คู่มือการรีไซเคิลของเสียภาคอุตสาหกรรม

คูม ือการรไี ซเคิลของเสยี ภาคอุตสาหกรรม
และแนวทางการนำของเสยี กลับมาใชประโยชน

บทนำ

ทิศทางของการพัฒนาภาคอุตสาหกรรม มีแนวโนมที่จะมุงไปสูการประกอบ
อุตสาหกรรมโดยพิจารณาถึงการเติบโตของภาคการผลิต ควบคูไปกับการพัฒนา
ทางดานสิ่งแวดลอมและการเพิ่มคุณคาใหกับสังคม เพื่อใหเกิดการเติบโต
อยางยั่งยืน (Sustainable growth) ซึ่งแนวทางหนึ่งที่อุตสาหกรรมการผลิตใน
ประเทศที่พัฒนาแลวใหความสนใจเปนอยางยิ่งก็ คือ การลดการใช
ทรัพยากรธรรมชาติ โดยการรีไซเคิลของเสียจากภาคอุตสาหกรรมกลับมาใช
ประโยชน หรือการนำของเสียมาแปรรูปเปนวัตถุดิบเพื่อใชทดแทนวัตถุดิบปกติ
(การใชวัตถุดิบรอบสอง) ซ่ึงนอกจากจะชวยลดตนทุนการผลิตและเพ่ิม
ประสิทธภิ าพในการแขงขนั แลว ยงั ชวยลดปญ หาทางดา นสง่ิ แวดลอ มอีกดวย

แนวทางหนึ่งในการปรับปรุงประสิทธิภาพและผลิตภาพการผลิตที่สำคัญ ซึ่งควร
สง เสรมิ และผลกั ดันสำหรบั ประเทศไทยก็คือ การสงเสรมิ ใหมกี ารรีไซเคิลของเสีย
จากภาคอุตสาหกรรมกลับมาใชประโยชน ไมวา จะเปน การแปรรปู ของเสียใหเปน
ผลิตภัณฑชนิดใหมเพ่ือสรางมูลคาเพิ่มใหกับของเสีย การสกัดแยกองคประกอบ
ที่มีคาออกมาจากของเสียเพื่อนำกลับไปใชประโยชน (โลหะ และ/หรือ อโลหะ)
หรือการแปรรูปของเสียใหกลายเปนวัตถุดิบทดแทน สำหรับการนำไปใชเปน
วัตถุดบิ ในการผลิตในภาคอุตสาหกรรมเพือ่ ทดแทนการใชว ตั ถดุ บิ ปกติ

คูมือ “การรีไซเคิลของเสยี ภาคอตุ สาหกรรม และแนวทางการนำของเสียกลับมา
ใชประโยชน” เลมนี้ จะชี้ใหผูอานเขาใจถึงกระบวนการรีไซเคิลของเสียใน
เบ้ืองตน วามีเทคนิคหรือเทคโนโลยีอะไรบาง ที่สามารถประยุกตใชใน
กระบวนการรีไซเคิลของเสียตาง ๆ ได และนำเสนอการรีไซเคิลของเสีย

1

บางประเภท ไดแก สเกลเหล็ก น้ำเสียที่มีไทเทเนียมเปนองคประกอบ และ
หางแรจากกระบวนการแตงแร มาเปนกรณีศึกษาใหผูอานไดเขาใจถึงการ
ประยุกตใชกระบวนการรีไซเคิลในการจัดการของเสียเพื่อสรางมูลคาเพิ่มใหกับ
ของเสียนัน้ โดยผูเรยี บเรยี งคาดหวังวา คูมือเลมนี้จะเปนประโยชนกับทานผูอาน
ใหเขาใจถึงกระบวนการรีไซเคิล และประโยชนที่ไดจากการรีไซเคิลของเสียเพื่อ
เปนผลิตภัณฑชนิดใหม หรือแปรรูปเปนวัตถุดิบทดแทนเพื่อสรางมูลคาเพิ่ม
ใหกับของเสีย ซึ่งจะเปนการสงเสริมใหเกิดการรีไซเคิลของเสียใหมากขึ้นใน
ประเทศ และสนับสนุนนโยบายภาครัฐที่จะผลักดันใหเกิดระบบเศรษฐกิจ
หมนุ เวยี น (Circular economy) เพอ่ื ใชทรัพยากรทมี่ ีอยอู ยา งจำกดั ใหคมุ คามาก
ที่สุด และลดมลภาวะที่มีตอสิ่งแวดลอมใหกับประเทศ กาวสูการพัฒนาอยาง
ยงั่ ยนื (Sustainable development) ในทายทสี่ ุด

แผนกวจิ ัยและพฒั นา
สถาบนั เหล็กและเหล็กกลาแหงประเทศไทย

2

ภาพรวมของกระบวนการรไี ซเคลิ

การนำโลหะ อโลหะ และ/หรือ วัสดุ กลับคืนจากของเสียในอุตสาหกรรมเพื่อนำ
กลับมาใชประโยชนใหม มีความยุงยากซับซอน ซ่ึงจะตองผานกระบวนการ
คัดแยกเอาวัสดุแตละชนิดออกจากกัน รวมไปถึงการปรับปรุงคุณภาพวัสดุที่นำ
กลับคืนมาได ใหมีความบริสทุ ธิ์สงู ขึ้น หรือมีความเขมขนในระดับที่เพียงพอทีจ่ ะ
นำกลับมาใชประโยชนใหมได โดยท่ัวไปกระบวนการรีไซเคิลสามารถจัดกลุมได
4 กลุมหลัก ดงั น้ี

ตนทนุ ต่ำ, เทคโนโลยีงาย การคัดแยกด(Pวhยyกsiรcะaบl pวrนoกceาsรsท) างกายภาพ ความบรสิ ทุ ธิข์ องผลิตภณั ฑตำ่
ตน ทุนสงู , เทคโนโลยซี ับซอ น
การคดั แยกด(ว Pยyrกoรmะบetวaนlluกrาgรicทaาl งpโrลocหeวsิทs)ยาความรอ น

การคดั แยกด(วHยydกrรoะmบeวtนalกluาrรgทicาaงl โpลroหcวeิทssย)าสารละลาย

การคัดแยก(ดEวleยcกtrรoะmบeวtนalกluาrรgทicaาlงโpลroหcวeทิ ssย) าไฟฟาเคมี

ความบริสุทธ์ขิ องผลติ ภัณฑสงู

อยางไรก็ตาม การจะเลือกใชกระบวนการคัดแยกใดนั้น จำเปนตองคำนึงถึง
คุณสมบัติทางกายภาพและเคมี ลักษณะและรูปแบบการผสมผสานของโลหะ
อโลหะ และ/หรือ วัสดุ ที่เปนองคประกอบ ประสิทธิภาพและขอจำกัดในแตละ
กระบวนการ ผลกระทบตอสิ่งแวดลอม ความปลอดภัยในการทำงาน ตลอดจน
ความคมุ คาทางเศรษฐศาสตรในการนำโลหะ อโลหะ และ/หรือ วัสดุ กลบั คนื มา

3

เขปอน งอเสงคียทป ม่ีระโี ลกหอบะ ทการงะกบาวยนภกาาพร/คทัดาแงยกกล อโลหะ

กลมุ โลหะที่ตดิ แมเหลก็ กลุมโลหะท่ีไมติดแมเ หลก็
เชน เหลก็ นกิ เกิล เชน ทองแดง ทองคำ เงิน

กระบวนการโลหวทิ ยา

โลหวกทิระยบาวสนารกลาตะรวัลาอยยา งการประยุกตใ ชก ระบวนการรไี ซโเลคหกลิวริทะยบาวคนวกาามรรอน

โลกหรวะบทิ ยวนาไกฟาฟรา

ผง9โ0ล-ห9ะ9บ.9ร%ิสุทธ์ิ โล>ห9ะ9บ.ร9ิส%ุทธ์ิ โลหะทีไ่ มโต ลอหงะกผาสรมควหารมือบรสิ ุทธส์ิ ูง

ตัวอยา งการประยกุ ตใชกระบวนการรีไซเคิล

4

กระบวนการคดั แยกทางกายภาพ
(Physical process)

