Eesti teadlased avastasid uue viisi põlevkivi väärindamiseks

Ajalooliselt on Eestis põlevkivi eelkõige põletatud, et toota sellest elektrit. Samuti toodetakse põlevkivist õli. Üha karmimaks muutuvad keskkonnaeeskirjad kannustavad aga ettevõtteid ja teadlasi leidma põlevkivile uusi, tõhusamaid ja kõrgema lisandväärtusega rakendusviise.

AVH Grupi tütarettevõtte Kerogeni ja Tallinna Tehnikaülikooli aastate pikkuse koostöö tulemusel valmis nüüd esimene katseseade, mis eraldab põlevkivist, täpsemalt kukersiidist, keemiatööstuses laialdaselt kasutatavaid dikarboksüülhappeid. Protsessi aluseks on põlevkivi osaline oksüdeerimine lahjas happe lahuses koos hapnikuga. See võimaldab põlevkivikeemiat valdavalt iseloomustava põlevkivi õliks muutmise etapi sootuks vahele jätta.

Meetodi loomisel osalenud Tallinna Tehnikaülikooli keemia ja biotehnoloogia instituudi vanemteadur Kristiina Kaldas sõnas, et dikarboksüülhappeid kasutatakse eelkõige plasti- ja polümeeritööstuses, osaliselt ka kosmeetikatööstuses.

"Dikarboksüülhapete struktuur koosneb hästi pikkadest küllastunud süsivesinike ahelatest. Looduses esineb tegelikult üpris vähe selliseid tooraineid, millest taolisi pikkade ahelatega dikarboksüülhappeid saab," sõnas ta.

Sealjuures saab dikarboksüülhappeid tema sõnul kasutada biolagunevates plastides. Süsivesikute ahelad tekitavad koos alkoholiga sideme, mis on bakteritele lihtsasti söödav. Seetõttu usub Kaldas, et dikarboksüülhappeid kasutatakse keemiatööstuses tulevikus järjest enam. Teadlased usuvad, et nende lähenemisega saaks muundada kasulikeks kemikaalideks ka biomassi, ligniini ja muud orgaanikat.

Protsessile pandi tehnikaülikoolis alus juba 1950. aastatel, kui üks uurimisrühm hakkas uurima taolist otsest väärindamismeetodit. "Nad jõudsid tollal ka katsetsehhini, aga fookus oli mujal. Nemad soovisid saada väga lühikeste ahelatega dikarboksüülhappeid, mis võimaldas kasutada oluliselt karmimaid tingimusi," märkis keemik.

"Meie ülesanne oli vaadata varasemalt tehtud tööle otsa ja mõelda välja, kas seda meetodit on võimalik rakendada tänapäevase keemiatööstuse kontekstis ning mida see endaga kaasa tooks," lisas ta.

Protsess kasutab toorainet ringmajanduslikult ja viib kukersiidi täielikku kasutusse. Koostöös Maaülikooliga on töörühm lisaks leidnud, et protsessi tahket kaasprodukti on võimalik kasutada taimede kasvustimulaatorina.

Võimalus aherainemägede paremaks väärindamiseks

Kui ulatuslikku kaevandamisti kukersiidi sellisel moel väärindamine eeldaks, ei oska teadlased praegu veel öelda. Lõpptoodete väärtus on võrreldes põlevkiviõliga aga 50 korda kõrgem. Seega on sama majandusliku kasu saamiseks vaja vähem toorainet.

Vähemalt teoreetiliselt on samas võimalik, et dikarboksüülhapete saamiseks pole vaja tulevikus põlevkivi üleüldse kaevandada. Nimelt uurivad Kaldas ja tema kolleegid võimalusi protsessi rakendamist jäätmete ehk aheraine peal.

"Kui juba tekkinud aherainemägedest killustikku eraldatakse, jääb järgi madala kvaliteediga põlevkivi fraktsioon. Praegu uurime, kas seda toorainet saaks keemiatööstuses rakendada. Sellisel juhul ei pruugi kaevandamine üldsegi vajalik olla. Selline suund on vähemalt õhus," avaldas teadur lootust. Praegu aherainet põlevkiviõlitööstuses ei kasutata, sest selle kvaliteet on Kaldase sõnul liiga kõikuv.

Mis dikarboksüülhapete kukersiidist eraldamise meetodist edasi saab, sõltub juba Kerogenist. Neil on võimalus protsess järgmisele tasemele skaleerida, mispuhul tuleks alustada tööstuslike katsetega. Praegune katseseade võimaldab töötada tunnis läbi ühe kilogrammi 60-protsendilise kerogeeni sisaldusega kukersiiti.

Teadlaste hinnangul võib töö tulem anda sisendi põlevkivikeemia kui uue tööstusharu loomiseks, mis ei toetu põlevkiviõli ja fossiilsete kütuste, vaid väärtuslike kemikaalide tootmisele.

"Meie rühm läheb edasi kukersiidi ja teiste põlevkivide uurimisega just selle keemilise väärindamise poole pealt. Püüame järjest enam leida viise, kuidas muuta kõrvalsaadused nii minimaalseks kui vähegi võimalik," sõnas Kristiina Kaldas.

Allikas: https://novaator.err.ee/