohjien ja muiden maa-alueiden stabilointiin. Puuperäisellä tuhkalla tarkoitetaan tässä yhteydessä tuhkaa, jossa osa polttoaineesta on ollut puuta tai poltto20 aine on ollut kokonaan puuta.
Keksinnön mukaisella ratkaisulla saadaan esimerkiksi seuraavia etuja: valmistetut tuotteet ovat tasalaatuisia ja teknisesti luotettavia; näin valmistetut tuotteet korvaavat 25 enemmän sementtiä; lajittelun tarkkuus ja lajitellun tuotteen tekninen laatu on parempaa; betonin valmistuksessa tarvittava tuhkan käyttömäärä pienempi kuin perinteisellä lajittelemattomalla lentotuhkalla, jolloin voidaan pienentää raaka-aine- ja kuljetus- sekä energiakustannuksia; eko30 loginen jalanjälki on pienempi kuin perinteisellä lentotuhkalla .
Etuna on myös keksinnön mukaisen ratkaisun edullisuus ja se, että jätteenkäsittely voidaan hoitaa kokonaisvaltaises35 ti ja keskitetysti, esimerkiksi jätteenkäsittelylaitoksessa tai jätteen syntymispaikalla. Lisäksi etuna on myös se, että kaikki käsiteltävä jäte menee käytettäväksi eri tuotteisiin, jolloin jätteen määrä pienenee. Etuna on vielä se, että lentotuhkassa olevat raskasmetallit saadaan rikaste5 tuksi 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 10 tuotetta, jossa tiedetään olevan raskasmetalleja, voidaan käyttää esimerkiksi asfaltin ja betonin valmistuksessa, joissa lentotuhka on sidotussa muodossa.
Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin sovellutusesi15 merkkien avulla viittaamalla oheisiin yksinkertaistettuihin piirustuksiin, joissa
kuvio 1 esittää keksinnön mukaista menetelmää yksinker-
Laistettuna kaaviokuvana,
20 kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen menetelmän tärkeimpiä
vaiheita tarkemmin kuvattuna ja
kuvio 3 esittää keksinnön mukaisen menetelmän loppuvaihe!-
ta tarkemmin kuvattuna.
20175393 prh 09 -07- 2019
Keksinnön mukaisessa ratkaisussa lentotuhka ja muut teollisuuden prosessijätteeksi luokiteltavat aineet, kuten pohjatuhka, pala- ja raemainen kuona, kipsi sekä muu sopiva murskattava jäte prosessoidaan niin, että sitä ei luokitella enää jätteeksi. Keksinnön mukaisessa menetelmässä lento30 tuhka ja/tai muut edellä mainitut aineet lajitellaan ja luokitellaan halutun olennaisen tarkan raekokojakauman saavuttamiseksi. Tarvittaessa materiaali jauhetaan pienemmäksi ja toimitetaan uudelleen raekokoinjitteluun. Lisäksi raekooltaan lajiteltuun massaan sekoitetaan tarvittaessa sopi35 vassa suhteessa lisäaineita erilaisten lopputuotteiden eli lisäainetuotteiden valmistamiseksi. Keksinnön mukaisesti kullekin raekoolle ja materiaalille määritetään niiden oikeat käyttökohteet. Näin lajitellut, raekooltaan ja sekoitukseltaan erilaiset tuotteet säilytetään kukin omissa säi5 liöissään tai säilytystiloissaan tulevaa käyttöä varten.
Raaka-aineena käytetty lentotuhka voi olla kivihiilipolton yhteydessä syntynyttä tuhkaa, eli kivihiilituhkaa. Tuhka voi olla myös biopolton, kuten puun polton tai turpeenpol10 ton yhteydessä syntynyttä lentotuhkaa, jolloin sitä kutsutaan biotuhkaksi, tai tuhka voi olla myös kivihiilituhkan ja biotuhkan sekoitusta eli niin sanottua sekatuhkaa. Lisäksi tuhka voi olla öljykiven eli mm. Virossa esiintyvän palavankiven poltossa syntynyttä tuhkaa. Jäljempänä näistä 15 tuhkista käytetään myös yhteisnimitystä tuhka, ellei tarkoiteta nimenomaan juuri erityisesti jotakin näistä tuhkista .
20175393 prh 09 -07- 2019
Vastaavasti keksinnön mukaisessa menetelmässä raekooltaan 20 lajitellun tuhkan lisäaineena käytetty kipsi on edullisesti dihydraattikipsiä eli ns. fosfokipsiä, jota syntyy muun muassa fosforihappotuotannon sivutuotteena, ja joka sellaisenaan voidaan katsoa jätteeksi. Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetty, varastoituna ollut kipsi on olennaisesti 25 käsittelemätöntä.