กระบวนการคัดแยกทางกายภาพ หรือกระบวนการคัดแยกทางกล มักถูกใชเปน
ทางเลอื กแรกสำหรับการคัดแยกโลหะ อโลหะ และ/หรอื วสั ดุ โดยมีวัตถุประสงค
เพ่ือปรับปรุงคุณภาพหรือลักษณะของวัตถุดิบ (ของเสียอุตสาหกรรม) ใหมี
ความเหมาะสมหรือมีความเขมขนเพียงพอสำหรับการนำไปใชในกระบวนการ
อื่นๆ ตอไป รวมไปถึงการแยกวัสดุสวนที่ไมตองการออกจากวัตถุดิบโดยอาศัย
คุณสมบัตแิ ละลกั ษณะทางกายภาพของโลหะ อโลหะ และ/หรอื วสั ดุ แตล ะชนิด
ที่เปน องคประกอบท่ีแตกตางกนั

การคัดแยกทางกายภาพสวนใหญเปนกระบวนการที่ไมยุงยากซับซอน และใช
พลังงานต่ำกวากระบวนการโลหวิทยาความรอน กระบวนการโลหวิทยา
สารละลาย และกระบวนการโลหวิทยาไฟฟา โดยกระบวนการคัดแยกทาง
กายภาพที่สำคัญมดี ังตอไปน้ี

(1) การลดขนาด (Size reduction)
การลดขนาดเปน ขั้นตอนที่สำคญั ในการนำโลหะ อโลหะ และ/หรอื วสั ดุ กลับคืน
โดยมีวัตถุประสงคเพื่อทำใหวัตถุดิบมีขนาดเหมาะสมสำหรับการคัดแยก หรือ
เหมาะสมสำหรับการนำไปใชตอในกระบวนการอืน่ รวมไปถึงทำใหโ ลหะ อโลหะ
และ/หรือ วัสดุ ตางชนิดที่อยูรวมกันหลุดแยกออกจากกนั โดยอาศัยหลักการทำ
ใหโ ครงสรา งของวตั ถดุ บิ แตกหกั ซำ้ ๆ จนกระทั่งไดข นาดทต่ี องการ

5

อุปกรณลดขนาดมีอยูดวยกันหลายประเภท ซึ่งอุปกรณแตละชนิดก็จะมีความ
เหมาะสมกับวัตถุดิบหรือการใชงานที่แตกตางกันออกไป โดยอุปกรณลดขนาดที่
ใชกนั ท่วั ไป ไดแ ก
(1.1) เครื่องยอยแบบปากกระทบ (Jaw crusher)

เปนอุปกรณที่ใชแพรหลายในกระบวนการลดขนาดประเภทยอยหยาบ
เพื่อคัดแยกปรับปรุงคุณภาพแรและการยอยหินในเหมืองหิน อุปกรณประเภทน้ี
มักใชเปนเครื่องยอ ยหลักขัน้ แรก โดยเครื่องยอยจะอาศัยมอเตอรเปนตัวสง กำลงั
ใหสายพานและทำใหลอบดหมุน เพื่อบดวัสดุปอนที่อยูในชองวางระหวางลอบด
เครื่องยอยแบบแผนกระทบมีขอดี คือ มีประสิทธิภาพการบดสูง มีโครงสรางไม
ซับซอน ควบคุมการทำงานไดงาย คาใชจายในการดำเนินงานและคาบำรุงรักษา
ตำ่

เครอ่ื งยอยแบบปากกระทบ

(1.2) เครื่องยอยแบบคอนเหวี่ยงหรือกระแทก (Hammer mill หรือ
Impact crusher)
เหมาะสำหรับการลดขนาดวัสดุท่ีแข็งและเปราะ การทำงานของอุปกรณ

ประเภทนจ้ี ะใชก ารเหว่ยี งกระแทกของคอนท่ียึดกบั แกนหรือแผนหมนุ ที่ความเร็ว
สูง โดยแรงเหวี่ยงจะสงใหคอนหมุนไปรอบ ๆ ดวยความเร็วและกระแทกวัสดุ

6

ปอนใหแตกหรือขาดออกจากกัน ชิ้นวัสดุจะถูกลดขนาดลงอีกเม่ือปะทะกับ
แผนเหลก็ หรือแทงเหล็กท่ีติดตัง้ อยูกับทีภ่ ายในหองลดขนาดจนกระทัง่ ไดขนาดที่
ตองการ หรือเล็กกวา ขนาดชอ งเปด ดานลางจงึ จะลอดผานออกไปได

เครื่องยอยแบบคอ นเหวยี่ งหรอื กระแทก
(1.3) เครื่องบดละเอยี ดแบบลกู กลม (Ball mill หรือ Grinding mill)

เปนการบดวัตถุดิบในหมอบดโดยมลี ูกบดทีม่ คี วามแขง็ กวา วสั ดุที่นำมาบด
เพื่อใหลูกบดดังกลาวกระแทกและบดวัสดุปอนดวยแรงเหวี่ยง อุปกรณนี้เปน
อุปกรณที่เหมาะสมสำหรับการลดขนาดของวัสดุปอนใหเล็กลงจนกลายเปนผง
นอกจากน้ียังสามารถใชใ นการบดผสมวัตถดุ ิบตา ง ๆ ใหเ ขา กนั ไดเ ปนอยา งดี

เคร่ืองบดละเอยี ดแบบลูกกลม

7

(1.4) เครอื่ งตดั เฉอื น (Shredder)
ใชกับวัสดุที่มีความเหนียวและรูปทรงไมสม่ำเสมอ มีมิติดานความยาว

มาก เหมาะสำหรับการลดขนาดเศษเหลอื ทิง้ และซากอุปกรณ

เคร่ืองตดั เฉือน
(2) การคัดขนาด (Screening)
การคัดขนาดเปนกระบวนการในการคัดแยกกอน ชิ้น หรืออนุภาควัสดุ หรือแร
ออกเปนกลุม ๆ ที่มีชวงขนาดใกลเคียงกัน โดยอาศัยขนาดพื้นที่ผิวเปดของ
รูตะแกรงเปนตัวกำหนดการคัดแยกในแตละชวงขนาดตาง ๆ ตามความตองการ
ในการใชงาน โดยอุปกรณที่ใชในการคัดขนาดกลุมวัสดุหรือแรที่คัดขนาดไดยาก
และมีขนาดเล็กละเอียดท่ีใชก นั โดยท่ัวไป ไดแ ก
(2.1) ตะแกรงเขยา (Shaking screen)

เปนตะแกรงที่วางเอียงหรืออยูในแนวราบ มักออกแบบใหทำงานโดย
เพลาลกู เบย้ี ว สว นใหญจะใชใ นการคดั วัสดุทม่ี ีขนาดหยาบ มีความเรว็ หรอื ความถี่
ในการเคลอ่ื นไหว (เขยา) ต่ำ

8

(2.2) ตะแกรงสั่น (Vibrating screen)
ประกอบดว ยเคร่ืองส่ันทตี่ ดิ ตงั้ ตะแกรงรอนท่มี ีรูเปดขนาดตาง ๆ กัน โดย

ที่ตะแกรงรอนทีม่ ีรูเปดขนาดใหญจะอยูดา นบน สวนตะแกรงรอนที่มีรเู ปดขนาด
เลก็ กวา จะอยูดานลา งถัดลงมาตามลำดบั ระดับความรนุ แรงของการส่ันเพ่ือเขยา
อนุภาคเกิดการคัดขนาดจะขึน้ อยูกบั แอมพลิจูดของการสั่น โดยอุปกรณป ระเภท
น้เี หมาะสำหรับการคัดแยกวัสดุขนาดละเอยี ด
(3) การคัดแยกดว ยอำนาจแมเ หล็ก (Magnetic separation)
การคัดแยกดวยอำนาจแมเหล็กอาศัยคุณสมบัติในการตอบสนองตอ
สนามแมเหล็ก (Magnetic susceptibility) ของวัสดุแตละชนิดที่ไมเทากัน ซึ่ง
สามารถจำแนกออกเปน 3 ประเภทหลัก ไดแก วัสดุที่ตอบสนองตอ
สนามแมเหล็กอยางมากและถูกดูดติดขั้วแมเหล็กไดโดยงาย (Ferromagnetic)
วัสดุที่ตอบสนองตอสนามแมเหล็กอยางออนแตยังถูกดูดติดขั้วแมเหล็ก
(Paramagnetic) และวัสดุที่ไมถูกดูดโดยสนามแมเหล็กและถูกผลักออกจาก
ขั้วแมเหล็ก (Diamagnetic) ดังนั้นเครื่องคัดแยกดวยอำนาจแมเหล็กจึงสามารถ
แบงออกไดเปน 2 ประเภทหลัก ตามความเขมของสนามแมเหล็กที่ใชใน
การคัดแยก ไดแก

