หน้าแรก

เคมีในอุตสาหกรรม

อุตสาหกรรมแร่

แร่ คือ ธาตุหรือสารประกอบที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ มีโครงสร้างและส่วนประกอบแน่นอน มีสมบัติต่าง ๆ เฉพาะตัว ตัวอย่างแร่ได้แก่ ดีบุก พลวง ทังสเตน แบไรต์ แมงกานีส เป็นต้น

แร่อาจแบ่งออกเป็นพวกใหญ่ ๆ ได้คือ

1. แร่ประกอบหิน หมายถึง แร่ที่เป็นส่วนประกอบของหิน สามารถใช้ระบุชนิด ของหินได้ เช่น หินแกรนิต ประกอบด้วย แร่ควอร์ต์ เฟลด์สปาร์ และไมกา หินปูน ประกอบด้วย แร่แคลไซด์ เป็นต้น

2. แร่เศรษฐกิจหรือแร่อุตสาหกรรม หมายถึง แร่ที่มีคุณค่าทางเศรษฐกิจหรือประโยชน์ ในทางอุตสาหกรรมโดยตรง มีทั้ง แร่โลหะ เช่น เงิน ทองแดง ทองคำ ดีบุก เป็นต้น และ แร่อโลหะ เช่น ดินขาว แกรไฟต์ ทราย ใยหิน แร่เชื้อเพลิง และน้ำบาดาล เป็นต้น

 อุตสาหกรรมเซรามิกส์

เซรามิกส์ (Ceramics) คือ ผลิตภัณฑ์ที่ทำจากดิน และผ่านการเผามาแล้ว ปัจจุบันเซรามิกส์เป็นวัสดุและภาชนะที่มีรูปร่างต่าง ๆ แล้วนำไปเผาเพื่อให้มีความแข็ง สามารถคงรูปอยู่ได้ เช่น เครื่องลายคราม อิฐทนไฟ กระเบื้องปูพื้น เครื่องปั้นดินเผา แก้ว วัสดุทนไฟต่าง ๆ และเครื่องสุขภัณฑ์ เครื่องปั้นดินเผาเป็นเซรามิกส์ประเภทหนึ่ง ปัจจุบันได้มีการพัฒนาในด้านวัตถุดิบที่ใช้และสีสำหรับเคลือบให้มีคุณภาพสูงขึ้น ซึ่งวัสดุที่ใช้ในการผลิตเซรามิกส์ ได้แก่ ดินขาว ดินเหนียว เฟลด์สปาร์ ควอร์ตซ์ ทัลด์ หินปูน เซอร์โคเนียมออกไซด์ โซเดียมซิลิเกต และซิงค์ออกไซด์

ปัจจุบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเจริญก้าวหน้ามากขึ้น ได้ใช้เทคโนโลยีสมัยใหม่ผลิตเซรามิกส์ใหม่ ๆ จากสารอนินทรีย์ ซึ่งมีคุณสมบัติทนความร้อน ทนต่อปฏิกิริยาเคมีและมีสมบัติทางไฟฟ้าที่พิเศษกว่าสารอื่น ทำให้ใช้เป็นฉนวนกันไฟฟ้าได้ ทำแผ่นและวงจรรวม (IC) ทำแผ่นซิลิคอนในเซลล์สุริยะ ผลิตตัวถังรถยนต์ เพื่อให้มีน้ำหนักเบา แข็งแรง ทนต่อสารเคมี

ในการผลิตภัณฑ์เซรามิกส์เกี่ยวข้องกับสีใช้สารที่มีสารตะกั่วเป็นตัวช่วยในการละลาย และเป็นสารที่ช่วยทำให้สีเคลือบมีสีสดใส ถ้าผลิตโดยขาดการควบคุมคุณภาพ อาจจะทำให้สารพวกตะกั่วปนเปื้อนลงในอาหาร และนำไปใส่อาหารที่เป็นกรดหรือเบส กรดและเบสจะละลายสารตะกั่วที่เคลือบอยู่ติดปนออกมากับอาหารได้

การผลิตเกลือสมุทร

เกลือสมุทรทำกันมากในบริเวณใกล้ทะเล เช่น ที่จังหวัดสมุทรสาคร เพชรบุรี ฉะเชิงเทรา และชลบุรี ประเทศไทยมีการทำนาเกลือในช่วงเดือนพฤศจิกายนถึงเดือนพฤษภาคม หากปีใดฝนตกชุกในระยะดังกล่าวการทำนาเกลือจะไม่ไดผลเท่าที่ควร