Kuviossa 1 on esitetty keksinnön mukaista menetelmää yksinkertaistettuna kaaviokuvana. Siinä raaka-aineena 7 oleva tuhka, esimerkiksi kivihiilen polton lentotuhka, puun pol30 ton lentotuhka, turpeen polton lentotuhka, pohjatuhka, muu tuhka tai muu tarkoitukseen sopiva, jätteeksi luokiteltava materiaali toimitetaan materiaalin varastopaikasta 1 keksinnön mukaisesti lajitteluvaiheeseen 2, jossa materiaali luokitellaan ja lajitellaan materiaalin lajin ja raekoon 35 mukaan eri kokoisiin fraktioihin seulojen ja/tai ilmavirran
20175393 prh 09 -07- 2019 avulla. Ilmavirta voi olla toteutettu esimerkiksi imun tai puhalluksen, esimerkiksi paineilmapuhalluksen avulla. Edullisesti raaka-aineen 7 lajittelu suoritetaan lajitteluvaiheessa 2 kuivana.
Lajitteluvaiheen 2 yhteydessä raaka-ainemateriaali jauhetaan tarvittaessa ja johdetaan uudelleen lajitteluun, kunnes materiaalin haluttu raekoko saavutetaan. Näin lajiteltu ja tarvittaessa jauhettu raaka-ainemateriaali johdetaan 10 keksinnön mukaisesti lajittelunvaiheen 2 jälkeen joko sekoitusvaiheeseen 4 tai varastointipaikkaan 5. Edullisesti varastointipaikka 5 on lopputuotteiden varastopaikka, mutta se voi olla myös välituotteiden välivarastointipaikka. Edullisesti lajiteltu raaka-ainemateriaali johdetaan lajit15 telunvaiheesta 2 sekoitusvaiheeseen 4 tai varastointipaikkaan 5 yksi fraktio kerrallaan, jolloin raekooltaan ja sekoitukseltaan erilaiset lopputuotteet päätyvät kukin omiin varastointipaikkoihinsa 5.
Ennen sekoitusvaihetta 4 tai sekoitusvaiheen aluksi suoritetaan tarvittaessa lisäaineiden 8 lisäysvaihe 3. Tällöin jo valmiiksi lajiteltuun raaka-ainemateriaaliin lisätään lopputuotteessa tarvittavia lisäaineita 8 lopputuotteen ominaisuuksien muuttamiseksi tai parantamiseksi. Sekoitus25 vaihe 4 voidaan tehdä yhdessä tai useammassa sekoitusasemassa tai lopputuotteen käyttöpaikalla. Lajiteltuun materiaaliin, joka viedään suoraan lajitteluvaiheesta 2 varastointipaikkaan 5 ei sekoiteta lisäaineita 8 ollenkaan.
Osa raaka-aineesta 7 voi olla sellaista, jota ei tarvitse lajitella eikä jauhaa. Tällöin raaka-aine 7 voidaan siirtää suoraan sekoitusvaiheeseen 4 tai, jos siihen ei tarvitse sekoittaa lisäaineita, raaka-aine 7 voidaan siirtää suoraan varastointipaikkaansa 5.
Varastointipaikastaan 5, esimerkiksi varastosäiliönä toimivasta siilosta, keksinnön mukaisella menetelmällä valmistetut lopputuotteet 9 toimitetaan tarpeen mukaan loppukäyttäjille 6. Lopputuotteina voivat tällöin olla esimerkiksi 5 tiettyyn eri raekokoon seulottu ja lajiteltu jauhemainen ja sekoittamaton tuhka, yhdellä tai useammalla lisäaineella varustettu jauhemainen sekoitettu tuhka, tuhkasta ja lisäaineista puristettu olennaisen kiinteä tuote, esimerkiksi levymäinen tuote, pelletoitu tuote, tai jokin muu varastoit) paikkaan 5 keksinnön mukaisella menetelmällä valmistettu ja siirretty tuote.
20175393 prh 09 -07- 2019
Kuviossa 2 on esitetty keksinnön mukaisen menetelmän tärkeimpiä vaiheita tarkemmin kuvattuna, mutta kuitenkin yk15 sinkertaistettuina ja kaaviollisina. Raaka-aineena 7 käytetään edullisesti energia- ja/tai voimalaitosten lentotuhkaa, pohjatuhkaa tai jotain muuta sopivaa jätteeksi luokiteltavaa materiaalia. Lentotuhka voi olla puun poltosta, turpeen poltosta tai muun biomateriaalin poltosta syntynyt20 tä tuhkaa tai näiden yhdistelmistä syntynyttä tuhkaa, joista tuhkista käytetään jäljempänä myös nimitystä biotuhka. Lentotuhka voi olla myös kivihiilen poltosta syntynyttä tuhkaa. Lentotuhkasta ja pöhjatuhkasta käytetään jäljempänä myös yhteisnimitystä tuhka.