(3.1) เครื่องคัดแยกดวยอำนาจแมเหล็กความเขมต่ำ (Low intensity
magnetic separator)
เหมาะสำหรับแยกโลหะหรือวัสดุที่ติดแมเหล็กไดงาย เชน การคัดแยก

เศษเหล็กออกจากวัสดุชนิดอื่น ๆ ที่ไมตอบสนองตออำนาจแมเหล็ก โดยเครื่อง
คัดแยกประเภทน้ี ไดแ ก

9

(3.1.1) เครื่องคัดแยกดวยอำนาจแมเหล็กแบบแขวนเหนือสายพาน
ลำเลียง หรือเปนแบบสายพานแมเหล็กวางในแนวเอียงเหนือ
จดุ ปลอยวสั ดอุ อกจากสายพานลำเลียง

(3.1.2) เครอื่ งคดั แยกดวยอำนาจแมเ หลก็ ลกู กลิง้ สายพาน
(3.2) เครื่องคัดแยกดวยอำนาจแมเหล็กความเขมสูง (High intensity

magnetic separator)
เหมาะสำหรับแยกโลหะหรือวัสดุที่ติดแมเหล็กอยางออนและมีขนาดเลก็
เชน เครื่องคัดแยกดวยอำนาจแมเหล็กแบบสายพานวางขวาง (Cross belt
magnetic separator) ที่วัสดุปอนจะถูกทำใหแผเปนชั้นบางบนสายพานท่ี
เคลื่อนที่ผานสนามแมเหล็กความเขมสูงที่เกิดจากการเหนี่ยวนำแมเหล็กไฟฟา
สวนสายพานอีกชุดหนึ่งที่วิ่งอยูดานบนเหนือสายพานชุดแรก จะเคลื่อนที่ผาน
ขั้วแมเหล็กที่จะดูดเอาวัสดุที่ติดแมเหล็กอยางออนออกจากชั้นวัส ดุที่ปอนและ
ปลอ ยออกเม่อื ผานสนามแมเหลก็ ไปแลว

เคร่ืองคัดแยกดวยอำนาจแมเ หลก็ แบบสายพานวางขวาง

10

(4) การคดั แยกดวยความหนาแนน
การคัดแยกดวยวิธีนี้ เปนการคัดแยกระหวางวัสดุที่มีความหนาแนนแตกตางกัน
คุณสมบัติสำคัญที่นำมาใชเปนหลักในการคัดแยกคอื คุณสมบัติทางกายภาพของ
วัสดุ ไดแก ความหนาแนนหรือความถวงจำเพาะ และสถานะของวัสดุใน
สภาพแวดลอมนั้น ๆ การคัดแยกในลักษณะนี้เปนวิธีการพื้นฐานที่ไดใชใน
ชีวิตประจำวันทั่ว ๆ ไป และไดพัฒนาเปนอุปกรณท่ีใชหลักการดังกลาว
การคัดแยกดวยวิธีนี้เปนการทำงานที่มีกระบวนการไมซับซอน ไมมีปฏิกิริยาทาง
เคมีเขามาเกี่ยวของ ไมสิ้นเปลืองคาใชจาย และมีผลกระทบตอสิ่งแวดลอมนอย
ดังนน้ั ความเปน ไปไดในการคัดแยกดวยความหนาแนนหรือความถวงจำเพาะเปน
วธิ ีแรกทีจ่ ะพิจารณาในการวางแผนออกแบบกระบวนการคัดแยกวสั ดใุ ด ๆ

การคัดแยกดวยวิธีนี้มีขอจำกัด คือ ไมสามารถแยกไดอยางมีประสิทธิภาพ ซึ่ง
อาจจะตอ งพจิ ารณาวธิ ีการคดั แยกท่ีใชคุณสมบัติอนื่ ๆ ยกตัวอยา งเชน คณุ สมบัติ
ทางเคมีพื้นผิว เชน การลอย คุณสมบัติทางเคมี เชน การแยกสกัดทางเคมี และ
คุณสมบัติทางกายภาพอื่น เชน คุณสมบัติทางแมเหล็กและไฟฟา นำมาใชกอน
หรอื หลงั การคัดแยกดวยความหนาแนนตามความเหมาะสมของคณุ ลักษณะวัสดุ

ในการคัดแยกแรนั้น การคัดแยกดวยความหนาแนนหรือความถวงจำเพาะเปน
กระบวนการที่สำคัญในการแยกแรดีบุกจากแหลงลานแร (Placer deposit)
แรชายหาด (Beach sands) และแรหนักชนิดอื่นออกจากแรที่เบากวา
หรือมีความถวงจำเพาะต่ำกวา หลักการทำงานที่สำคัญ ไดแก
การคัดแยกบนโตะสั่น (Shaking table) การคัดแยกในจิ๊ก (Jigging)
การคดั แยกในตัวกลางของเหลวหนัก (Heavy media separation) การคัดแยก
ดวยกระแสอากาศ (Air separation) และการคัดแยกดวยวิธีอื่น เชน
การคัดแยกดวยรางวน (Spiral concentration) และการคัดแยกดวยกระแส
สวนทาง (Elutriation) เปน ตน

11

กระบวนการโลหวิทยาความรอน
(Pyrometallurgical process)

กระบวนการโลหวิทยาความรอน เปนกระบวนการแยกสารประกอบหรือโลหะ
ชนิดตาง ๆ ออกจากแรหรือวัตถุดิบ โดยอาศัยความรอนในการแปรสภาพทาง
เคมี หรือเปลี่ยนเฟสของสารประกอบหรือแรใหสามารถทำปฏิกิริยาในขั้นตอน
ตอไปไดดีขึ้น หรือทำใหสามารถนำกลับคืนมาได ยกตัวอยางเชน สารประกอบ
บางชนิดเมื่อถูกความรอนจะเปลี่ยนรูปผลึกหรือเปลี่ยนเฟสไปโดยไมเกิด
การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางเคมี แตมีการตอบสนองตอการละลายดีขึ้น
เปนตน ทั้งนี้กระบวนทางโลหวิทยาความรอนที่นิยมใชในการนำโลหะกลับคืน
จากของเสียอุตสาหกรรมทีส่ ำคัญ มดี งั ตอไปน้ี

(1) การเผาสลาย (Calcining)
เปนกระบวนการทางความรอนที่ใชสำหรับการสลายสารประกอบคารบอเนต
(Carbonate compounds) สารอินทรียหรือสารประกอบไฮโดรคารบอน
(Hydrocarbon compound) รวมไปถึงการสลายผลึกน้ำในแรหรือวัตถุดิบ
ยกตัวอยางเชน การเผาสลายหินปูน ( Calcium carbonate: CaCO3) ใน
กระบวนการผลติ ปูนขาว (Calcium oxide หรือ Lime: CaO) ดงั แสดงในสมการ

CaCO3(s) 848CCaO(s)  CO2(g)

ในบางกรณกี ารเผาสลายอาจทำใหเกดิ การเปล่ียนเฟสของสารประกอบไดอีกดวย
ดังนั้นอุณหภูมิที่ใชในการเผาสลายจึงอยูในชวงที่สูงกวาอุณหภูมิที่เกิด
การสลายตัวของสารประกอบที่ตองการกำจัดออกจากวัตถุดิบ หรือสูงกวา
อุณหภูมิที่เกิดการเปลี่ยนเฟสของวัตถุดิบ แตจะไมถึงจุดหลอมเหลว
(Melting point) ของแรห รอื วัตถดุ ิบหลกั

