Hiekkapaperijätteen poltosta kerätyn tuhkan karakterisointi ja mineraalijakeen erotus

Abstract

Opinnäytetyö on tehty Mirka Oy:n tehtaalle Jepualle, joka valmistaa hiomatuotteita.

Tässä opinnäytetyössä tarkastellaan ja analysoidaan hiekkapaperin poltosta syntynyttä tuhkaa ja pyritään etsimään keinoja, joilla tuhkan seassa olevia hiekanjyviä saataisiin mahdollisimman hyvin erotettua tuhkan joukosta. Jos riittävän puhdasta mineraalihiekkaa saataisiin erotettua tuhkasta, voitaisiin sitä käyttää uuden hiekkapaperin valmistuksessa. Täten hiekan kiertokulku olisi mahdollista.

Työssä on käytetty erilaisia mekaanisia prosesseja mineraalijakeiden erottamiseksi. Näitä ovat olleet mm. seulonta, kuulamyllyjauhatus, vesipesu ja ultraäänipesu. Saatuja tuloksia on analysoitu mikroskoopilla, TGA-analyysillä ja SEM-EDSanalyysillä.

Työn alussa kuviteltiin, että agglomeraatit tuhkassa olisivat orgaanisia jäämiä liimoista, joita käytetään hiekkapaperin valmistuksessa, mutta analyysien edetessä näin ei kuitenkaan käynyt.

Agglomeraatit sisälsivät epäorgaanista ainesta. Tämä kävi ilmi SEM-EDSkuvantamisen avulla. Tulevaisuudessa pyritään löytämään keinoja epäorgaanisen aineksen poistamiseksi. Tätä vaikeuttaa se, että agglomeraatit ovat kovin sintrautuneita, ja niissä on paljon epäorgaanista ainesta kiinnittyneinä toisiinsa.

This thesis has been completed in collaboration with the company Mirka Oy in Jepua.

The aim of the thesis was to characterize and analyze the ash from burning the sandpaper waste and to discover ways how to separate the mineral fractions and to determine what the ash consisted of. The goal was to remove the mineral grain of sand as clearly as possible. If the mineral fractions would be so pure that it could have been used when making new sandpaper, this thesis would have been considered a success. Recycling would happen if the actual problem would have been solved.

Many different mechanical separation processes have been used in this thesis to separate the mineral fraction such as sieving, mill separation, water washing and ultrasonic cleaner. The fractions obtained have been analyzed with microscope, SEM and EDS analytical tools and TGA analysis.

In the beginning of this thesis, the assumption was that the ash would consist of different kind of glue fractions which Mirka uses when manufacturing the sandpaper. After many analyses, the truth was different than what had been assumed.

Agglomerates included a lot of inorganic materials. This was discovered after the SEM-EDS analysis. In the future the plan is to determine how inorganic matter could be separated from the ash. The separation is hampered by the agglomerates that are sintered, and because the different inorganic particles are tightly bonded to each other.