Lisäaineena 8 voi olla kipsi, edullisesti esimerkiksi jätekipsiksi luokiteltu dihydraattikipsi, voimaloissa ja energialaitoksissa käytettävä rikinpoiston lopputuote, sementti tai sementtisekoitus, esimerkiksi masuunisementti, jossa on 30 masuunikuonaa ja sementtiä sekoitettu sopivasti keskenään, hiili, erilaiset tekstiilit revittyinä pieniin paloihin, ja erilaiset kemikaalit. Lisäaineita 8 voidaan käyttää joko vain yhtä kerrallaan tai useampia yhdessä.
20175393 prh 09 -07- 2019
Kipsi ja/tai rikinpoiston lopputuote tuo tuhkaseokseen laimennusta. Vastaavasti tuhka aktivoi kipsiä kovettumaan, varsinkin jos se on puunpoltosta peräisin olevaa puutuhkaa tai siinä on puutuhkaa mukana.
Vastaavasti revityt tekstiilit sisältävät kuituja, jotka tuovat seokseen sitkeyttä ja vetolujuutta. Tekstiilit voivat olla joko luonnonkuituja tai tekokuituja tai molempia yhdessä. Hiili puolestaan parantaa luonnonkuitujen kestä10 vyyttä ehkäisemällä niiden homehtumista ja maatumista. Hiili myös parantaa lannoitteeksi tehtävän tuotteen ominaisuuksia. Myös kemikaaleilla on mahdollista saada lopputuotteisiin monia haluttuja lisäominaisuuksia, ja poistaa tuhkasta myrkyllisiä aineita.
Kuviossa 3 on esitetty keksinnön mukaisen menetelmän loppuvaiheita ja menetelmällä valmistettavan lopputuotteen käyttökohteita tarkemmin kuvattuna, mutta kuitenkin yksinkertaistettuina ja kaaviollisina.
Raaka-ainetta 7, eli edullisesti kivihiilen lentotuhkaa, biotuhkaa tai näitä kumpaakin sisältävää sekatuhkaa eri tavalla käsitellen, voidaan tehdä erilaisia lopputuotteita ja saada näin sellaisia jätteeksi luokiteltavia materiaaleja 25 paremmin hyötykäyttöön, joita ei ole ennen voitu käyttää.
Edullisesti lentotuhkaa voidaan käyttää niin, että raakaaineena 7 oleva lentotuhka lajitellaan raekokonsa mukaan erilaisiin tuotteisiin ja tarpeen mukaan siihen sekoitetaan lisäaineita sopivassa suhteessa. Esimerkiksi betoniin käy30 tetyn sementin lisäaineena juuri raekooltaan oikein valittu lentotuhka muun muassa parantaa betonin laatua ja alentaa betonin hintaa sekä vähentää sementin kulutusta.
Jos lentotuhkassa on myrkyllisiä raskasmetalleja, ne rikas35 tuvat usein lentotuhkan hienorakeisempaan päähän, jolloin
20175393 prh 09 -07- 2019 sopivasti lajiteltuna karkeampi osa lentotuhkasta voidaan hyötykäyttää esimerkiksi lannoitukseen sekä muihin ympäristöllisesti vaativiin kohteisiin, kun taas myrkkyjäämiä sisältävä hienompirakeinen osa voidaan esimerkiksi hävittää 5 tavanomaisin keinoin tai käyttää sellaisiin tarkoituksiin, joissa myrkyt eivät haittaa. Tällöin sitä voidaan käyttää esimerkiksi tienpohjien stabilointiin. Myös erilaisilla kemikaaleilla voidaan poistaa myrkkyjäämiä lentotuhkasta. Lentotuhkan myrkkyjäämät eivät myöskään aiheuta ongelmia 10 esimerkiksi injektointiaineen raaka-aineena.
Keksinnön mukaisella menetelmällä tehdään lopputuotetta esimerkiksi asfaltin täyteaineeksi siten, että lajitellaan ja tarvittaessa jauhetaan vaiheessa 2 raaka-aineena 7 ole15 vaa polttolaitoksen tuhkaa raekooltaan suunnilleen keskikarkeaan kokoluokkaan, jossa tuhkapartikkeleiden raekoko on suunnilleen välillä 10-60 pm edullisesti välillä 20-40 pm. Näin lajiteltu lopputuote siirretään lajitteluvaiheen jälkeen joko sekoitukseen 4 tai omaan varastointipaikkaansa 5 20 odottamaan loppukäyttöä.
Keksinnön mukaisella menetelmällä tehdään lopputuotetta esimerkiksi betonin valmistuksen raaka-aineeksi siten, että raaka-aineena 7 olevasta tuhkasta valmistetaan raekooltaan 25 juuri oikean kokoista materiaalia lisättäväksi sementin sekaan, jota sitten käytetään betonin valmistukseen. Tällöin raaka-aineena 7 oleva tuhka lajitellaan vaiheessa 2 sopivan pienen raekoon omaavaksi fraktioksi, ja samalla varotaan mahdollisuuksien mukaan rikkomasta pieniä tuhkapartikkelei30 ta. Tästä syystä jauhatusta ei tällöin käytetä. Raaka-aineena 7 tällöin voi olla esimerkiksi kivihiilivoimaloiden lentotuhkaa tai edellä mainittua biotuhkaa, jossa on kokonaan tai osittain mukana esimerkiksi puun poltossa syntynyttä tuhkaa, josta liika hiili on poistettu.