12

(2) การยา ง (Roasting)
เปนกระบวนการทางความรอนที่ใชสำหรับการสลายสารประกอบ เชน
สารประกอบออกไซด (Oxide compounds) สารประกอบไฮดรอกไซด
(Hydroxide compounds) หรือสารประกอบซัลไฟด (Sulfide compounds)
ที่เปนองคประกอบในแรหรือวัตถุดิบ ภายใตสภาวะที่มีออกซิเจนเปนตัวทำ
ปฏิกิริยา เปนผลใหเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน (Oxidation reaction) และ
ปฏิกิริยารีดักชัน (Reduction reaction) ของแรหรือวัตถุดิบ ยกตัวอยางเชน
การยางแรสังกะสซี ัลไฟด (Zinc sulfide: ZnS) หรอื แรสฟาเลอไรต (Sphalerite)
ที่อุณหภูมิประมาณ 700-800 องศาเซลเซียส และมีการพนอากาศเขาไปในเตา
ไดผลิตภัณฑเปนสังกะสีออกไซด (Zinc oxide: ZnO) ซึ่งสามารถทำปฏิกิริยาใน
ขัน้ ตอนตอไปไดดขี นึ้ สวนสารประกอบซัลไฟดใ นแรกลายเปน ซลั เฟอรไ ดออกไซด
(Sulfur dioxide: SO2) ดังสมการ

2ZnS(s)  3O2(g)  2ZnO(s)  2SO2(g)

(3) การหลอม (Smelting)
เปนกระบวนการที่ใหความรอนจนเกิดการหลอมเหลวของโลหะอยางนอยหน่ึง
ชนิด นอกจากนี้ยังจำเปนตองมีการเติมคารบอน เชน ถานหินแอนทราไซต
(Anthracite) หรือถานโคก (Coking coal) เปนสารรีดิวซ (Reducing agent)
เพื่อทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในเนื้อแรธาตุใหกลายเปนโลหะบริสุทธิ์ รวมไปถึง
การเติมฟลักซ (Flux) เพ่อื กำจัดสง่ิ เจอื ปนตาง ๆ

สำหรับเตาหลอมที่ใชในการคัดแยกและการนำโลหะกลับคืนดวยกระบวนการ
โลหวิทยาความรอนนั้นมีหลายประเภท เชน เตาหลอมแบบนอน
(Reverberatory furnace) เตาหมุน (Rotary furnace) เตาตั้งทรงกระบอกสูง
(Cupola furnace หรือ Shaft furnace) และเตากระทะ (Hearth furnace)

13

เปนตน ทั้งนี้การจะเลือกใชเตาหลอมประเภทใดนั้นขึ้นอยูกับวาตองการให
เกิดปฏิกิริยาทางความรอนปฏิกิริยาใดบาง และตองการใหแตละปฏิกิริยาเกิดท่ี
ตำแหนงใดของเตา ยกตัวอยางเชน ในการนำโลหะสังกะสีกลับคืนมาจากฝุนที่
เกิดจากการนำเศษเหล็กกลับมาหลอมใหมดวยเตาหลอมอารคไฟฟา (Electric
Arc Furnace dust: EAF dust) หรือฝุนแดงดวยกระบวนการโลหวิทยา
ความรอ นนนั้ จำเปน ตอ งใหเ กดิ ปฏกิ ริ ยิ าทางความรอ นของโลหะแตละชนิดที่เปน
องคประกอบในฝุนแดงในตำแหนงที่แตกตางกัน ดังนั้น ประเภทของเตาหลอมที่
จะใชในกระบวนการดังกลาวจึงควรเปนเตาหลอมแบบนอนหรือเตากระทะ ซึ่งมี
ลักษณะเปนทางยาวเพื่อใหสามารถควบคุมตำแหนงการเกิดปฏิกิริยาตาง ๆ ได
ดงั แสดงในรูป

การเกดิ ปฏกิ ิรยิ าท่ีบริเวณตาง ๆ ในเตา Rotary Kiln ที่มีอณุ หภูมแิ ตกตา งกัน 4
โซน ในการรีไซเคลิ ฝุน แดง (Befesa)

การเกิดปฏิกิริยาทบ่ี ริเวณตาง ๆ ในเตา Rotary Kiln
ท่มี อี ณุ หภูมแิ ตกตา งกนั 4 โซน ในการรีไซเคิลฝนุ แดง (Befesa)

14

ทั้งน้ี การคัดแยกและการนำโลหะกลับคืนดวยกระบวนการโลหวิทยาความรอน
นั้น มีขอเสียคอื กระบวนการดังกลาวเปน กระบวนการที่มีความตองการพลังงาน
สูง เพื่อรักษาอุณหภูมใิ หอยูในชวงทีเ่ กิดปฏกิ ิรยิ าที่ตองการไดอยา งตอเนือ่ ง และ
เปนกระบวนการที่กอใหเกิดฝุนละอองและสแลก (Slag) ซึ่งจำเปนตองกำจัด
อยางถูกวิธีเพื่อปองกันผลกระทบทางดานสิ่งแวดลอม นอกจากนี้อาจจะเกิด
การสญู เสยี โลหะที่ตอ งการนำกลบั คนื ไปกบั กากแรระหวางการถลุง

15

กระบวนการโลหวิทยาสารละลาย
(Hydrometallurgical process)

กระบวนการโลหวิทยาสารละลาย เปนกระบวนการแยกสารประกอบหรือโลหะ
ชนิดตาง ๆ ออกจากแรหรือวัตถุดิบ โดยอาศัยปฏิกริ ิยาทางเคมีของตัวทำละลาย
และโลหะท่ีตองการนำกลับคืนมา หลักการสำคญั ของกระบวนการทางโลหวทิ ยา
สารละลายคือ ความสามารถในการละลาย (Solubility) ของสารประกอบหรือ
โลหะนั้น ๆ ในตัวทำละลายชนิดหนึ่ง ๆ ซึ่งสารประกอบทั่วไปจะประกอบดวย
สวนที่ละลายได (Soluble) และสว นทไี่ มละลาย (Insoluble)

โดยทั่วไป การคัดแยกและการนำโลหะกลับคืนดวยกระบวนการทางโลหวิทยา
สารละลายจะประกอบดวยขั้นตอนหลัก 2 ขั้นตอน ไดแก การชะละลาย
(Leaching step) และการเก็บกลบั คนื (Recovery step) ไดแก

(1) การชะละลาย (Leaching)
การชะละลาย คอื การใชสารละลายหรือสารเคมีละลายเอาธาตทุ ่ีตองการ ออกมา
จากสารประกอบหรือวัตถุดิบที่ตองการคัดแยกหรือนำโลหะกลับคืนมา ใหอยูใน
รปู สารละลาย แลว จงึ ทำการเก็บธาตุท่ีตอ งการกลับคืนจากสารละลายดวยวิธีการ
ที่เหมาะสม หลักการสำคัญของการชะละลายคือ ความสามารถในการละลาย
(Solubility) ของสารประกอบหรือแรนน้ั ๆ ในสารละลายทแี่ ตกตางกนั โดยสวน
ที่สามารถละลายไดจะถูกนำไปทำใหมีความบริสุทธิ์สูงขึ้น และเก็บกลับคืนเปน
โลหะหรือสารประกอบของโลหะที่สามารถนำกลับไปใชประโยชนใหมได สวนท่ี
ไมล ะลาย หากมีโลหะทม่ี มี ลู คา จะถูกนำไปชะละลายดว ยสารละลายชนิดอนื่ หรือ
นำไปคัดแยกดวยกระบวนการโลหวิทยาความรอนในลำดับตอไป เน่ืองจาก
การชะละลายเปน กระบวนการทสี่ น้ิ เปลอื งคา ใชจายมาก ดังน้นั วัตถดุ ิบท่ีปอนเขา

16

สูกระบวนการนี้จึงควรเปนวัตถุดิบที่มีโลหะปนอยูในรูปที่ไมสามารถคัดแยกดวย
กระบวนการทางกายภาพไดอีกแลว นอกจากนี้การลดขนาดวัตถุดิบยังชวยให
การชะละลายมีประสิทธิภาพสูงขึ้น เนื่องจากวัตถุดิบมีพื้นผิวที่สัมผัสกับ
สารละลายหรอื สารเคมที ่ีใชใ นการชะละลายเพ่มิ สงู ข้ึน
สารละลายหรือสารเคมีที่ใชในการชะละลาย (Leaching agent) นั้น จะเลือก
จากการเกดิ ปฏิกริ ิยาของสารเคมดี ังกลาวกับสารประกอบหรือธาตทุ ่ีตองการแยก
ออกมาจากวตั ถุดิบ โดยสารละลายหรือสารเคมที ีน่ ยิ มใชในการชะละลาย ไดแก
(1.1) นำ้

