Põlevkiviõlitööstuse tahke soojuskandja (TSK) tuha tsementeerumine tööstusliku reovee kasutamisel

Abstract

Kukersiit, Eesti tähtsaim maavara, koosneb orgaanilisest ja mineraalsest osast. Põlevkivi kasutamisel on kolm põhisuunda, milleks on põletamine energeetilise kütusena, termiline töötlemine õli ja gaasi tootmiseks ja põlevkivi mineraalosa kasutamine. Termilise lagunemise tähtsaim saadus on põlevkiviõli, mille tootmisel TSK meetodil on jäägiks on must tuhk, mis on lähedane põlevkivituhale. TSK meetodit on hakatud rohkem kasutama ja seega tekib rohkem musta tuhka (varem kasutati teist tehnoloogiat, mille jääk oli poolkoks). Sellest lähtuvalt on bakalaureusetöö eesmärgiks uurida, kas erinevate reovete kasutamine mõjutab TSK tuha tsementeerumist ja tugevuse kujunemist. Selleks tehti katsekehad kolme erineva veega: puhas vesi, defenoleeritud vesi ja õlitustatud vesi ning kolmel erineval veeküllastusastmel: 50%, 75% ja 100%. Katsekehad kiletati ja jäeti seisma. 7, 28 ja 90 päeva pärast määrati proovide survetugevus, veesisaldus, kuivtihedus ning mineraloogiline koostis. Peamised tulemused ja järeldused: 1. Värske kuiva TSK tuha ja defenoleeritud vee kokkusegamisel toimus koheselt aktiivne reaktsioon – tekkis ammoniaak, eraldus tugev ebameeldiv lõhn. See põhjustab probleeme meetodi reaalsel rakendamisel. 2. Survetugevus kasvab ajaga, saavutades 90. päeval sõltuvalt algsest veeküllastusastmest väärtuse 0,8 kuni 6,5 MPa. Survetugevus sõltub otseselt algsest veeküllastusastmest – mida suurem see on, seda tugevamaks muutub ka materjal. Tugevuse kujunemine ei sõltunud oluliselt kasutatud vee tüübist. 3. Kõige suuremad kuivtihedused mõõdeti 100% veeküllastusastmega proovidel ja kõige madalamad väärtused 50% veeküllastusastmega proovidel, mis näitab, et suurema algse veesisaldusega materjal tiheneb paremini. 4. Tsementeerumise käigus tekivad Ca-Al sekundaarsed faasid (monosulfaat, hüdrokalumitt), mis põhjustavad tsementatsiooni ja tugevuse kasvu. Erinevate vete kasutamisel ei täheldatud erinevusi mineraloogilises koostises. 5. Tugevuse seisukohalt saab reostunud vett kasutada musta tuha tsementeerumiseks, kuid uurimist vajab segude leostuskäitumine.