20175393 prh 09 -07- 2019
Keksinnön mukaisesti betonin valmistukseen soveltuvaan sementtiin sekoitetaan sementtirakeita pienempiä tuhkarakeita täyttämään ainoastaan sementtirakeiden välisiä tyhjiä tiloja, tällöin halutun sementtilaadun perusteella raekooltaan 5 vaiheessa 2 tarkasti lajiteltua ja valittua 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 10 tai näiden osia. Näin käytettävän tuhkan määrä voi siis olla tarkan raekokolajittelun ansiosta paljon pienempi kuin tunnetun tekniikan mukaisesti käytetty noin 15-35% sementin määrästä. Tällöin tuhkan raekoko on esimerkiksi seuraava: D50 on välillä 1-8 pm, D97 on välillä 2-40 pm ja D100 on 15 välillä 3-80 pm. Vastaavasti D10 on välillä 0,5-2 pm.
Keksinnön mukaisella menetelmällä tehdään lopputuotetta esimerkiksi lannoitteeksi tai lannoitteen lisäaineeksi siten, että lajitellaan ja tarvittaessa jauhetaan vaiheessa 2 20 raaka-aineena 7 olevaa polttolaitoksen tuhkaa raekooltaan suunnilleen keskikarkeaan tai suureen kokoluokkaan, jossa tuhkapartikkeleiden raekoko on edullisesti suurempi kuin 20 pm, tai jopa suurempi kuin 40 pm. Tällöin lajitteluvaiheessa 2 raekooltaan pienempään fraktioon rikastuneet raskasme25 tallit ja muut tuhkassa olevat myrkyt on helppo poistaa siirtämällä lajiteltu pienempi fraktio kokonaisuudessaan muuhun käyttöön, esimerkiksi maanrakennukseen tai ongelmajätteeksi. Tarvittaessa lannoitteeksi tai lannoitteen lisäaineeksi vaiheessa 2 lajiteltuun materiaaliin sekoitetaan 30 vaiheessa 4 tarkoitukseen sopivia lisäaineita.
Käytettäessä keksinnön mukaista menetelmää sellaisen lopputuotteen valmistukseen, jota voidaan käyttää maanparannustai maanvahvistusaineena maanrakennuksessa ja/tai tienpoh35 jien stabiloinnissa, valmistettava lopputuote on sitä ympä13
20175393 prh 09 -07- 2019 ristöystävällisempää mitä vähemmän siinä on sementtiä, jonka valmistus sinänsä ei ole ympäristöystävällistä. Yhden edullisen menetelmän mukaisesti maanparannus- tai maanvahvistusainetta ja/tai tienpohjien stabiloinnissa käytettävää 5 lopputuotetta valmistetaan siten, että vaiheessa 2 lajiteltua ja tarvittaessa jauhettua tuhkaa ja lisäaineena lisättävää kipsiä sekoitetaan sopivassa suhteessa vaiheessa 4 keskenään. Menetelmässä käytetty tuhka on edullisesti energia- tai voimalaitoksen polttouunin lentotuhkaa ja edulli10 sesti tuhkaa myös jauhetaan lajitteluvaiheen 2 yhteydessä tuhkapartikkelien murskaantumiseksi. Jauhetun tuhkan käyttö suurentaa huomattavasti tuhka-kipsiseoksen kovettumisnopeutta ja parantaa lopputuloksen kovuutta ja lujuutta. Erittäin hyvä lopputulos seoksen loppukovuuden ja -lujuuden 15 sekä kovettumisnopeuden kannalta saavutetaan käyttämällä puupolton yhteydessä syntynyttä tuhkaa eli puupohjaista tuhkaa. Tällöin tuhka voi olla kokonaan puutuhkaa tai vain osittain puutuhkaa, esimerkiksi sekoitettuna muuhun biotuhkaan tai jopa kivihiilituhkaan. Puupohjainen tuhka-kipsi20 seos, käytettynä esimerkiksi tukikerroksena tienpohjien stabiloinnissa, kovettuu nopeasti lujaksi ja riittävän kovaksi kerrokseksi. Tarkoitukseen sopivat myös sellaiset tuhkat, jotka ovat syntyneet poltossa, jossa puupohjainen materiaali on ollut poltossa mukana yhtenä osa-polttoainee25 na, eikä siis vain jälkeenpäin sekoitettuna.