สารประกอบซัลไฟต (Sulfite compounds) และเกลือของซัลเฟอร เชน
ซัลเฟต (Sulfate) และไทโอซัลเฟต (Thiosulfate) นั้น สามารถถูกชะละลายได
ดวยน้ำกลายเปนสารละลายซัลเฟตได ภายใตสภาวะอุณหภูมิและความดันสูง
และมอี อกซิเจน (Oxygen: O2) ดงั แสดงในสมการ

NiS(s)  2O2(aq)  NiSO4(aq)

นอกจากน้ี น้ำยังสามารถใชในการชะละลายเกลือของธาตุหมูที่ 1 และ
หมูที่ 2 ของตารางธาตุ (Periodictable)ไดอีกดวย เชน โซเดียมเฮกซะฟลูออโรสแตนเนท
(Sodium hexafluorostannate: Na2SnF6) จากกระบวนการชุบเคลือบผิว
ดวยดีบุก เปนตน

17

(1.2) สารละลายท่มี ีฤทธ์เิ ปน กรด
สารประกอบออกไซดและไฮดรอกไซดเปนสารประกอบที่ไมละลายน้ำ

ดังน้นั การชะละลายจงึ ตองใชสารละลายท่ีมฤี ทธ์ิเปน กรด เชน การละลายสังกะสี
ออกไซด (Zinc oxide: ZnO) ดวยกรดซัลฟว ริกในกระบวนการผลติ โลหะสังกะสี
(Zinc metal) ดวยกระบวนการโลหวิทยาสารละลาย ดงั สมการ

ZnO(s)  H2SO4  ZnSO4(aq)  H2O

โดยสารละลายที่มฤี ทธเ์ิ ปน กรดท่นี ิยมใชใ นการชะละลายคือกรดซัลฟวริก
(Sulfuric acid: H2SO4) เนื่องจากเปนสารเคมีที่มรี าคาไมสูง มีฤทธิ์การกัดกรอน
ต่ำเมื่อเทียบกับสารชะละลายที่เปนกรดอนินทรียชนิดอื่น และสามารถละลาย
สารประกอบตาง ๆ ไดอยางมีประสิทธิภาพ ทั้งนี้การควบคุมคา pH ในการ
ชะละลายยังเปนผลใหสามารถทำการชะละลายโลหะชนิดตาง ๆ แบบ
เฉพาะเจาะจง (Selective leaching) ออกจากกากตะกอนท่ีมีโลหะหลายชนิด
เปนองคประกอบไดอีกดวย ยกตัวอยางเชน การควบคุมคา pH ใหอยูในชวง
4-4.5 ระหวางการชะละลายกากตะกอนไฮดรอกไซดที่มีสังกะสีและเหล็ก
เปนองคประกอบดวยกรดซัลฟวรกิ จะเปนผลใหสงั กะสีละลายออกมาอยูในรปู
ของไอออนในสารละลาย ในขณะที่เหล็กที่เปนองคประกอบในกากตะกอนจะยัง
อยใู นรูปของสารประกอบไฮดรอกไซดท ่ไี มล ะลายน้ำเชน เดมิ

(1.3) สารละลายทีม่ ฤี ทธิ์เปน ดาง
การชะละลายดวยสารละลายที่มีฤทธิ์เปนดาง จะมีความเฉพาะเจาะจง

มากกวาการชะละลายดวยสารละลายที่มีฤทธิ์เปนกรด โดยโซเดียมไฮดรอกไซด
(Sodium hydroxide: NaOH) เปนสารละลายที่มีฤทธิ์เปนดางที่นิยมใชใน
การชะละลายสารประกอบออกไซดและไฮดรอกไซดประเภทแอมโฟเทอรริก
(Amphoteric คือสารประกอบที่สามารถละลายไดทั้งในกรดและในดาง)
สว นแอมโมเนีย (Ammonia: NH3) นิยมใชในการชะละลายสารประกอบไฮดรอก

18

ไซดของโลหะทรานซิชั่น เชน โคบอลต (Cobalt: Co) และนิกเกิล (Nickel: Ni)
กลายเปนโลหะแอมมีน (Metal ammine) ซ่ึงละลายนำ้ ดงั สมการ

Ni(OH )2(s)  NH3(aq)  Ni(NH3 )4 (OH )2(aq)

นอกจากการเลือกสารละลายหรือสารเคมีใหเหมาะสมกับสารประกอบ
หรือธาตทุ ี่ตองการชะละลายแลว ความเขม ขน ของสารละลาย อุณหภูมิ ความดัน
และระยะเวลาการทำปฏิกิริยายังเปนปจจัยสำคัญที่สงผลตออตั ราการชะละลาย
อีกดวย

(2) การเก็บกลบั คนื (Recovery)
การเก็บธาตุกลับคืนจากสารละลายนั้นสามารถทำไดหลายวิธี ทั้งนี้จะเลือกใช
วิธีการใดนั้นขึ้นอยูกับวาตองการไดผลิตภัณฑในรูปแบบใด และตองการใหมี
ความบริสุทธิ์มากนอยแคไหน รวมไปถงึ ความคุมคาทางเศรษฐศาสตรในการเก็บ
กลับคืน โดยวิธีเก็บโลหะกลับคืนที่ใชในการนำโลหะหรือวัสดุกลับคืนโดยทั่วไป
ไดแ ก

(2.1) การตกตะกอนทางเคมี (Chemical precipitation)
เปนการเติมสารเคมีลงไปในน้ำเสีย เพื่อใหไปทำปฏิกิริยากับสารมลพิษที่

ละลายอยูในน้ำเสีย (Soluble form) เปลี่ยนเปนรูปที่ไมละลายน้ำ (Insoluble
form) เกิดเปนตะกอนซึ่งจมตัวได โดยตัวอยางสารเคมีที่เติมเพื่อชวยในการ
ตกตะกอน เชน โซเดียมซัลไฟด (Na2S) โซเดียมไฮดรอกไซด (NaOH) และ
ปูนขาว (Ca(OH)2) ซึ่งคา pH เปนปจจัยสำคัญที่มีผลตอความสามารถใน
การละลาย ดงั น้ันการทำการตกตะกอนทางเคมจี ำเปน ตองควบคุมคา pH ของน้ำ
ใหอยูในชวงที่ทำใหสารนั้นละลายน้ำนอยที่สุด ยกตัวอยางเชน การกําจัดโลหะหนัก
โดยการตกตะกอนทางเคมีดวยไฮดรอกไซด (Hydroxide precipitation) ซึ่ง

19

ไอออนของโลหะหนักจะถกู เปลี่ยนใหอยูในรปู ไฮดรอกไซด (Metals-hydroxide)
ที่ไมละลายน้ำ และสารเคมีทนี่ ยิ มใช คอื ปูนขาว และโซเดยี มไฮดรอกไซด

การใชปูนขาวจะทำใหเกิดฟล็อก (Floc) ของหินปูน ทำใหไดตะกอนแขง็
และฟล็อกขนาดใหญกวา ทำใหมีการตกตะกอนดียิ่งขึ้น แตจะมีปริมาณ
กากตะกอน (Sludge) ท่ตี องกาํ จดั เพม่ิ ขน้ึ โดยมีปฏิกริ ิยาดงั สมการตอไปนี้

M 2  Ca(OH )2  M (OH )2  Ca2

การใชโซเดียมไฮดรอกไซด จะใชไดงายกวา และไมมีปญหาเรื่องการฟุง
กระจายของสารเคมีทีอ่ าจเปน อันตรายตอผใู ช โดยมีปฏิกิรยิ าดงั สมการตอไปนี้

M 2  2Na(OH )  M (OH )2  2Na

โลหะไฮดรอกไซดจะเปนพวกแอมโฟเทอริค (Amphoteric) กลาวคือ
สามารถเพม่ิ การละลายเม่อื เปลี่ยนแปลงคา pH และจุดของการละลายต่ำสุดของ
โลหะแตละชนิดแตกตางกันที่คา pH คาหนึ่ง ทำใหเกิดปญหาสำหรับน้ำเสียที่มี
โลหะหลายชนิดปนกันอยู ดังนั้นการที่จะควบคุมการกําจัดโลหะทุกตัวออกจาก
น้ำเสีย อาจใชรวมกับการตกตะกอนในรูปอื่น เชน โลหะซัลไฟด หรือโลหะ
คารบ อเนต เปน ตน

