Utilization trials of lignite solid byproducts of West Macedonia and Peloponnesus lignite fired power plants for the production of lightweight aggregates

Résumé El En

Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η παραγωγή ελαφροαδρανών από τη χρησιμοποίηση ιπτάμενης τέφρας (ΙΤ) και τέφρας πυθμένα (ΤΠ), που παράγονται από την καύση λιγνίτη στους υποσταθμούς της ΔΕΗ στις περιοχές Καρδιάς, Πτολεμαΐδας (Δ.Μακεδονία), Μεγαλόπολης (Πελοπόννησος). Επιλέχθηκε η μέθοδος πυροσυσσωμάτωσης με σχάρα, διότι εκμεταλλεύεται ως καύσιμο τον άκαυστο άνθρακα που περιέχουν οι τέφρες, για την αύξηση της θερμοκρασίας που απαιτείται κατά την πυροσυσσωμάτωση. Σύμφωνα με τις ορυκτολογικές αναλύσεις περιθλασιμετρίας ακτίνων-Χ, οι ΤΠ περιέχουν υψηλότερο ποσοστό άμορφης μάζας (58-64wt%) σε σχέση με τις ΙΤ (25-54wt%) και ανορθίτη - χαλαζία ως κύριες κρυσταλλικές φάσεις. Στις ΙΤ Καρδιάς και Πτολεμαΐδας άσβεστος και ανυδρίτης εμφανίζονται συχνά στη μικροδομή τους. Μίγματα διαφορετικών αναλογιών ΤΠ/ΙΤ προετοιμάστηκαν για τις δοκιμές πυροσυσσωμάτωσης. Το πυροσυσσωματωμένο μίγμα από τη Μεγαλόπολη επέδειξε καλές μηχανικές, φυσικές, ιστολογικές ιδιότητες και μπορεί να χαρακτηριστεί ως ελαφροαδρανές και να δοκιμασθεί στην παραγωγή ελαφρομπετόν. Σε αντίθεση με το προϊόν της Μεγαλόπολης, τα μίγματα από Καρδιά και Πτολεμαΐδα επέδειξαν αρνητικές μηχανικές ιδιότητες, είτε άμεσα χρονικά (μίγματα Καρδιάς) είτε σε βάθος χρόνου (μίγματα Πτολεμαΐδας).

The production of lightweight aggregates from the utilization of solid byproducts [fly ash (FA) and bottom ash (BA)], of the lignite fired power plants from West Macedonia (Kardia, Ptolemaida) and Peloponnesus (Megalopolis), has been investigated in this study. Sintering of FA and BA with the grate sinter band method was selected because it exploits the energy content of the raw materials for the increase of temperature and completion of the material’s sintering. These byproducts contain the necessary carbon content for temperature increase during the sintering process. Detailed XRD analyses show that Megalopoli’s FA contains high amounts of amorphous phase (25-54wt%) while fly ashes from Kardia and Ptolemaida power units are more crystalline. Lime and anhydrite are the most abundant crystalline phases in Ptolemaida’s and Kardia’s fly ashes. The bottom ashes revealed high percentages of amorphous content (58-64wt%) and anorthite and quartz as the major crystalline phases. Mixtures of different BA/FA ratios were prepared for sintering tests. The sintered mixtures from Kardia’s and Ptolemaida’s regions did not have sufficient mechanical properties for further treatment. The sintercake produced from Megalopolis’ ashes exhibited good mechanical properties and was selected for further study for use as light aggregate raw materials to the lightweight concrete production.