PUUPOLTTOAINEITA KÄYTTÄVIEN LÄMPÖLAITOSTEN KÄYTTÖMAHDOLLISUUDET JÄRVIMALMIN RIKASTAMISESSA

Abstract

Opinnäytetyössä tutkittiin järvimalmin rikastuksen mahdollisuuksia puupolttoaineita käyttävissä lämpölaitoksissa. Tutkimuksen lähtökohtana oli, että järvimalmi kerätään järvien kunnostusruop-pausten yhteydessä. Tutkimuksissa selvitettiin järvimalmin ja järvien pohjasedimenttien ominai-suuksia painottaen polttoon vaikuttavia seikkoja. Järvimalmin rikastuksen kannattavuutta arvioitiin myös taloudelliselta kannalta.

Tutkimuksessa kahdesta itäsuomalaisesta järvestä otettiin pohjasedimenttinäytteitä, jotka sisälsivät järvimalmia. Pohjasedimenteille tehtiin alkuaineanalyysit, sekä pienen kokoluokan polttokokeita. Polttokokeista kerättiin pohjatuhkat, joille suoritettiin myös alkuaineanalyysit.

Alkuaineanalyysien ja aikaisempien tutkimusten perusteella sedimentin poltolle ei ole teknisiä esteitä. Opinnäytetyössä suoritetun kustannuslaskennan perusteella järvimalmin jalostus ei ole tällä hetkellä kannattavaa toimintaa. Laskennassa lämpöyrittäjälle suurin tulonlähde muodostuu pohjasedimentin läjityksen kustannuksien säästöstä. Sedimentin läjitys rantavyöhykkeelle läji-tysaltaaseen maksaa keskimäärin noin 10 €/m3. Pohjasedimentin lisäys kattilaan estää kattilan pohjatuhkan käyttämistä tuhkalannoitteena, paitsi jos lisätyn sedimentin määrä on alle 0,04 % puupolttoaineen painosta. Laskennassa suurin kuluerä syntyi pohjatuhkan loppusijoituksesta.

Jatkotutkimuksissa tulee selvittää sedimentin klooripitoisuus, koska kloori vaikuttaa sedimentin soveltuvuuteen polttoon. Sedimentille tulee tehdä suuren kokoluokan polttokokeet, joissa palotilan lämpötilat ovat samat kuin puupolttoaineita käyttävissä lämpölaitoksissa.

This thesis investigates limonite enrichment opportunities for using wood fuel heating plants. A basis for research was that the limonite collection is connected to lakes restoration dredging. The studies examined limonite and the bottom sediments of lakes, and the combustion characteristics of the factors influencing the emphasis. Limonite beneficiation profitability was also evaluated in economic terms.

Bottom sediment samples were picked up from two lakes in Eastern Finland. The samples con-tained limonite. Elemental analyzes were carried out on the bottom sediments, as well as small-scale combustion tests. Bottom ashes from the combustion tests were harvested, and carried out with elemental analyzes.

Elemental analyzes and previous studies prove that sediment incineration is not a technical obsta-cle. Calculations of the study show that limonite processing is not currently an economically viable activity. The largest source of income for the heat entrepreneur consists of the sediment stock-piling cost savings. Stockpiling of sediments at waterfront zones in stockpiling pools cost an aver-age of about 10 €/m3. Increase of bottom sediment in the boiler prevents the usage of bottom ash as a fertilizer, except if the added amount of sediment is less than 0.04 % of the weight of the wood fuel. The largest cost item was the disposal of the bottom ash.

Further research should be done concerning the chlorine content of the sediment, as the chlorine affects the suitability of the sediment for combustion. Sediment suitability for combustion should be tested in a larger scale combustion test.