ขอดีของการตกตะกอนดวยไฮดรอกไซดคือ วิธีการใชงานงาย สะดวก
มีขัน้ ตอนไมซบั ซอน และคาใชจายต่ำ สว นขอเสียคอื ตะกอนสามารถละลายกลับ
เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงคา pH และมักจะมีปญหากับน้ำเสียที่มีโลหะหลายชนิด
เนื่องจากโลหะแตละชนิดจะตกตะกอนไดดีที่คา pH ตางกัน ดังแสดงตัวอยางใน
ตาราง

20

ทโนคิกอชรเงเนกแมทนโชคลิดิ กิอดียรนเงขงเกม(แิดมNลิอดขยี ((งCงiม(อC2Nโ(งu+(CriลโC)232+ลurห++)ห23))++ะะ)) ชว งคา pH ไไมมมมตตตกกกีกีกตตตาาะะะรรกกกอออลลนนนะะไไลลมมชาามม ยยกีีกวาากกงรรคลลลละะาสับับลลถาาpายยนกกHลละบัับการละลาย
สังกะสสังกี ะ(Zสี n(Z2n+2)+)
เหลก็ เห(ลFก็ e(2F+e)2+) pppppHHHHH 98779---111--0201102
ppHH >81-010 แตตหะากอกนลpะHลายสกูงลกบั วา 11 จะละลายกลับ
pเpppลppHHHHHH็ก79น>>.975-111อ-.-105111ย0-110แตแตตตตห ตกะกะากกตตห ออะะกานนกกกออลลpนนะะHลลpาาHยยสกกูงลลสกบัับูงเวลกา็กวน1า อ1ย11จะจละะลละาลยากยลกับลบั

(2.2) การตกตะกอน (Settling)
การคัดแยกอนุภาคของแข็งที่ไมถูกละลายออกจากสารละลายหรือ

ของเหลว โดยการปลอยใหอนุภาคของแข็งในสารละลายเกิดการตกตะกอน
(Sedimentation) ลงสูกนถังหรือบอที่มีปริมาตรเพียงพอที่จะทำใหอนุภาคเกิด
การตกตัว ทั้งนีส้ ามารถเพิม่ อัตราการตกตะกอนและลดพ้ืนที่ในการติดตั้งได โดย
ใชถังตกตะกอนแบบกรวยลึกหรือถังตกตะกอนแบบแผนเอียง โดยทั่วไป
การตกตะกอนจะถูกใชใ นการเพิ่มความเขมขนของของผสม (อนุภาคของแข็งปน
กับของเหลว) กอ นเขา สกู ระบวนการกรองแยก

ถังตกตะกอนแบบตา ง ๆ ท่ีนยิ มใชในอุตสาหกรรม

21

(2.3) การกรองแยก (Filtration)
เปนวิธีการแยกของเหลวหรือน้ำออกจากกากตะกอนหรือโลหะจาก

กระบวนการที่ใชของเหลวเปนตัวกลาง โดยของผสมจะผานตัวกรองที่มีรูพรุนที่
ของเหลวและน้ำสามารถไหลผานไปได ในขณะที่อนุภาคของแข็งจะไมสามารถ
ผานไปได โดยท่วั ไปการกรองแยกจะถกู ใชหลังการตกตะกอน เนอื่ งจากคาใชจาย
ในการกรองจะขึ้นอยูกับปริมาณของเหลวหรือน้ำที่จะนำมากรอง ทั้งนี้การกรอง
แยกอาจใชในการแยกสารละลายที่ไดจากการชะละลายแรหรือวัสดุดิบ เพื่อนำ
สารละลายที่ไดมาผานกระบวนการนำโลหะกลับคืน ทั้งนี้ในการกรองแยกมี
ของแข็งเกาะตัวอยูบนชั้นกรองเสมอ เรียกวา เคก (Filter cake) เมื่อชั้นของแขง็
สะสมตัวหนาขึ้นเรื่อย ๆ จะทำใหความตานทานในการไหลของของเหลวเพิ่ม
สูงขึ้น ดังนั้นจึงจำเปนที่จะตองกำจัดของแข็งที่สะสมตัวออกในระยะเวลาท่ี
เหมาะสม

เครือ่ งกรองแบบตา ง ๆ ท่ีนิยมใชใ นอุตสาหกรรม

22

กระบวนการโลหวทิ ยาไฟฟา เคมี
(Electrometallurgical process)

กระบวนการโลหวิทยาไฟฟา เปนกระบวนการที่ใชไฟฟาเคมีในการแยก
องคประกอบของโลหะที่ตองการ ออกจากสิ่งเจือปนทั้งที่อยูในรูปของแข็งและ
สารละลายโดยใชเซลลไฟฟา (Electrolytic cell) ซึ่งประกอบไปดวยขั้วบวก
(Anode) ขั้วลบ (Cathode) และเครื่องแปลงกระแสไฟฟาสลับเปนกระแสตรง
(Rectifier) โดยเมื่อปลอยกระแสไฟฟาไหลผานขั้วบวกและขั้วลบที่จุมใน
สารละลายอิเล็กโทรไลต (Electrolyte) ของโลหะทตี่ องการแยกออก จะเกิดการ
เปลี่ยนแปลงของไอออนโลหะในสารละลาย กลายเปนโลหะเกาะที่ขั้วลบ โดย
กระบวนการโลหวิทยาไฟฟา ทส่ี ำคญั มี 2 วธิ ี ดงั ตอไปนี้

(1) Electro-winning
เปนวิธีที่ใชสำหรับแยกโลหะที่ตองการซึ่งละลายอยูในสารละลาย โดยอาจเปน
ขยะหรือของเสียที่เปนสารละลายที่ใชแลวที่มีโลหะเปนองคประกอบ หรือ
สารละลายที่มีโลหะเปนองคประกอบที่ไดจากกระบวนการโลหวิทยาสารละลาย
โดยใชขั้วบวกเปนโลหะที่ไมละลายในสารละลาย เมื่อผานกระแสไฟฟาลงไปใน
สารละลาย ไอออนโลหะทต่ี อ งการแยกสกัดจากสารละลายจะไปเกาะที่ขวั้ ลบ
(2) Electro-refining
เปนวิธีที่ใชสำหรับทำใหโลหะบริสุทธ์ิ โดยใชขั้วบวกที่เปนแทงโลหะที่ไดจาก
กระบวนการโลหวิทยาความรอน และใชสารละลายอิเล็กโทรไลตทีม่ ีสารประกอบ
ของโลหะชนิดเดียวกันกับโลหะที่ตองการแยกในขั้วบวก เมื่อผานกระแสไฟฟา

23

โลหะที่ตองการแยกในขั้วบวกจะละลายลงในสารละลาย แลวไอออนโลหะ
ดงั กลาวทีอ่ ยใู นสารละลายจะไปเกาะท่ีข้ัวลบ ผลผลติ ทไ่ี ดจ ะอยูในรูปผงหรือแผน
โลหะที่เกาะที่ขั้วลบ ซึ่งมีความบริสุทธิ์ไมนอยกวา 99.9% โดยสามารถจำหนาย
ในรูปของผงหรือแผนโลหะ หรือนำไปหลอมเปนแทงโลหะเพื่อจำหนายเปน
วัตถุดิบใหอุตสาหกรรมได ซึ่งเครื่องมือที่สำคัญที่ใชในกระบวนการโลหวิทยา
ไฟฟา ไดแ ก เซลลไฟฟา และเครอื่ งแปลงกระแสไฟฟาสลับเปนกระแสตรง

