Itsekovettuvan tuhkan säkitys ja käyttö lannoitteena metsätaloudessa

Abstract

Kaskisissa sijaitseva Metsä Boardin kemihierretehdas valmistaa kemiallisesti esikäsitellystä puuhakkeesta mekaanisesti jauhettua ja valkaistua korkeasaantoista massaa. Kemihierretehtaan prosessin sivutuotteena syntyy tuhkaa puunkuoren ja lietteiden poltossa vuosittain noin 2 500 tonnia. Tuhkan hyödyntäminen on järkevää niin ekologisesti, taloudellisesti kuin tilan käytön kannalta. Kyseinen itsekovetustuhka soveltuu metsänlannoitukseen erityisesti runsastyppisillä suometsillä. Tässä opinnäytetyössä keskityttiin tutkimaan miten erilaiset tuhkalaadut käyttäytyvät erilaisissa olosuhteissa säkitettynä ja miten tämä vaikuttaa tuhkan levitettävyyteen. Itsekovetus on yksi tuhkan rakeistamismenetelmistä. Tuhka on kuivana erittäin pölyävää, joten siihen lisätään vettä pölyämisen estämiseksi varastoinnin aikana. Samalla tapahtuu kemiallinen reaktio, jossa tuhka alkaa rakeistua. Tätä rakeistumista ja tuhkan muutoksia seurattiin rakeisuuden, vesipitoisuuden, kalsiumoksidipitoisuuden ja sääseurannan avulla. Mittauksia suoritettiin noin kuukauden välein jokaisesta säkistä ja varastoinnin päätteeksi tuhkille tehtiin levityskokeet. Mittausten ja analyysien perusteella todettiin, että säkkien suojaus on välttämätöntä. Suojaamattomien säkkien vesipitoisuudet muuttuvat paljon, jopa kaksinkertaistuvat. Suojattujen säkkien vesipitoisuudet pysyivät selvästi paremmin samalla tasolla. Levityskokeissa todettiin, että suojaamattomien säkkien suuri vesipitoisuus ja pakkanen tekevät säkitetystä tuhkasta jäisen kuution. Tuhkan on oltava säkistä tullessaan riittävän pehmeää, jotta se voidaan levittää. Parhaat levitystulokset saatiin tuhkilla, joissa ei ole suuria paakkuja ja raekokojakauma on suhteellisen tasainen. Mittaustulosten ja lainsäädännön perusteella paras vaihtoehto säkitettäväksi tuhkaksi on vanha, jo pitkälle rakeistunut, suojattuna varastoitu tuhka. Raekokojakauman ja vesipitoisuuden muuttumattomuus takaa myös levitettävyyden ennustettavuuden ja pysymisen samankaltaisena.

Metsä Board Kaskinen produces bleached high yield pulp for papers and paperboards. As a by-product the factory produces ash 2 500 t/a because of the bark and sludge combustion. Exploitation of the ash is useful ecologically, economically and in space utilization. This self-hardening ash is suitable for forest fertilization especially in peat land forests that are rich in nitrogen. This thesis focused on studying how different types of ash behave in different conditions when sacked and how it effects to the spreading of the ash. Self-hardening is one of the granulating methods. Dry ash is very dusty and therefore it is mixed with water. This prevents dusting while storing. Water also causes chemical reactions in which the ash starts to granulate. For this thesis the granulation and other effects of the ash were monitored with the help of graininess, water content, calcium oxide content and weather follow-up. Measurements were performed from every ash sack approximately at monthly intervals and finally the evenness of the spreading was tested. Based on the measurements and analysis it was found that covering the sacks is necessary. The water content of uncovered sacks varies a lot, it may even double. The water content of covered sacks was clearly more stable. When testing the evenness of the spreading it was found out that the high water content and frost made the uncovered sacks into an ice cube. The ash must be smooth enough for spreading when it comes out of sack. The best spreading results were accomplished with ashes that had no lumps and the particle size distribution was relatively even. Based on the results of the measurements and within the legislation the best option to sacking is to use old ash in which the granulation process is already well advanced. The sacks must be covered during the storage. Stable particle size distribution and water content guarantees the predictability and stability of the spreading.