Valmistettaessa maan vahvistukseen ja/tai edellä mainittua tienpohjien stabilointiin käytettävää lopputuotetta, on edullista lisätä tuhka-kipsiseokseen myös kuitua, esimer30 kiksi revittyä tekstiilimassaa. Tämä tuo seokseen sitkeyttä ja vetolujuutta, kuten edellä on jo mainittu. Tuhkassa oleva hiili tai lisäaineena lisätty hiili lisäksi parantaa luonnonkuitujen kestävyyttä ehkäisemällä niiden homehtumista ja hidastamalla niiden maatumista.
20175393 prh 09 -07- 2019
Yksi sopiva tienpohjien stabiloinnissa käytettävän lopputuotteen seossuhde on sellainen, jossa on painoprosentteina n. 25-75% kipsiä, n. 25-60% tuhkaa ja n. 0-15% muita aineita, kuten revittyä tekstiilimassaa, hiiltä, tarvittaessa 5 sementtiä ja kemikaaleja. Edullisesti seossuhde on esimerkiksi sellainen, jossa on n. 40-50% kipsiä, n. 40-50% tuhkaa ja n. 0-15% revittyä tekstiilimassaa. Esimerkiksi n. 45% kipsiä, n. 45% tuhkaa ja n. 10% revittyä tekstiilimassaa sisältävä seos tienpohjan stabilointikerroksena antaa 10 nopeasti kovettuvan ja erittäin lujaksi, kovaksi ja pitkäikäiseksi kovettuvan sitkeän stabilointikerroksen.
Edellä mainitun stabilointimassaseoksen sekoitusvaiheessa, varsinkin jos sekoitus tehdään käyttöpaikalla, on edullista 15 kostuttaa seosta sekoituksen ja/tai tiivistyksen yhteydessä. Kostutus voidaan edullisen sovellutusmuodon mukaan tehdä esimerkiksi lipeäliuoksella eli NaOH-liuoksella, joka toimii aktivaattorina, jolloin stabilointimassaseos kovettuu nopeammin ja kovemmaksi.
Keksinnön mukaisella menetelmällä tehdään lopputuotetta esimerkiksi kaivostäyttöä varten siten, että lajitellaan ja tarvittaessa jauhetaan vaiheessa 2 raaka-aineena 7 olevaa polttolaitoksen tuhkaa raekooltaan haluttuun kokoluokkaan 25 ja sekoitusvaiheessa 4 tuhkaan lisätään kipsiä, jotta seos saadaan täytön yhteydessä kovettumaan sen jälkeen, kun siihen on lisätty vettä, jonka avulla seos tehdään hyvin juoksevaksi. Seokseen voidaan lisätä myös muita lisäaineita, mutta sementtiä pyritään välttämään tai sitä käytetään vain 30 vähän.
Keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan tehdä lopputuotetta myös muihin käyttötarkoituksiin, esimerkiksi jauhemaista materiaalia, josta voi puristaa kipsilevyjen tapai35 siä rakennuslevyjä tai vastaavia levymäisiä rakenteita.
Tällöin vaiheessa 2 lajitellaan ja tarvittaessa jauhetaan raaka-aineena 7 olevaa polttolaitoksen tuhkaa raekooltaan haluttuun kokoluokkaan ja sekoitusvaiheessa 4 tuhkaan lisätään kipsiä ja muita tarvittavia lisäaineita, jotta seos 5 saadaan puristettaessa ja sopivan nesteen lisäyksen jälkeen kovettumaan haluttuun lopulliseen muotoonsa.
Lisäksi lajiteltu ja sekoitettu lopputuote voidaan myös pelletoida, joka estää tuotetta pölisemästä esimerkiksi 10 kuljetuksen yhteydessä.
20175393 prh 09 -07- 2019
Edellä mainituissa esimerkeissä kipsi on edullisesti dihydraattikipsiä eli ns. fosfokipsiä tai jopa luonnon kipsiä. Vastaavasti tuhka on edullisesti voima- ja/tai energialai15 tosten polttolaitosten lentotuhkaa ja sopivasti esimerkiksi puupohjaisen polton lentotuhkaa, joka tuhka on edullisesti lajiteltu raekokonsa mukaan eri fraktioihin.
Keksinnön mukaisesti sementin, betonin, levymäisten tuot20 teiden, injektointiaineen ja/tai kaivostäytön lisäainetuotteeseen eli valmistettavaan lopputuotteeseen valitaan raekooltaan lajiteltua olennaisen hienoa tuhkaa. Tällöin tuhkan raekoko on sopivasti alle n. 30 pm, edullisesti alle n. 2 0 pm.
Vastaavasti tienpohjan ja muiden maa-alueiden stabiloinnissa lisäainetuotteeseen eli valmistettavaan lopputuotteeseen valitaan raekooltaan lajiteltua olennaisen hienoa ja/tai keskikarkeaa tuhkaa. Tällöin tuhkan raekoko on sopivasti 30 alle n. 50 pm, edullisesti alle n. 40 pm.