24

ภาพรวมกรณศี กึ ษาการประยกุ ตใช
กระบวนการรีไซเคลิ ในการจดั การของเสีย

ของเสียภาคอุตสาหกรรมมีหลากหลายประเภท คูมือเลมนี้ไดคัดเลือกของเสีย
จำนวน 3 ชนิด ไดแก สเกลเหล็ก (Iron scale) น้ำเสียที่มีไทเทเนียมเปน
องคประกอบ (Wastewater containing titanium compound) และหางแร
จากระบวนการแตงแร (Ore tailing) มาเปนกรณีศึกษา ในการประยุกตใช
กระบวนการรีไซเคิลที่อธิบายในบทกอนหนา วาสามารถใชกระบวนการรีไซเคิล
แบบใดในการรีไซเคิลของเสียดังกลาวเพื่อเปลี่ยนเปนผลิตภัณฑ และผลิตภณั ฑที่
ไดจากการรีไซเคิลนั้น สามารถนำไปประยุกตใชเปนวัตถุดิบทดแทนกับกลุม
อุตสาหกรรมใด ๆ ไดอยางไร โดยผูเรียบเรียงขอนำเสนอภาพรวมของกระบวน
รีไซเคิลของเสียทั้ง 3 ชนิด ผลิตภัณฑที่ได และการประยุกตใชผลิตภัณฑ
ดังตาราง เพื่อใหผูอานไดเขาใจภาพรวมของกรณีศึกษาทั้งหมด กอนจะเขาสู
รายละเอียดของกระบวนการรไี ซเคิลของเสียในแตล ะชนดิ ในบทตอไป

25

ภาพรวมกระบวนการรไี ซเคิลของเสยี ทั้ง 3 ชนดิ

กรรีไซะบเควิลนทกใ่ี าชร ของเสีย (Iสroเกnลsเหcaลlก็e) กาผรปลิตระภยัณุกฑตใ ช

- การชะละลาย (Leaching) ผลิตภัณฑ - โองมังกร และเคร่อื งปนดินเผา
ดว ยกรด - สีทากันสนิม
- การตกตะกอนทางเคมี - เฟอรร ิกออกไซด
(Chemical precipitation) (Fe2O3)
- การกรองแยก (Filtration)
- การยา งทอ่ี ุณหภูมสิ งู
(Roasting)

ของเสีย นำ้ เส(ียWทtiaม่ีtasไี tnทeiเuwทmaเนtecียroมcmเปopnนotอauงinnคdiปn)รgะกอบ

กรรีไซะบเควิลนทกใ่ี าชร ผลติ ภณั ฑ กาผรปลติระภยัณกุ ฑตใ ช

- การตกตะกอนทางเคมี - ไทเทเนียมไดออกไซด - ฟริท
(Chemical precipitation) สำหรบั ฟริท
- การกรองแยก (Filtration) (TiO2 for frit grade)
- การอบแหง (Drying)

ของเสีย หางแรจา(กOกreระtบaiวliนnกg)ารแตง แร

กรรไี ซะบเควลิ นทกใี่ าชร ผลิตภัณฑ กาผรปลติระภยณั กุ ฑตใ ช

- การคดั แยกดวยความหนาแนน - อะลมู นิ าสำหรับวสั ดทุ นไฟ - อฐิ ทนไฟ
(Density separation) (mAla2tOe3risaol)urce for refractory
- การอบแหง (Drying)
- การคัดแยกดวยอำนาจแมเหล็ก
(Magnetic separation)

กรณศี ึกษากระบวนการรไี ซเคลิ
สเกลเหลก็

(1) ทีม่ าและความสำคญั
สเกลเหล็ก (Iron scale) เปนสะเก็ดหรือเปลือกสนิมของเหล็ก ที่หลุดรวงจาก
เหล็กทรงแบนหรือเหล็กทรงยาวขณะที่ถูกรีดรอนเพื่อลดขนาด กระบวนการ
รีดรอนเหล็กทั้งทรงแบนหรือเหล็กทรงยาว เหล็กจะถูกใหความรอนเพื่อใหเหล็ก
ออนตัวและงายตอการรีด เมื่อเหล็กถูกใหความรอนจนถึงอุณหภูมิที่เหมาะสม
สำหรับการรีด ผิวของเหล็กทรงแบนหรือเหล็กทรงยาวดังกลาวจะเกิดปฏิกิริยา
กับอากาศ ทำใหเกิดสนิมหรือออกไซดของเหล็กขึ้น ซึ่งเมื่อเหล็กที่กำลังรอนนั้น
ถูกนำไปรดี ลกู รีดท่ีกดรีดเหล็กเพือ่ ลดขนาด จะทำใหส นมิ หรือออกไซดของเหล็ก
นั้นจะหลุดรวงลง ซึ่งในอุตสาหกรรมเหล็กมีศัพทเรียกเฉพาะสำหรับสนิมหรือ
ออกไซดของเหล็กวาเปน สเกลเหล็ก (Iron scale) โดยตัวสเกลเหล็กจะมี
องคประกอบของชั้นออกไซดของเหล็ก 3 ชนิด คือ วูสไทต (Wustite: FeO)
แมกนไี ทต (Magnetite: Fe3O4) และ ฮมี าไทต (Hematite: Fe2O3)

Atmosphere Composition
Fe2O3
Lay3ers Fe3O4
FeO

Base metal
ช้นั ออกไซดของเหล็กรีดรอ นทีเ่ กิดขน้ึ จากกระบวนการผลติ

27

ผลการวิเคราะหองคป ระกอบของสเกลเหล็ก โดยใชเทคนิคการวิเคราะหแ บบ X-
ray fluorescenผceลก(XารRวFเิ)คราะหองคป ระกอบของสเกลเหล็ก
โดยองใชคเปทรคะนกิคอบกา(รรวอิเยคลระา)ะหแบบ X-rayสflเกuลoเrหeลsก็cence (XRF)
Fe2O3 95.1
องคป ระกอบSCiขOlอ2 งสเกลเหล็ก 0.39 รอ ยละ
1.92
FAMSelCO2n2OOl3O3 3 0.05 95.1
0.95
CSCrai2OOO32 0.71 0.39
0.32
0.3 1.92

AMCSNlugiO2OOOO33 0.08 0.05
0.02
0.26 0.95

MnO 0.71

CaO 0.32

Cr2O3 0.3
MgO 0.08

NiO 0.02

CuO 0.26

28

(2) กระบวนการรีไซเคิลสเกลเหลก็
องคประกอบหลักของสเกลเหล็กนี้คือ เหล็กออกไซด (Iron oxide) และมีมลทิน
ของซิลิกา (SiO2) และ อะลูมินา (Al2O3) ปะปนอยูเพียงเล็กนอย ดังนั้นการ
พฒั นาสเกลเหล็กใหเปนผลิตภัณฑเฟอรริกออกไซด (Fe2O3) จงึ มีความเหมาะสม
ที่จะทำใหไดเฟอรริกออกไซดที่มีความบริสุทธิ์สูง ท่ีสามารถทดแทนการนำเขา
เฟอรริกออกไซดจากตางประเทศได และดวยความบริสุทธ์ิท่ีสูงดังกลาว ยังสงผล
ใหผูประกอบการที่จะนำเฟอรริกออกไซดจากการรีไซเคิลไปเปนวัตถุดิบทดแทน
ไมจำเปนตองปรับสูตรของวัตถุดิบหรือกระบวนการผลิตใหเหมาะสม หรือ
เฉพาะเจาะจงกับวัตถุดิบทดแทนจากการรีไซเคิลดังกลาว โดยอุตสาหกรรมที่ใช
เฟอรริกออกไซดเปนวัตถุดิบ ไดแก อุตสาหกรรมเซรามิกบางประเภท เชน
การผลิตโองมังกรและเครื่องปนดินเผา รวมถึงอุตสาหกรรมสีบางประเภท เชน
การผลิตสที ากนั สนมิ เปน ตน

กระบวนการรีไซเคิลสเกลเหล็ก สามารถประยุกตใชองคความรูจากเทคนิคการ
ชะละลายดวยกรด เพื่อใหเหล็กออกไซดที่เปนองคประกอบหลักในสเกลเหล็ก
ละลายเปนเหล็กไอออน (Fe ion) โดยกรดที่เลือกใชในการรีไซเคิลนี้คือ
กรดไฮโดรคลอริก (HCl) เนื่องจากเปนกรดที่เกิดปฏิกิริยาไดดีกับสนิมเหล็กหรือ
เหล็กออกไซด และราคาไมแพง จึงเปนที่นิยมใชในอุตสาหกรรมเหล็กสำหรับใช
ทำความสะอาดสนิมบนผิวเหล็ก ซึ่งกระบวนการชะละลายสามารถอธิบายได
ดังสมการตอ ไปน้ี

