Kiri

Lähteülesanne

Sissejuhatus: üheks Eesti Geoloogiateenistuse tegevussuunaks on uurida Eesti maapõues

leiduvaid kriitilisi toormeid. Fosforiiti peetakse kriitilise tähtsusega strateegiliseks ressursiks,

mille suurimad varud Euroopa Liidus paiknevad just Eestis. Eesti fosforiit on seni huvi

pakkunud eelkõige selles sisalduva fosfori tõttu, mille levinuim kasutusala on väetise

toorainena. Fosforiidis leidub aga ka märkimisväärsetes kogustes haruldasi muldmetalle

(HMM), nagu näiteks tseerium, praseodüüm, neodüüm, düsproosium ja terbium, mistõttu on

fosforiidil tulevikus perspektiivi olla ka haruldaste muldmetallide toormeks. Seetõttu tegeleb

Eesti Geoloogiateenistus fosforiidi ja sellega kaasnevate ressursside geoloogiliste ja

tehnoloogiliste uuringutega, mille eesmärk on hinnata nende ressursside kasutuselevõtu

võimalusi. Fosfaattoorme väärindamiseks on maailmas kasutusel erinevaid tehnoloogiaid, ent

praeguste parimate teadmiste põhjal ei ole võimalik hinnata, kas Eesti fosforiidivaru on neid

tehnoloogiaid rakendades võimalik koos fosforiidis sisalduvate HMM-dega majanduslikult

kasulikult ja keskkonnasäästlikult kasutusele võtta. Teadusuuringute põhjal on Eesti fosforiidi

väärindamiseks kõrge potentsiaal soolhappega töötlemise protsessil. ResTA teadusprogrammi

raames Tallinna Tehnikaülikoolis teostatud uuringute tulemused näitasid HMM eraldamise

kõrgemat efektiivsust võrreldes teiste sarnaste protsessidega. Maailmas enim rakendatud

väävelhappe tehnoloogia puhul tuleb teaduskirjandusele tuginedes uurida võimalusi HMM

eraldamiseks enne nende fosfokipsi sattumist, sest viimasest ei ole teadaolevalt võimalik neid

eraldada.

Tööstuslikul skaalal ei ole rakendatud tehnoloogiaid, mis võimaldaks juba happetöötluse käigus

HMM edukalt eraldada, samuti ei ole Eestis varem spetsiifiliselt HMM varusid ja nende

kasutuspotentsiaali uuritud. Leidmaks parimat viisi fosforiidi väärindamiseks tuleb ette võtta

suuremahuline uurimis- ja arendustegevus, mis hõlmaks valitud tehnoloogiate rakendatavuse

analüüsi (proof of concept) ning seejärel vastavate protsesside Eesti toormele sobivaks

optimeerimist, sealjuures hinnates ka tehnoloogilist teostatavust ja mõju ümbritsevale

keskkonnale. Katsed viiakse läbi esmalt laboriskaalal ning seejärel otsustatakse kas ja millise

tehnoloogiaga tööstuskatsed läbi viia. Kuna suuremahuliste katsete läbiviimine on äärmiselt

kulukas, on Pakkuja kohustatud andma vastava sisendi (nt. suuremad segamiskiirused, pikemad

viibeajad jne).

Töö üldine eesmärk: testida Eesti fosforiidi väävelhappelist ning soolhappelist töötlust kõige

kõrgema väärtusega produktide tootmiseks ning uurida vastavate protsesside käigus HMM

eraldamisvõimalusi ning nende eraldamise efektiivsust. Pakkuja viib esmalt happetöötlused

läbi laboriskaala katsetena (bench scale testing) ning annab selle põhjal esmase hinnangu

CAPEX ja OPEX kuludest kahe stsenaariumi jaoks – töötlusprotsess koos HMM eraldamisega

ning ilma HMM eraldamiseta. Saadud tulemuste põhjal otsustab Tellija millise tehnoloogiaga

suuremal skaalal ehk tööstuskatsete (pilot scale testing) tasemel jätkata. Tööstuskatsete

tulemuse põhjal koostab Pakkuja eelprojekti (Pre-Feed) raporti, mis kirjeldab protsessi ja

saadud tulemusi nii koos HMM eraldamise etapiga kui ka ilma HMM eraldamiseta. Kivimi

rikastamine loetakse tehnoloogilise protsessi üheks osaks – sealjuures on Pakkuja ülesanne teha

kindlaks rikastamise või mistahes muu eeltöötluse (jahvatamine jne) vajadus ning kirjeldada ja

põhjendada vastavat vajadust (või selle puudumist) esitatavas raportis. Kuna HMM eraldamise

kogemusega ettevõtteid on vähe, on selle protsessi uurimiseks lubatud kasutada alltöövõtjaid.

