sivutuotteiden hyötykäytön nykytila – voimalaitosten tuhkat · 14 jyväskylän energia...

www.jyvaskylanenergia.fi

Sivutuotteiden hyötykäytön nykytila – voimalaitosten

tuhkatRisto Ryymin

23.9.2016

2 Jyväskylän Energia ‐yhtiöt   |   www.jyvaskylanenergia.fi 

Tuhkan tuotantolaitokset…

• Pääpolttoaineet turve ja puu (tukipolttoaine hiili)• Kattilateho 495 MW

Keljonlahti (2010 →)Rauhalah  (1986 →)

• Pääpolttoaineet: turve, teollisuuden sivutuotteet, metsäpolttoaineet, hiili ja öljy

• Kattilateho 295 MW

3 Jyväskylän Energia ‐yhtiöt   |   www.jyvaskylanenergia.fi 

TaustaaTuhkien hyötykäytöstä

• JE:n voimalaitoksilta (Rauhalahti ja Keljonlahti) syntyy turve‐/puutuhkaa• pohjatuhka ~ 16 000 t/a• lentotuhka ~ 45 000 ‐ 58 000 t/a

• Tuhkien hyötykäyttöä ja soveltuvuutta tutkittu mm. ”Keljonlahden voimalaitoksen tuhkien hyötykäyttö Keski‐Suomessa” ja ”TUULI” ja ”GEOPO”– hankkeissa

• maanrakennus ja betoniteollisuus, • metsälannoitteiden ja kasvuravinteiden valmistus• polton aikainen lisäaineistus ja maastabiloinnit

• Turpeen ja puun seospolton lentotuhkille on usein vaikea löytää hyötykäyttöä sellaisenaan• ympäristökelpoisuus tai tekninen soveltuvuus ei aina täytä asetettuja raja‐arvoja tai käyttökohteen vaatimuksia (esim. 

lannoiteasetuksen haitta‐ainepitoisuudet)• lentotuhkat soveltuvat tietyissä tapauksissa käytettäväksi myös kerrosstabiloinneissa tai stabiloituna teiden alemmissa 

rakennekerroksissa (MARA‐asetuksen rajat)• tuhkia voidaan käyttää sellaisenaan lähinnä toisarvoisissa (ympäristöluvan vaativissa maarakennussovelluksissa), joissa 

tuhkilla ei ole juuri lainkaan arvoa. 

5 Jyväskylän Energia ‐yhtiöt   |   www.jyvaskylanenergia.fi 

Tuhkien hyötykäyttö nykyisinTuhkien hyötykäytöstä

• Lentotuhkat rekisteröity REACH‐asetuksen mukaisesti• hyötykäyttö mahdollista raaka‐aineena / tuotteena (end‐of‐waste) 

• Rauhalahti • lentotuhka Lievestuoreen lipeälammen neutralointiin/maisemointiin vielä n. 1,5 vuotta. • pohjatuhka tienpohjiksi Haapalahteen ja Leppälahteen

• Keljonlahti• lentotuhka metsälannoitteen raaka‐aineeksi taikka maanparannukseen ja tienpohjiin (mikäli kivihiiltä polttoaineessa)• pohjatuhka tienpohjiksi

6 Jyväskylän Energia ‐yhtiöt   |   www.jyvaskylanenergia.fi 

Ympäristö- ja kiertotalous – uusi Klondike …

Tuhkaa

”Black Box”

Tuote ”A” – Raaka‐aine ”B”

7 Jyväskylän Energia ‐yhtiöt   |   www.jyvaskylanenergia.fi 

Taustaa ympäristö- ja kiertotaloudelleEU riippuvainen kriittisistä alkuaineista

European Commission: ” REPORT ON CRITICAL RAW MATERIALS FOR THE EU”https://ec.europa.eu/growth/sectors/raw‐materials/specific‐interest/critical_fi

8 Jyväskylän Energia ‐yhtiöt   |   www.jyvaskylanenergia.fi 

Arvometallien talteenotto lentotuhkista

• Tutkimusyhteistyö Jyväskylän yliopiston kemianlaitoksen kanssa (2010 – 04/2017)

