Strength and self-cementing properties of oil shale retorting wastes
Ida-Virumaa tasast pinnamoodi ilmestavad Kohtla-Järve ja Kiviõli külje all kõrguvad tehismäed, kuhu ladestatakse põlevkiviõlitööstuse jäätmeid. Need koosnevad õli tootmisel põlevkivist järele jäävast mineraalainest, kuid sisaldavad ka pisut orgaanikat, mis annab neile iseloomuliku musta värvuse. Sõltuvalt tootmistehnoloogiast tekib kahte tüüpi jäätmeid – jämedateralist poolkoksi ning peeneteralisemat musta tuhka. Mõlemad on keskkonnale ohtlikud, seetõttu on eriti olu¬line, et nad oleksid ladestatud viisil, mis tagab prügilate stabiilsuse ja keskkonnaohutuse. Seda kontrollivad peamiselt tugevus ja veejuhtivus, mis sõltuvad muuhulgas jäätmete mineraalsest koostisest ning selle muutumisest pärast ladestamist. Käesolevas doktoritöös uuriti õlitööstuse jäätmete mehaaniliste omaduste seoseid tsementeerumisega ja seda kontrollivate mineraalsete muutustega. Õli toomisel kuumutatakse põlevkivi kõrge temperatuurini, mille tõttu tekivad mitmed uusmineraalid. Nende hilisemal reageerimisel toimub tsementeerumine, mis seob algselt pudeda materjali tugevamaks massiiviks. Uuringute tulemused näitavad, et poolkoksiprügilaid moodustava materjali tugevus sõltub olulisel määral tsementeeriva mineraali ettringiidi moodustumisest. Ettringiit ei ole aga pikaajaliselt püsiv ning vanades poolkoksilasundites on kohati lisatugevust andev tsementatsioon hävinud. Seetõttu ei saa poolkoksi puhul pikaajalise lisatugevusega arvestada. Alternatiiviks võib olla poolkoksi ja põlevkivituha segamine ja koosladestamine. Katsete käigus selgus, et kui tuha hulk segus on suurem kui poolkoksi poorid mahutavad, praguneb segu intensiivse tsementeerumise tulemusena oluliselt. Pragude kaudu liiguks aga läbi ohtlike ja leonduvate jäätmete vesi, mis kannaks reostuse pinnasesse ja põhjavette. Seevastu kui tuhka on vähe, suurendab see poolkoksi tugevust ja lasundi stabiilsust. Uuemat õlitööstuse jääki musta tuhka pole seni eraldi ladestatud, kuid kasvavad mahud on tekitanud vajaduse sobiva ladestusmetoodika järele. Selle leidmiseks imiteeriti laborikatses mitmeid ladestamistehnoloogiaid. Selgus, et must tuhk tsementeerub veega kokku puutudes mitmeid kordi tugevamaks kui poolkoks ja seda põhjustavad mineraalid on võrreldes poolkoksiga keemiliselt stabiilsemad.
põlevkivitööstus, tootmisjäätmed, poolkoks, tuhamäed, mehaanilised omadused, tsementeerumine, oil-shale industry, industrial effluents, semi-coke, ash dumps, mechanical properties, cementation
Networked Digital Library of Theses and Dissertations