การทำนาเกลือใช้วิธีการแยกโซเดียมคลอไรด์ออกจากน้ำทะเล ดังนั้นจึงต้องใช้หลักการระเหยและการตกผลึก โดยการให้น้ำทะเลระเหยไปเหลือน้ำน้อยจนถึงจุดอิ่มตัวของ โซเดียมคลอไรด์ โซเดียมคลอไรด์ก็จะตกผลึกออกมา

ขั้นตอนการผลิตเกลือสมุทร มีดังนี้

1. การเตรียมพื้นที่นา โดยทั่วไปใช้พื้นที่ประมาณ 40 ไร่ จากนั้นก็ขุดตอไม้รากไม้ ปรับพื้นที่ให้เรียบแน่น แบ่งที่นาออกเป็นแปลง ๆ แปลงละ 1 ไร่ ยกขอบแปลงให้สูง แล้วทำร่องระบายน้ำระหว่างแปลง

2. การทำนาเกลือ

2.1 แบ่งพื้นที่ทำนาเป็น 3 ตอน ได้แก่ นาตาก นาเชื้อ และนาแปลง ซึ่งมีระดับพื้นที่ลดหลั่นลงตามลำดับ เพื่อความสะดวกในการระบายน้ำและขังน้ำ

2.2 ก่อนถึงฤดูการทำนาเกลือ ให้ระบายน้ำเข้าเก็บขังไว้เพื่อให้น้ำสะอาด ผงโคลนตม แร่ธาตุ จะได้ตกตะกอนลง พื้นที่ที่ขังน้ำไว้ในตอนนี้บางทีเรียกว่า นาขัง

2.3 จากนั้นระบายน้ำเข้าสู่นาตาก ให้ระดับน้ำสูงกว่าพื้นนาประมาณ 5 cm เมื่อน้ำระเหยไปจนวัดความถ่วงจำเพาะของน้ำทะเลได้ 1.08 จึงถ่ายน้ำเข้าสู่นาเชื้อ เพื่อให้แคลเซียม- ซัลเฟต (CaSO 4) ตกผลึกออกมาเป็นผลพลอยได้ ส่วนน้ำทะเลที่เหลือปล่อยให้ระเหยไป จนมีความถ่วงจำเพาะ 1.2 แล้วจึงระบายน้ำทะเลนั้นเข้าสู่นาปลง 2 วัน NaCl เริ่มตกผลึก และจะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ในขณะเดียวกันน้ำทะเลที่เหลือมีความเข้มข้นของ Mg 2+ Cl - และ SO 2- 4 ไอออนเพิ่มขึ้นจึงต้องระบายน้ำจากนาเชื้อเพิ่มเพื่อกันมิให้ MgCl 2 และ MgSO 4 ตกผลึกปนกับ NaCl มากด้วย ซึ่งจะทำให้เกลือที่ได้มีมลทิน คุณภาพไม่ดี

โดยปกติจะปล่อยให้ NaCl ตกผลึกประมาณ 9 – 10 วัน จึงขูดเกลือออกขณะที่มีน้ำทะเลขังอยู่เกลือที่ได้นำไปตากแดด 1 – 2 วัน แล้วจึงเก็บเข้าฉาง

<<<ผลพลอยได้จากการทำนาเกลือคือ กุ้ง ปลา และ CaSO 4>>>

คุณภาพของเกลือโซเดียมคลอไรด์ คุณภาพของเกลือโซเดียมคลอไรด์ ขึ้นอยู่กับมลทิน ที่ปนเปื้อนอยู่ เช่น เกลือแมกนีเซียม เป็นต้น ถ้าเกลือโซเดียมคลอไรด์มีเกลือแมกนีเซียมปนอยู่มาก เกลือจะชื้นง่าย ราคาตก ดังนั้น ถ้าต้องการเกลือที่มีคุณภาพดีควรเติมปูนขาว 0.4 – 0.5 กรัมต่อน้ำ 1 ลิตรลงในนาเชื้อ เพื่อทำให้น้ำทะเลมีสมบัติเป็นเบส (pH ~ 7.4 – 7.5) Mg 2+ ไอออนจะตกตะกอนออกมาในรูป Mg(OH) 2 ทิ้งไว้จนน้ำทะเลใสแล้วจึงไขน้ำนี้เข้าสู่นาปลง NaCl จะตกผลึกออกมาเป็นส่วนใหญ่ ผลึกของเกลือ NaCl ที่ได้จึงค่อนข้างบริสุทธิ์มึคุณภาพดี