Asfaltin valmistuksen ja maanrakennuksen sekä maanvahvistuksen lisäainetuotteeseen eli valmistettavaan lopputuotteeseen valitaan raekooltaan lajiteltua olennaisen keski karkeaa tuhkaa. Tällöin tuhkan raekoko on sopivasti välillä 10-50 pm, edullisesti välillä 20-40 pm.
Sen sijaan lannoitteen valmistuksessa lisäainetuotteeseen eli valmistettavaan lopputuotteeseen valitaan raekooltaan lajiteltua olennaisen keskikarkeaa ja/tai karkeaa tuhkaa.
Tällöin tuhkan raekoko on sopivasti yli n. 10 pm, edullisesti yli n. 20 pm.
Lentotuhkan ja muun käytettävän jätemateriaalin käsitteleminen ja lajitteleminen raekooltaan juuri tietyn kokoisiin tuotteisiin mahdollistaa näiden tuotteiden edullisen ja tarkoituksen mukaisen hyötykäytön erilaisiin käyttötarkoituksiin, joihin lajittelemattoman jätemateriaalin käyttöä ei ole voitu aikaisemmin toteuttaa. Esimerkiksi maanrakennuksessa tienpohjan stabilointiin käytetyn lajitellun ja olennaisen tasalaatuisen lentotuhkan käyttö sekoitettuna oikeanlaatuiseen jätekipsiin mahdollistaa nopeasti ja riittävän kovaksi kovettuvan tukikerroksen tien päällysteen al20 le. Samoin betoniin käytetyn sementin lisäaineena juuri raekooltaan oikein valittu lentotuhka muun muassa parantaa betonin laatua ja alentaa betonin hintaa sekä vähentää sementin kulutusta.
20175393 prh 09 -07- 2019
Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön eri sovellutusmuodot eivät rajoitu ainoastaan edellä esitettyihin esimerkkeihin, vaan voivat vaihdella jäljempänä esitettävien patenttivaatimusten puitteissa. Olennaista on, että käytetään raekooltaan käyttötarkoituksen mukaan lajiteltua li30 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 kuin edellä on esitetty.

Claims (6)

  1. PATENTTIVAATIMUKSET
    20175393 prh 09 -07- 2019
    1. Menetelmä jätteeksi luokiteltavan tuhkan käsittelemisek- si, jossa menetelmässä tuhka muokataan tuotteeksi käytettä5 väksi joko sementin, betonin, asfaltin, lannoitteen, levymäisten tuotteiden ja/tai injektointiaineen valmistuksessa ja/tai maanrakennuksessa, maanvahvistuksessa, tienpohjan ja muiden maa-alueiden stabiloinnissa tai kaivostäytössä, ja jossa menetelmässä tuhka lajitellaan kuivana raekooltaan
    10 eri tuotteiksi ja käytetään raekokonsa mukaan joko sementin, betonin, asfaltin, lannoitteen, levymäisten tuotteiden ja/tai injektointiaineen valmistuksessa ja/tai myös maanrakennuksessa, maanvahvistuksessa, tienpohjan ja muiden maaalueiden stabiloinnissa tai kaivostäytössä, jossa menetel15 mässä sementin, betonin, levymäisten tuotteiden ja injektointiaineen valmistukseen ja/tai kaivostäyttöön tuotteeseen valitaan raekooltaan lajiteltua olennaisen hienoa tuhkaa, ja tienpohjan ja muiden maa-alueiden stabilointia varten tuotteeseen valitaan raekooltaan lajiteltua olennaisen
    20 hienoa ja/tai keskikarkeaa tuhkaa, ja asfaltin valmistukseen ja maanrakennukseen sekä maanvahvistukseen tuotteeseen valitaan raekooltaan lajiteltua olennaisen keskikarkeaa tuhkaa, ja lannoitteen valmistusta varten tuotteeseen valitaan raekooltaan lajiteltua olennaisen keskikarkeaa ja/tai
    25 karkeaa tuhkaa, ja tarvittaessa valittuihin tuhkiin sekoitetaan tuotteen valmistamisen ja/tai käytön yhteydessä yhtä tai useampaa lisäainetta, ja tienpohjan ja muiden maa-alueiden stabilointiin käytettävän tuotteen valmistuksessa raekooltaan lajiteltuun hienoon ja/tai keskikarkeaan tuh30 kaan sekoitetaan kipsiä, tunnettu siitä, että tienpohjan ja muiden maa-alueiden stabilointiin käytettävän tuotteen valmistuksessa raekooltaan lajiteltuun hienoon ja/tai keskikarkeaan tuhkaan sekoitetaan kipsin lisäksi paloiksi revittyä tekstiilimassaa.
    20175393 prh 09 -07- 2019
  2. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tienpohjan ja muiden maa-alueiden stabilointiin käytettävän tuotteen valmistuksessa sekoitetaan tuotteeksi painoprosentteina n. 25-75% kipsiä, n. 25-60% tuhkaa ja
    5 enintään 15% muita aineita, kuten revittyä tekstiilimassaa, hiiltä ja tarvittaessa kemikaaleja.
