Suuret metalliset kuonamäärät - laadun parantaminen kestävän kierrätyksen edistämiseksi
Hanke lyhyesti
Kuonien laadun parantamisella tarkoitetaan tässä tutkimuksessa raskasmetalleja sisältävien metallurgisten kuonien haitattomaksi tekemistä inertisoivilla laadunparannusprosesseilla eli "on-site" laadunparannusmenetelmillä. Tutkimusta tehdään yhtäaikaisesti kirjallisuuden ja laboratoriokokeiden perusteella. Tarkasteltavia laadunparannusmenetelmiä ovat lasikeramointi, kalsinointi ja spinellinmuodostus.Laboratoriokokeet tehdään neljällä kuonalla soveltaen niiden laadun parantamiseen kalsinointia ja spinellinmuodostusta.
Sulassa kalsinoinnissa kalsiumpitoisen aineksen kuten fosfokipsin lisäys kuonaan muodostaa apatiittisen mineraalisen faasin, mikä sitoo eräitä raskasmetalleja. Käytettäessä bauksiittiainesta muodostuu kuonaan taas erityisesti pysyvä ja liukenematon spinellimäinen kidetila, mikä sitoo erityisesti kromia.
Yhtäaikaisesti projektissa käsitellään laadunparannusmenetelmien ohella kuonien kansantaloudellisen ja kestävän jatkokäytön edistämistä, kuonien käytön toiminnallisia ympäristökriteerejä ja hyödyntämiseen liittyvien kustannustekijöiden ekotehokkuutta. Projektissa pyritään konkretisoimaan kuonien laadun parannusmenetelmien nykytila ja laatimaan tämän perusteella ehdotuksia kuonien laadun parannusmetelmiksi ja näiden hyödyntämiseksi. Lopuksi projektissa tuodaan esille vielä näissä menetelmissä tarvittavat jatkokehittämistarpeet. Aloitusvaiheessa projekti kestää v. 2004 loppuun ja sitä seuraa asiantuntijaryhmä. Hankkeen tavoitteet yksityiskohtaisemmin
Projektin tavoiteasettelun taustalla ovat metallurgiset kuonat ja rikastushiekat, joita on läjitettynä useita miljoonia tonneja mm. Harjavallassa ja Torniossa. Kuonien määrällinen kasvu luo paineita uusien läjitysalueiden rakentamiseksi, mikä edelleen kuormittaa luontoa. Kuonien kestävän käytön ja kierrätyksen edellytyksenä tulisikin olla nykyistä laajempi pyrkimys kuonien laadun parantamiseen ja hyödyntämisen lisäämiseen, ei niinkään varastoinnin kasvattamiseen.
Tutkimuksen tavoitteet voidaan konkretisoida sekä kuonien laadun parantamis-, ympäristö- ja taloudellisiin tavoitteisiin seuraavasti:
- Parantaa kuonien laatua erilaisin teknologioin ja "on-site" -menetelmin hyötykäyttökelpoiseksi ja vähentää näin varastokuonien määrää.
- Lisätä kuonien haitattomaksi tekemisessä kansantaloudellisesti merkittävien suurten kierrätysainesvirtojen yhdistämistä kuonien hyötykäyttössä, esim.lasin, fosfokipsin ja kuonien yhdistäminen.
- Suunnitella paranettujen kuonien käyttöä hyötykäyttörakenteiden osana, luonnonvaroja paljon kuluttavissa volyymihyödyntämisen kohteissa kuten tienrakennuksessa.
- Selvittää kuonien käytön toiminnallisia ympäristökriteereitä käyttökohteen perusteella ja löytää parannetuille kuonille selvää lisäarvoa antavia ja taloudellisia vaikutuksia parantavia kierrätyskohteita ympäristörakentamisessa.
- Luoda konkreettisia ehdotuksia kuonien laatua parantavista menetelmistä ja yhteisesti hyväksytyistä hyödyntämisen lisäyskeinoista ja kartoittaa menetelmissä vielä olevia kehittämistarpeita.
Toistaiseksi tutkimusta raskasmetalleja sisältävien metallurgisten kuonien laadun parantamiseksi on käynnistetty jonkin verran Suomessa sekä esim.Saksassa, jossa on erityisesti pyritty kromia sisältävien kuonien laadun parantamiseen. Lasikeramoinnin mahdollisuuksia mineraalisten tuhkien laadun parantamisessa erilaisiin keraamisiin rakennustuotteisiin on jo melko paljon selvitetty esim. Espanjassa, Portugalissa ja Italiassa eli Välimeren alueen ns. vahvoissa keraamiteknologian maissa. Näiden tutkimusten tulokset samoin kuin saksalaiset kirjallisuustulokset on tavoitteena hyödyntää tässä tutkimuksessa. Yhteistyökumppanit
Rahoittajat:
Ympäristöministeriö
Outokumpu Harjavalta Metals Oy
AvestaPolarit Stainless Oy
Tutkimus:
VTT Rakennus- ja yhdyskuntekniikka
VTT Prosessit Julkaisut
Suunnitteilla olevat raportit
VTT:n tutkimusraportti v. 2004 lopulla
Valmistuneet raportit
Peltonen, P. Esiselvitys nikkelisulaton kuonan lasikeramoitujen ympäristötuotteiden valmistuksesta. VTT Rakennus- ja yhdyskuntatekniikka. Tutkimusraportti Nro 135/03, 19.9.2002. 48 siv. + liitteet Yhteystiedot
Pertti Koskinen
erikoistutkija, DI
VTT Rakennus- ja yhdyskuntatekniikka
PL 1800, 02044 VTT
Puh: (09) 456 4600
Sähköpostiosite: etunimi.sukunimi@vtt.fi
|