Leping

Mehaaniliselt aktiveeritud Eesti glaukoniitliivakivi potentsiaal K-väetise

toormena: K vabanemise optimeerimine laboriskaalal

Taust: Eesti Geoloogiateenistus (EGT) viib perioodil 2023-2025 läbi fosforiidi ja

kaasnevate ressursside uuringut, mille üheks eesmärgiks on hinnata kaasnevate

maavarade väärindamise potentsiaali. Eesti geoloogilisest ehitusest tulenevalt

paiknevad fosforiidikihi kohal mitu erinevat kivimikeha, mis võiksid olla potentsiaalseks

toormeks. Fosforiidi kohal levivad ehituslubjakivi, U- ja V-rikas graptoliitargiliit ning K-

rikas glaukoniitliivakivi. Lähtudes printsiibist, et Eesti maapõues levivate ressurssidega

tuleb ümber käia säästlikult ja heaperemehelikult, tuleb Eesti fosforiiti ja selle kohal

levivaid kivimikihte käsitleda kui ühte kompleksset maavara. Siiski on mitme kaasneva

ressursi uuritus oluliselt madalamal tasemel võrreldes fosforiidiga.

Üheks väheuuritud potentsiaalseks ressursiks on Leetse kihistu glaukoniitliivakivi, mille

kasulik komponent on rohekas K- ja Fe-rikas savimineraal glaukoniit. Tulenevalt

mineraali komplekssest struktuurist on glaukoniidi keemiline koostis tugevalt varieeruv

ning K sisaldused võivad küündida kuni 7%-ni. Lisaks on glaukoniit suhteliselt

vastuvõtlik diageneetilisele lagunemisele, mille tõttu on võimalik normaaltingimustel

mineraali seotud K vabastada keskkonda.

Eesti glaukoniiti kui potentsiaalset tooret on ka varasemalt uuritud. Võimalikud

kasutusalad glaukoniidile on näiteks silikaattelliste värvipigmentide koostisosana või

adsorbendina heitvee puhastites. Lisaks on uuritud glaukoniitliivakivi ka termoväetiste

toorainena. Uuringute tulemused on näidanud et K vabanemine on kõige ulatuslikum

ja efektiivsem glaukoniitliivakivi ja põlevkivituha segudes, mis on kaltsineeritud

temperatuuril 1000 °C. Termoväetiste tootmine on aga energiakulukas, mistõttu ei ole

glaukoniidi ekspluateerimiseni jõutud. Alternatiivina on Brasiilias tegutseva ettevõtte

Verde Agritech poolt väljatöötatud meetod – glaukoniidi mehhaaniline aktiveerimine.

See meetod seisneb glaukoniidi pikaldases jahvatamises, mille abil muudetakse

mineraalide struktuuri ning vähendatakse terasuurusi. Mehaanilise aktiveerimise

tulemusel on võimalik K eraldumist suurendada 30 korda (Singla et al., 2020). Verde

Agritech toodab eelkirjeldatud meetodil K-väetist Verde Super Greensand. EGT on

2023. aastal tellinud Maaelu Teadmuskeskuselt uuringu, mille eesmärk on hinnata

mehhaaniliselt aktiveeritud glaukoniidi taimekasvule. Antud uuringus kasutatud

materjal töödeldi vastavalt Singla et al. (2020) poolt väljatoodud parameetritele.

Eelpool mainituid uurimustöös kasutatud glaukoniit erineb oluliselt mineraloogilise ja

keemilise koostise poolest Eesti glaukoniitliivakivist, mistõttu ei pruugi nende poolt

väljatoodud tootmisprotsessid sobida Eesti toormele.

Töö eesmärk: Tellitava töö peamine eesmärk on leida optimaalne glaukoniidi

mehaanilise aktiveerimise skeem laboriskaalal. Töö eesmärkideks on (1) hinnata

mehhaanilise aktiveerimise mõju glaukoniidi terade struktuurile (sh eripinnale), 2)

määrata mehhaaniliselt aktiveeritud glaukoniidist vabaneva K kogus ning 3)

analüüsida K vabanemise kineetikat.

Töö sisu: Tellitav töö koosneb kahest erinevast katsevariandist, mille käigus

kasutatakse erinevat lähtematerjali:

1) Peenestatud (< 2 mm) Eesti glaukoniitliivakivi

2) Rikastatud glaukoniit, millest on eemaldatud kvarts, päevakivid jt terrigeensed

faasid.

Proovide mehaaniliseks aktiveerimiseks kasutatakse kuulveskit koos teraskuulidega.