  3. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tienpohjan ja muiden maa-alueiden stabilointiin
    10 käytettävän tuotteen valmistuksessa sekoitetaan tuotteeksi painoprosentteina n. 40-50% kipsiä, n. 40-50% tuhkaa ja enintään 15% revittyä tekstiilimassaa, sopivasti n. 45% kipsiä, n. 45% tuhkaa ja n. 10% revittyä tekstiilimassaa.
    15
  4. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukaisella menetelmällä valmistettu tuote, jossa yhtenä ainesosana on kivihiilipoltossa ja/ tai biopoltossa muodostunutta tuhkaa, tunnettu siitä, että sementin, betonin, levymäisten tuotteiden ja injektointiaineen valmistukseen ja/tai kaivostäyttöön tarkoitetussa
    20 tuotteessa on raekooltaan lajiteltua olennaisen hienoa tuhkaa, ja että tienpohjan ja muiden maa-alueiden stabilointiin tarkoitetussa tuotteessa on raekooltaan lajiteltua olennaisen hienoa ja/tai keskikarkeaa tuhkaa, ja että asfaltin valmistukseen ja maanrakennukseen sekä maanvahvis25 tukseen tarkoitetussa tuotteessa on raekooltaan lajiteltua olennaisen keskikarkeaa tuhkaa, ja että lannoitteen valmistukseen tarkoitetussa tuotteessa on raekooltaan lajiteltua olennaisen keskikarkeaa ja/tai karkeaa tuhkaa, ja että tarvittaessa valittuun tuhkaan on sekoitettu tuotteen valmis30 tamisen ja/tai käytön yhteydessä yhtä tai useampaa lisäainetta, ja että tienpohjan ja muiden maa-alueiden stabilointiin käytettävässä tuotteessa on seosaineena kipsiä sekoitettuna lajiteltuun, raekooltaan hienoon ja/tai keskikarkeaan tuhkaan, sekä edullisesti kipsin lisäksi paloiksi re vittyä tekstiilimassaa sekoitettuna lajiteltuun, raekooltaan hienoon ja/tai keskikarkeaan tuhkaan.
  5. 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen tuote, tunnettu siitä,
    5 että tienpohjan ja muiden maa-alueiden stabilointiin käytettävässä tuotteessa on seosaineena painoprosentteina n. 25-75% kipsiä, n. 25-60% tuhkaa ja enintään 15% muita aineita, kuten revittyä tekstiilimassaa, hiiltä ja tarvittaessa kemikaaleja, edullisesti tuotteessa on seosaineena
    10 painoprosentteina n. 40-50% kipsiä, n. 40-50% tuhkaa ja enintään 15% revittyä tekstiilimassaa, sopivasti n. 45% kipsiä, n. 45% tuhkaa ja n. 10% revittyä tekstiilimassaa.
  6. 6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukaisen tuotteen käyttö yh-
    15 tenä tai useampana seuraavista: lisäaineena sementin, betonin, asfaltin, lannoitteen, levymäisten tuotteiden ja/tai injektointiaineen valmistuksessa ja/tai maanrakennuksessa ja maanvahvistuksessa, sekä lisäaineena tienpohjan ja muiden maa-alueiden stabiloinnissa, tai kaivostäytössä.
FI20175393A 2017-05-04 2017-05-04 Menetelmä jätteeksi luokiteltavan tuhkan käsittelemiseksi ja menetelmällä muodostettu tuote sekä tuotteen käyttö FI128089B (fi)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20175393A FI128089B (fi) 2017-05-04 2017-05-04 Menetelmä jätteeksi luokiteltavan tuhkan käsittelemiseksi ja menetelmällä muodostettu tuote sekä tuotteen käyttö
EP18794395.6A EP3619177A4 (en) 2017-05-04 2018-05-03 PROCESS FOR HANDLING ASH CLASSIFIED AS WASTE, PRODUCT FORMED WITH THIS PROCESS AND USE OF THIS PRODUCT
PCT/FI2018/050326 WO2018202954A1 (en) 2017-05-04 2018-05-03 Method for the handling of ash classified as waste, a product formed with said method and use of said product

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20175393A FI128089B (fi) 2017-05-04 2017-05-04 Menetelmä jätteeksi luokiteltavan tuhkan käsittelemiseksi ja menetelmällä muodostettu tuote sekä tuotteen käyttö

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20175393A FI20175393A (fi) 2018-11-05
FI128089B true FI128089B (fi) 2019-09-13

Family

ID=64016005

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20175393A FI128089B (fi) 2017-05-04 2017-05-04 Menetelmä jätteeksi luokiteltavan tuhkan käsittelemiseksi ja menetelmällä muodostettu tuote sekä tuotteen käyttö

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3619177A4 (fi)
FI (1) FI128089B (fi)