การผลิตเกลือสินเธาว์

เกลือสินเธาว์ผลิตได้จากแหล่งแร่ เกลือหิน (Rock salt)พบอยู่ตามพื้นดินแถบภาคอีสาน เช่น จังหวัดชัยภูมิ มหาสารคาม ยโสธร อุบลราชธานี และอุดรธานี การผลิตเกลือสินเธาว์จากเกลือหินโดยทั่วไป ใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ คือ ใช้การละลาย การกรอง การระเหย และการตกผลึก หรือการละลายและการตกผลึก ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสภาพของเกลือที่เกิดขึ้นในแหล่งนั้น ๆ

เกลือสินเธาว์แยกตามวิธีการที่แตกต่างกันตามลักษณะของการเกิดเกลือตามธรรมชาติ ดังนี้

เกลือจากผิวดิน ใช้วิธีขุดคราบเกลือตามผิวดินมาละลายน้ำ กรองเศษตะกอนออก แล้วนำน้ำเกลือไปเคี้ยวให้แห้งจะได้เกลือตกผลึกออกมา นิยมทำเกลือชนิดนี้ทางภาคตะวันออก-เฉียงเหนือ ได้แก่ จังหวัดนครราชสีมา ชัยภูมิ มหาสารคาม อุดรธานี สกลนคร และร้อยเอ็ด

เกลือจากน้ำเกลือบาดาล เป็นเกลือทำกันมากที่จังหวัดมหาสารคาม นครราชสีมา อุดรธานี อุบลราชธานี ร้อยเอ็ด สกลนคร ชัยภูมิ และหนองคาย เกลือบาดาลมีอยู่ในระดับตื้น 5 – 10 เมตร หรือระดับลึก 30 เมตร

วิธีการผลิตเกลือ ขุดหรือเจาะลงไปใต้ดินและสูบน้ำเกลือขึ้นมา ต้มน้ำเกลือในกระทะเหล็กใบใหญ่ โดยใช้ฟื้นหรือลิกไนต์เป็นเชื้อเพลิงจนแห้ง จะได้เกลือตกผลึกออกมา เกลือชนิดนี้นอกจากจะใช้ต้ม อาจจะทำได้โดยการตาก ซึ่งไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายในด้านเชื้อเพลิง เพราะใช้พลังงานแสงอาทิตย์ ด้วยการสูบเกลือจากบ่อน้ำบาดาลมาใส่ไว้ในนาตาก ซึ่งทำเป็นลานดินหรือลานซีเมนต์ แล้วให้น้ำระเหยออกจะได้เกลือตกผลึกออกมา เรียกวิธีนี้ว่า การทำนาตาก

เกลือจากชั้นเกลือหิน

วิธีการผลิตเกลือ อัดน้ำจืดลงไปละลายเกลือในชั้นเกลือหิน แล้วสูบสารละลายมาทำให้บริสุทธิ์ด้วยการเติมสารละลาย NaOH กับ Na 2CO 3 เพื่อกำจัด Ca 2+ และ Mg 2+ ดังปฏิกิริยา

Mg 2+ (aq) + 2OH - (aq) ---------> Mg(OH) 2 (s)

Ca 2+ (aq) + CO 2- 3 (aq) ----------> CaCO 3 (s)

กรองตะกอนออก แล้วนำสารละลายเกลือที่ได้มาตกผลึก แยก NaCl ออก ทำให้สารละลายมี NaCl ปริมาณลดลง และในสารละลายนี้ยังมี Na 2SO 4 และ Na 2CO 3 ละลายปนอยู่ ซึ่งเป็นเกลือที่ไม่ต้องการเรียกว่า น้ำขม นำสารละลายไปเติม CaCl 2 พอเหมาะกำจัดไอออนต่าง ๆ ออกเป็นสาร CaSO 4 และ CaCO 3 ซึ่งไม่ละลายน้ำ ดังสมการ

Ca 2+ (aq) + SO 2- 4 (aq) -----------> CaSO 4 (s)

Ca 2+ (aq) + CO 2- 3 (aq) ----------> CaCO 3 (s)

นำสารละลายที่ได้ไปตกผลึกแยก NaCl ออกได้อีก