Eesti elektrijaamade tuha potentsiaal sulfoaluminaat-tsemendi tootmiseks

Abstract

Kuna Eesti on maailmas esikohal põlevkivi kaevandamises, kasutamises ning paraku ka põlevkivitööstuse erinevat tüüpi jäätmete tekitamises, siis peame me olema esikohal ka jäätmete taaskasutuses. Tsementide tootmine on üheks perspektiivsemaiks põlevkivituha taaskasutuse valdkonnaks. Seoses uute, keev-kihispõletamise tehnoloogiat kasutatavate põlevkivikatelde juurutamisega, on järjest vähemaks jäänud veel viimaseid aastaid töötavate tolmpõletuskatelde kõrgtemperatuurilist (<1200 °C juures klaasistunud) elektrifiltertuhka, mis on sobilik Portland-põlevkivitsemendi segude valmistamiseks. Seega on vajadus luua uut tüüpi tsemendilaadseid sideaineid ning üheks selliseks võimaluseks on sulfoaluminaat-tsementide (SAT) süntees, mille tootmiseks on võimalik kasutada erinevaid lähteaineid, sealhulgas tööstusjäätmeid, nagu põlevkivituhk. Kuna SAT tüüpi sideainete tootmiseks kulub vähem energiat ja selle CO2 heitmed on väiksemad, siis saaks selliselt vähendada ka tsemenditööstuse ökoloogilist jalajälge. Katsete läbiviimisel kasutati Auvere elektrijaama tuhka ning tulemused näitavad, et sulfoaluminaat-tsemendi sünteesiks kasutatud alumiiniumisoolad ei aidanud kaasa SAT jaoks vajaliku ettringiidi tekkele tuhas. Lisatud alumiiniumi ei õnnestunud segudes täielikult aktiveerida ning seda jäi reageerimata kujul proovidesse alles. Lisaks tuleb järeldada, et kõige intensiivsem oli ettringiidi tekkimine tuhas, mis oli aktiviseeritud ainult veega ja hoitud 100% õhuniiskuse keskkonnas. Veega küllastatud keskkond ning ennekõike leelisaktiveerimine pärssisid ettringiidi teket. Mikrostruktuuride uuringus tuvastati ettringiidi-tüüpi nõeljad kristallid ka teistes segudes, kuid need nanokristallilised moodustised ei tekitanud tsementatsiooniks vajalikku omavahel põimunud mikroskoopiliste ettringiidikristallide võrgustikku, mis oleks oodatud SAT tüüpi sideaines. Kuigi antud uuringu tulemused ei andnud positiivset tulemust, on selle alusel võimalik välja töötada edasine uurimisprogramm Eesti põlevkivituhast sulfoaluminaat-tsemendi sünteesimiseks.