WO (1) WO2018202954A1 (fi)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220098098A1 (en) * 2019-01-28 2022-03-31 Ariel Scientific Innovations Ltd. Eco-efficient method for manufacturing concrete
FR3109579B1 (fr) * 2020-04-27 2023-12-29 Eiffage Infrastructures Liant hydraulique routier comprenant des cendres volantes de biomasse, matériau pour assise de chaussée et sols traités avec ledit liant

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5595669A (en) * 1978-05-16 1980-07-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Asphalt filler
JP4191199B2 (ja) * 2006-03-16 2008-12-03 カワサキプラントシステムズ株式会社 廃棄物焼却灰の処理方法及びその処理方法によって得た砂代替材並びに砕石代替材
WO2012023874A2 (en) * 2010-03-25 2012-02-23 S.C. Global Center Of Ecological Research S.R.L. Composition of cement-polymers composite mixture, process for obtaining this composition, process for application the composition of cement-polymers composite mixture and uses of the composition of cement-polymers composite mixture
JP5440329B2 (ja) * 2010-03-31 2014-03-12 日本製紙株式会社 ペーパースラッジ焼却灰から固化体を製造する方法
KR101313853B1 (ko) * 2011-11-30 2013-10-01 한국광해관리공단 비산재를 이용한 폐석 적치장 안정화 방법
US8663585B1 (en) * 2012-03-12 2014-03-04 Mississippi Lime Company System, method, and composition for flue gas desulfurization (FGD) purge water disposal
KR101212196B1 (ko) * 2012-08-29 2012-12-13 우리토양기술 주식회사 준설토용 고화제 및 이를 이용한 토양개량제
FI126025B (fi) * 2012-09-12 2016-05-31 Fatec Oy Menetelmä ja laitteisto jätteeksi luokiteltavan aineen käsittelemiseksi, menetelmällä valmistettu tuote ja tuotteen käyttö
FI123980B (fi) * 2012-09-18 2014-01-15 Cursor Oy Menetelmä paperi- ja selluloosateollisuuden sivuvirtojen ja jätelietteiden käsittelemiseksi ja lannoite
WO2018008513A1 (ja) * 2016-07-04 2018-01-11 株式会社トクヤマ フライアッシュの使用方法
FI127649B (fi) * 2016-10-31 2018-11-30 Upm Kymmene Corp Menetelmä lentotuhkan käsittelemiseksi

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018202954A1 (en) 2018-11-08
FI20175393A (fi) 2018-11-05
EP3619177A1 (en) 2020-03-11
EP3619177A4 (en) 2021-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Siddique Utilization of waste materials and by-products in producing controlled low-strength materials
CN101376579A (zh) 石粉干粉砂浆
KR102021116B1 (ko) 압밀 그라우팅 공법용 건조 모르타르 조성물 및 이를 이용한 압밀 그라우팅 공법
FI128089B (fi) Menetelmä jätteeksi luokiteltavan tuhkan käsittelemiseksi ja menetelmällä muodostettu tuote sekä tuotteen käyttö
WO2021254902A1 (de) Verfahren und anlage für betonaufbereitung
US20070000412A1 (en) Method to Produce Durable Non-Vitrified Fly Ash Bricks and Blocks
Halmen et al. Controlled low-strength materials composed solely of by-products
SK283995B6 (sk) Spôsob zlepšenia technických vlastností pôdy
RU2455414C1 (ru) Способ изготовления строительного материала и способ строительства оснований автодорог и наземных сооружений на его основе
Ismail et al. Properties of bricks produced with recycled fine aggregate
CN109133844A (zh) 一种水泥混凝土道面快速修复材料及制备工艺
Chilukuri et al. Status of agro-industrial waste used to develop construction materials in Andhra Pradesh region–India
Bhagat et al. Utilization of value-added products from fly ash: An industrial waste
Feuerborn et al. Use of calcareous fly ash in Germany
KR102504010B1 (ko) 연약지반 강화용 조성물의 제조 장치와 연약지반 강화용 조성물을 이용하는 시공방법
Singh et al. Utilization of coal and biomass ash
CN111747704A (zh) 一种二灰碎石废料再生利用的方法
Ahmad et al. Fly ash slurry transportation: Indian scenario
Smith Cement and Concrete: Benefits and Barriers in Coal Ash Utilisation
Memon et al. Effect of Marble Dust as a Partial Replacement of Cement on Fresh and Hardened Properties of Concrete
Barnes Pavement thickness design using reclaimed hydrated Iowa Class C fly ash as a base material
JP2013220948A (ja) 石炭灰を用いた盛土工法、及び、締固め材料の製造方法
Anderson et al. Established uses of combustion residues
CZ35462U1 (cs) Stabilizovaná zemina
JP4108883B2 (ja) 土質改良材および土質改良方法

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 128089

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B