1. Fosforiidi proov

1.1 Tellija korraldab proovivõtu ja proovi homogeniseerimise enne selle Pakkujale

toimetamist;

1.2 Vajaminev proovikogus lepitakse Tellija ja Pakkuja vahel kokku enne lepingu

allkirjastamist;

1.3 Proovi saatmise kulud kannab Tellija;

1.4 Pakkuja viib läbi vajalikud analüüsid ning seejärel kinnitab proovi piisava

homogeensuse, või vastasel juhul teavitab Tellijat ebapiisavast homogeensusest,

misjärel lepitakse kokku edasised tegevused;

1.5 Pakkuja viib läbi esmased analüüsid proovi üldiste omaduste iseloomustamiseks:

1.5.1 Vajalike analüüside kulu sisaldub sõlmitavas lepingus;

1.5.2 Pakkuja saadab analüüside tulemused Tellijale, misjärel kuuluvad nende kasutamise

ja avaldamise õigused Tellijale.

2. Laboriskaalal testimine (bench scale testing)

2.1 Laboriskaalal testimise tulemused hõlmavad, aga ei ole piiratud, järgnevate osadega:

2.1.1 Tõestus, et antud meetod sobib Eesti fosforiidi väärindamiseks (proof of concept);

2.1.2 Sisend tööstuskatsete läbiviimiseks;

2.1.3 Kivimi eeltöötluse (peenestamine, rikastamine) vajaduse väljaselgitamine, ning

vastav sisend tööstuskatsete läbiviimiseks;

2.1.4 HMM eraldamise metoodika ning selle efektiivsuse hinnang.

2.2 Laborikatsete tööplaan lepitakse kokku lepingu allkirjastamisele eelnevate

läbirääkimiste käigus. Pärast punktis 1.5 välja toodud analüüside sooritamist võib

Pakkuja teha põhjendatud ettepaneku katseplaani muutmiseks tulemustest lähtuvalt.

2.3 Tellija esindaja võib osaleda Pakkuja läbiviidavates katsetustes ning neid jälgida.

2.4 Pärast katsete läbiviimist esitab Pakkuja katseid kirjeldava ja katsetulemusi kokku võtva

raporti. Vastava raporti eesmärgiks on anda Tellijale infot protsessi parameetrite,

majandusliku teostatavuse ja keskkonnamõjude kohta ning pakkuda vajalik sisend ja

soovitused tööstuskatsete läbiviimiseks. Raporti tulemused hõlmavad, aga ei ole

piiratud järgnevate osadega:

2.4.1 Katsete läbiviimise detailne kirjeldus;

2.4.2 Massibilansid, protsessi ja selle osade efektiivsused, kadude hinnang, emissioonide

kaardistamine (ja kogused) ning jäätmete teke (nii nende koostis kui hinnang

tekkivatele kogustele);

2.4.3 Protsessi põhiosade CAPEX ja OPEX kulud – rikastamine (vajadusel),

happetöötlus, HMM eraldamine. Pakkuja esitab CAPEX ja OPEX kulud nii

protsessile mis hõlmab HMM eraldamist kui ka ilma HMM eraldamiseta protsessile.

2.4.4 Kõikide tekkivate voogude (põhiprodukt, kõrvalproduktid, emissioonid, jäätmed,

protsessi käigus kasutatav ning potentsiaalne heitvesi) koostise kirjeldus;

2.4.5 Põhiproduktide – HMM ning fosfori-põhine toode – põhjalik kirjeldus, mis sisaldab

maksimaalseid toodetavaid koguseid ja keemilist koostist (s.h. puhtus);

2.4.6 Tehnoloogiliste riskide ning määramatuste kirjeldus, hinnang ning maandamise

võimalused;

2.4.7 Soovitused tööstuskatsete läbiviimiseks saavutamaks võimalikult madalat

keskkonnamõju ning kõrget majanduslikku efektiivsust.

3. Tööstuskatsed (pilot scale testing)

3.1 Pilootkatsete tulemused peavad vastama AACE kuluhinnangu klassifitseerimise

süsteemi1 tasemele 3 (-15 kuni +30%), ehk Tellijale esitatakse eelteostatavusuuringu

(Pre-Feasibility study) raport. Potentsiaalse tehase insenertehniline lahendus peab

olema valmis minimaalselt 15% ulatuses.