Kuulveskite pöörlemiskiirus katsete ajal on ~ 400 pööret minutis ning teraskuulide ja

proovi suhe 10:1. Mehaanilise aktiveerimise ajal peab kuulveski pöörlemissuunda

muutma iga 5 min tagant. Mõlemat lähtematerjali aktiveeritakse mehhaaniliselt

vastaval 15, 30, 60, 120, 180 ja 240 minutit. Kõikide mehhaaniliselt aktiveeritud

proovidest määratakse terasuurused ning vesilahustuva K sisaldused

tetrafenüülboraat-meetodil. Lähtematerjalidest määratakse põhikomponentide

keemiline koostis. Lisaks uuritakse mehaanilise aktiveerimise mõju glaukoniiditerade

morfoloogiale skaneeriv elektronmikroskoobi (SEM) meetodil, glaukoniidi eripinna

muutlikust Brunauer-Emmet-Teller (BET) analüüsiga ja K-vabanemise kineetika leek-

spektrofotomeetriga. BET analüüs ja leek-spektrofotomeetria analüüsid viiakse läbi

peenestatud (<2 mm) Eesti glaukoniitliivakiviga. BET analüüsid teostatakse

töötlemata, samuti 30, 120 ja 240 minutit mehaaniliselt aktiveeritud glaukoniitliivakivi

proovidega. Leek-spektrofotomeetriga mõõdetakse kaht prooviseeriat: töötlemata ja

240 minutit mehaaniliselt aktiveeritud glaukoniitliivakivi. K sisaldused määratakse

tetrafenüülboraat-meetodil leostatud proovidest MP-AES meetodil.

Töö tulemused vormistatakse aruandena ja antakse üle tellijale.

EGT annab töö teostajale kasutamiseks peenestatud (< 2 mm) Eesti glaukoniitiliivakivi

proovi (kogukaal ~5 kg).

EGT jagab töövõtjaga olemasolevaid andmeid (varasemad uuringud, keemiliste

analüüside tulemused jms), mis on vajalikud töö teostamiseks.

Uuringu käigus tekkinud andmed avalikustatakse hiljemalt FIONA projekti lõpus

(2025). Andmete avaldamine enne nende avalikustamist tellija poolt ainult tellija

poolsel nõusolekul.

Kasutatud kirjandus

Singla, R., Alex, T.C., Kumar, R., 2020. On mechanical activation of glauconite:

Physicochemical changes, alterations in cation exchange capacity and mechanisms.

Powder Technology 360, 337–351. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2019.10.035

Koostas:

Lauri Joosu

Lisa

Eesti Geoloogiateenistus`e ja Tartu Ülikooli vahel 07.05.2024.a. sõlmitud

töövõtulepingule nr 9-1/24-89

TÖÖVÕTULEPINGU MUUTMISE LEPING

/kuupäev digitaalallkirjas/

Eesti Geoloogiateenistus, registrikoodiga 77000387 ja aadressiga F. R. Kreutzwaldi 5, 44314 Rakvere,

keda esindab põhimääruse alusel direktor Sirli Sipp Kulli (edaspidi Tellija) ja

Tartu Ülikool, registrikood 74001073, aadress Ülikooli 18, 50090 Tartu, keda esindab grandikeskuse

juhataja Siret Rutiku (edaspidi Täitja)

(edaspidi koos tellijaga nimetatud pooled ja üksikult pool),

arvestades, et

pooled on töö käigus jõudnud arusaamale, et K eraldumise dünaamikast parema ülevaate saamiseks on

vajalik analüüsida (1) mehaanilise aktiveerimise mõju glaukoniidi eripinnale ja (2) K eraldumise

muutumist ajas. Samuti ei ole uuringu praeguses, idee kontseptsioonilise tõestamise, faasis vajalik

hinnata jälgelementide jaotumist erinevate faaside vahel.

on Pooled käesolevaga kokku leppinud alljärgnevas:

1. Pooled muudavad töövõtulepingut ja lepivad kokku, et lepingu esialgse Lisa 1 asemel on töö

lähteülesandeks käesoleva muudatuse jõustumisest käesoleva muudatuse lahutamatuks osaks olev

muudetud Lisa 1.

2. Teisi lepingu tingimusi ei muudeta, sh lepingu maht ja maksumus jäävad samaks.

3. Lepingu muudatused jõustuvad allkirjastamisest.

4. Käesolev leping on töövõtulepingu nr 9-1/24-89 lisa.

5. Käesolev leping on allkirjastatud digitaalselt.

Tellija esindaja: Täitja esindaja:

/digitaalallkiri/ /digitaalallkiri/

Sirli Sipp Kulli Siret Rutiku