• Tavoitteena ollut • selvittää tuhkassa olevien aineiden pitoisuuksia• kehittää menetelmä, jolla tuhkassa olevat arvokkaat 

alkuaineet saadaan eroteltua tuhkasta mahdollisimman tehokkaasti

Taloudellinen potentiaali: 67 – 87 M€/a

9 Jyväskylän Energia ‐yhtiöt   |   www.jyvaskylanenergia.fi 

Arvometallien talteenotto lentotuhkista

FI 123432

10 Jyväskylän Energia ‐yhtiöt   |   www.jyvaskylanenergia.fi 

Arvometallien talteenotto lentotuhkista

• Tutkimusyhteistyö Jyväskylän yliopiston kemianlaitoksen kanssa (2010 – 04/2017)

• Tavoitteena ollut • selvittää tuhkassa olevien aineiden pitoisuuksia• kehittää menetelmä, jolla tuhkassa olevat arvokkaat 

alkuaineet saadaan eroteltua tuhkasta mahdollisimman tehokkaasti

• kehittää menetelmä arvokkaiden alkuaineiden saostamiseksi ja rikastamiseksi uuttoliuoksesta tavoitteena mahdollisimman puhdas ja vain haluttuja arvometalleja sisältävä kiinteä rikaste

Taloudellinen potentiaali: 67 – 87 M€/a

11 Jyväskylän Energia ‐yhtiöt   |   www.jyvaskylanenergia.fi 

Arvometallien talteenotto lentotuhkista

FI 123432

12 Jyväskylän Energia ‐yhtiöt   |   www.jyvaskylanenergia.fi 

Arvometallien talteenotto lentotuhkista

• Tutkimusyhteistyö Jyväskylän yliopiston kemianlaitoksen kanssa (2010 – 04/2017)

• Tavoitteena ollut • selvittää tuhkassa olevien aineiden pitoisuuksia• kehittää menetelmä, jolla tuhkassa olevat arvokkaat 

alkuaineet saadaan eroteltua tuhkasta mahdollisimman tehokkaasti

• kehittää menetelmä arvokkaiden alkuaineiden saostamiseksi ja rikastamiseksi uuttoliuoksesta tavoitteena mahdollisimman puhdas ja vain haluttuja arvometalleja sisältävä kiinteä rikaste

• optimoida uutto‐ ja talteenottovaiheita saannon maksimoimiseksi

Taloudellinen potentiaali: 67 – 87 M€/a

13 Jyväskylän Energia ‐yhtiöt   |   www.jyvaskylanenergia.fi 

Arvometallien talteenotto lentotuhkista

14 Jyväskylän Energia ‐yhtiöt   |   www.jyvaskylanenergia.fi 

Arvometallien talteenotto lentotuhkista

• Tutkimusyhteistyö Jyväskylän yliopiston kemianlaitoksen kanssa (2010 – 04/2017)

• Tavoitteena ollut • selvittää tuhkassa olevien aineiden pitoisuuksia• kehittää uuttomenetelmä, jolla tuhkassa olevat 

arvokkaat alkuaineet saadaan eroteltua tuhkasta uuttoliuokseen mahdollisimman tehokkaasti

• kehittää menetelmä arvokkaiden alkuaineiden saostamiseksi ja rikastamiseksi uuttoliuoksesta tavoitteena mahdollisimman puhdas ja vain haluttuja arvometalleja sisältävä kiinteä rikaste

• optimoida uutto‐ ja talteenottovaiheita saannon maksimoimiseksi

• Prosessin esisuunnittelu• yhteistyössä Elomatic Oy:n kanssa

Taloudellinen potentiaali: 67 – 87 M€/a

16 Jyväskylän Energia ‐yhtiöt   |   www.jyvaskylanenergia.fi 

17 Jyväskylän Energia ‐yhtiöt   |   www.jyvaskylanenergia.fi 

Pari muuttujaa …

• Haluttujen metallien pitoisuudet tuhkissa pieniä (~ mg/kg)

• Pitoisuusongelmaa ratkotaan (mm.)• optimoimalla uutto‐ ja talteenottoprosesseja edelleen• hyödyntämällä metallikollektoreita PGM ryhmän metallien 

talteenotossa• esikäsittelemällä tuhkia ennen uuttoa• vaihtamalla uuttoliuoksen tausta

• Rubidiumille ja Iridiumille ei vielä talteenottomenetelmää • identifioitu, mutta ei optimoitu

• Prosessin talous herkkä• pitoisuuksille• liuoskierron sulkemiselle• metallien hinnoille