3.2 Tellija tutvub laboriskaala testide tulemuste raportiga ning seejärel lepivad Tellija ja

Pakkuja kokku täpses tegevuskavas tööstuskatsete läbiviimise jaoks – Pakkuja esitleb

selleks esmalt oma katseplaani, kirjeldades sealjuures oodatavaid tulemusi ning

potentsiaalseid riskikohti. Tellijal on õigus pärast laborikatsete tulemuste hindamist

tööstuskatsed edasi lükata või neist loobuda juhul kui see ei osutu majanduslikult

mõistlikuks.

3.3 Tellija esindaja võib osaleda Pakkuja läbiviidavates katsetustes ning neid jälgida.

3.4 Tööstuskatsed tuleb planeerida selliselt, et need oleksid hiljem skaleeritavad täismahus

tootmise arendamiseks, pöörates sealjuures erilist tähelepanu sellele, et kõik tekitatavad

jäätmed ja emissioonid vastaks Eestis kehtivatele nõuetele. Vastasel juhul pakutakse

välja ja tõestatakse eksperimentaalselt lisanduvate töötlemismeetodite (nt. gaaside

puhastamine) kasutamine normidele vastavate väärtuste saavutamiseks.

3.5 Pakkuja peab vastutama, et kõikidest toodetavatest voogudest (põhiproduktid,

kõrvalproduktid, jäätmed, heitmed, jne) oleksid võetud esinduslikud proovid, need

oleksid korrektselt hoiustatud ja analüüsitud. Katse lõppemise järel saadetakse osa igast

proovist Tellijale. Proovivõtmise protseduur ning sagedus lepitakse Tellija ja Pakkuja

vahel kokku enne tööstuskatsete läbiviimist.

3.6 Pärast tööstuskatsete läbiviimist esitab Pakkuja Tellijale katseid kirjeldava ning nende

tulemusi analüüsiva raporti, mille eesmärgiks on anda Tellijale informatsiooni protsessi

majandusliku teostatavuse ja keskkonnamõjude kohta ning pakkuda vajalik sisend ja

soovitused tulevikuks ja edasisteks tegevusteks. Raporti tulemused hõlmavad, aga ei ole

piiratud järgnevate osadega:

3.6.1 Katsete läbiviimise detailne kirjeldus;

3.6.2 Töötlemistehase kontseptsioon, mis kirjeldab põhikomponente (mahutid, reaktorid,

transportöörid, torustik, jne) ja nende tehnilisi detaile (võimalikud materjalitüübid

ning nende piirangud, vastavate ühikute arv, minimaalsed mõõdud jne). Samuti

tuleb välja tuua:

3.6.2.1 Kasutatava fosforiidivaru suurus, mille põhjal tehase kontseptsioon

loodi;

3.6.2.2 Kasutatavate reagentide kirjeldus (CAS-numbrid, minimaalne puhtus,

kogused või suhted, kontsentratsioonid, lahjendamise vajadus, jne);

3.6.2.3 Protsessi/süsteemi kirjeldus (aparatuuri detailid, mõõdud, materjalid),

plokkskeem, reaalajas läbiviidavate analüüside vajadus ja aparatuuri kirjeldus

(millised parameetreid pidevalt jälgitakse);

3.6.2.4 Protsessi parameetrid – osakeste minimaalne viibeaeg, tahke/vedeliku

suhe, reaktsioonitemperatuur, pH. Kõikide parameetrite puhul kirjeldada lubatud

maksimaalne hälve;

3.6.2.5 Piirangud toormele – osakeste suurus, protsessi sisenemise kulu

ajaühikus, lubatud hälbed toorme kvaliteedis jne.

3.6.3 Massibilanss, protsessi (ja selle osade) efektiivsus, kaod (ning nende vähendamise

võimalused), emissioonid ning tekkivad jäätmed;

1 https://www.costengineering.eu/Downloads/articles/AACE_CLASSIFICATION_SYSTEM.pdf

3.6.4 Protsessi põhiosade (eeltöötlus, rikastamine, happetöötlus, HMM eraldamine)

CAPEX ja OPEX kulude hinnang. Samuti kogu protsessi CAPEX ja OPEX kulude

hinnang kahe stsenaariumi jaoks: koos HMM eraldamisega ning ilma HMM

eraldamiseta.

3.6.5 Põhiproduktide (fosfori-põhine toode ning HMM) keemilise ja mineraloogilise

koostise kirjeldus;

3.6.6 Tehnoloogiliste riskide ning määramatuste kirjeldus, hinnang ning maandamise

võimalused;

3.6.7 Soovitused protsessi edasiseks arendamiseks;

3.6.8 Lubatud piirangud toormaterjali kvaliteedile (koostis ning ebapuhtuste

maksimaalsed sisaldused).