Fe2O3  6HCl  2FeCl3  3H2O

Fe3O4  8HCl  FeCl2  2FeCl3  4H2O

FeO  2HCl  FeCl2  H2O

เมื่อชะละลายสเกลเหล็กดวยกรดไฮโดรคลอริกแลว สารละลายที่ไดจะมี
องคประกอบของเฟอรรัสคลอไรด (Ferrous Chloride: FeCl2) และ เฟอรริกคลอไรด

29

(Ferric Chloride: FeCl3) ผสมกันอยู ซึ่งสามารถใชเทคนิคการตกตะกอนทาง
เคมี เพ่อื เปล่ยี นใหไ อออนของเหล็กท่อี ยูในสารละลายกรด เปลยี่ นเปนตะกอนใน
รูปไฮดรอกไซดของเหล็ก (Fe hydroxide) ที่ไมละลาย โดยสารเคมีที่ใชในการ
ตกตะกอน คือโซเดียมไฮดรอกไซด (NaOH) โดยไมเลือกใชปูนขาว (Ca(OH)2)
เนื่องจากแคลเซียม (Calcium: Ca) ในปูนขาวจะตกตะกอนรวมกับไอออนของ
โลหะอื่น ๆ ดวย ทำใหผลิตภัณฑที่ไดมีความบริสุทธิ์นอยลง และยากตอการใช
เปนวตั ถุดิบทดแทนสำหรบั ผูประกอบการที่ใชเ ฟอรรกิ ออกไซดเปนวตั ถุดบิ อยู

FeCl2  2NaOH  Fe(OH )2  2NaCl
FeCl3  3NaOH  Fe(OH )3  3NaCl

เมื่อตกตะกอนสารละลายทไ่ี ดจ ากการชะละลายสเกลเหล็กแลว จะเกดิ ตะกอนใน
รูปไฮดรอกไซดของ Fe(OH)2 และ Fe(OH)3 ที่ไมละลาย รวมอยูกับสารละลาย
สเกลเหล็กที่ไมเหลือไอออนของโลหะแลว (น้ำเสีย) จากนั้นตองทำการแยก
ตะกอนดังกลาวออกจากน้ำเสียโดยใชเทคนิคการกรองแยกดวยเครื่องอัดตะกอน
(Filter press) ซงึ่ จะทำหนาทีแ่ ยกระหวา งกากตะกอนและนำ้ เสยี ออกจากกนั
ตะกอนที่ไดจากเครื่องอัดตะกอนยังมีความชื้นหลงเหลืออยู แมวาจะอบแหงเพื่อ
ไลความชื้นออกแลว ตะกอนแหงที่ไดก็ยังไมอยูในรูปเฟอรริกออกไซดท่ีสามารถ
ใชเ ปน ผลติ ภัณฑได จึงตอ งใชเทคนคิ การยาง (Roasting) เพื่อเปลี่ยนองคประกอบทาง
เคมีของตะกอนแหงดวยอุณหภูมิสูง ใหตะกอนแหงทั้งหมดเปล่ียนเปน
เฟอรรกิ ออกไซด (Fe2O3) ที่เปนผลิตภัณฑข ้นั สดุ ทา ย

30

(3) ผลติ ภัณฑจ ากการรีไซเคลิ สเกลเหล็ก
เฟอรริกออกไซดที่เปนผลิตภัณฑที่ไดจากกระบวนการรีไซเคิลสเกลเหล็ก
สามารถประยุกตใชเปนผงสี (Pigment) ในอุตสาหกรรมเซรามิกบางประเภท
ไดแก การผลิตโองมังกรและเครื่องปนดินเผา รวมถึงอุตสาหกรรมสีบางประเภท
เชน การผลิตสีทากันสนิม เปนตน ลักษณะของเฟอรริกออกไซดเปนผงละเอียด
สีแดง สามารถใชเปนผงสีในอุตสาหกรรมเซรามิกบางประเภท เชน การผลิตโอง
มังกรหรือเครื่องปนดินเผาที่ตองการเฉดสีน้ำตาลแดง กลาวคือเมื่อใชเฟอรริก
ออกไซดบนชิ้นงานเซรามิกและเผาชิ้นงานที่อุณหภูมิสูง เฟอรริกออกไซดจะ
เปล่ียนเปน สีโทนนำ้ ตาลแดงบนช้ินงานเซรามกิ นัน้ ๆ
สีทากันสนิม เปน สรี องพื้นท่ีใชเ คลือบเปนชั้นแรกบนพื้นผิวเหล็กหรือเหล็กกลา มี
สว นประกอบหนึ่งเปนผงสีกันสนมิ หรือเฟอรรกิ ออกไซด การเคลือบสีรองพ้ืนอาจ
เคลือบมากกวาหน่ึงครั้งก็ได เพื่อใหไดความหนาตามที่กำหนด เนื้อสีของสีทากนั
สนิมเปนสีโทนแดงน้ำตาล ชวยปองกันการกัดกรอนภายใตสภาวะแวดลอมที่มี
ความชน้ื สงู ที่สามารถทำใหเหลก็ หรือเหลก็ กลา เกิดสนมิ ได

เฟอรร กิ ออกไซด (Fe2O3)

31

(4) วธิ กี ารรีไซเคลิ สเกลเหล็กโดยสงั เขป
4.1 นำสเกลเหล็กปริมาณ 50 กิโลกรัม มาละลายดวยสารละลายกรดไฮโดรคลอ

ริก (HCl) ความเขมขนรอยละ 18 ปริมาณ 308.38 กิโลกรัม ในถังปฏิกิริยา
(Reactor) ซึ่งถังปฏกิ ริ ยิ าจะมีใบกวนผสม (Overhead stirrer) เพ่ือกวนผสม
สเกลเหล็กและสารละลายกรดไฮโดรคลอริกใหทำปฏิกิริยากัน โดยกวนผสม
ไวท งั้ สน้ิ 18 ชว่ั โมง
4.2 กรองสวนสเกลเหล็กสวนที่ไมละลายออกดวยเครื่องอัดตะกอน (Filter
press) ซึ่งจะแยกสวนสารละลายสเกลเหล็กและสวนสเกลเหล็กที่ไมละลาย
(สวนท่ไี มทำปฏิกิรยิ ากบั สารละลายกรดไฮโดรคลอริก) ออกจากกัน
4.3 นำสารละลายสเกลเหล็กมาเติมสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด (NaOH)
ความเขมขนรอยละ 50 ปริมาณ 115.31 กิโลกรัม กวนใหเขากันกับ
สารละลายสเกลเหล็ก เพอ่ื ทำการปรับคา pH ของสารละลายสเกลเหล็กใหมี
คาเปน 10 ซึ่งจะทำใหเกิดการตกตะกอนไอออนของเหล็กที่ละลายอยูใน
สารละลายสเกลเหล็ก เปนตะกอนในรูปไฮดรอกไซดของเหล็กที่ไมละลายใน
สารละลาย
4.4 หยุดการกวนผสม และรอใหตะกอนในรูปไฮดรอกไซดของเหล็กตกตะกอนที่
กนถังปฏกิ ริ ยิ า แลว จงึ ถายสวนที่เปน สารละลายออกจากถังปฏกิ ริ ิยา
4.5 เติมน้ำ 1,200 กิโลกรัม และกวนผสม เพื่อลางทำความสะอาดองคประกอบ
ของเกลือ (Salt compound) ที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาการตกตะกอนทางเคมี
ดวยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด ออกจากตะกอนในรูปไฮดรอกไซดของ
เหล็ก
4.6 หยุดการกวนผสม และรอใหตะกอนในรูปไฮดรอกไซดของเหล็กตกตะกอนท่ี
กน ถงั ปฏกิ ิรยิ า แลวจงึ ถายสวนทเ่ี ปน นำ้ ออกจากถังปฏิกิริยา
4.7 กรองตะกอนในรูปไฮดรอกไซดของเหล็กดวยเครื่องอัดตะกอน เพื่อแยกสวน
ที่เปนตะกอนและน้ำออกจากกัน

32

4.8 นำตะกอนในรูปไฮดรอกไซดของเหล็กเผาที่อุณหภูมิสูง 800 องศาเซลเซียส
เพื่อไลความชื้นออก และเปลี่ยนโครงสรา งของตะกอนไฮดรอกไซดของเหล็ก
เปน ผลติ ภณั ฑเฟอรร กิ ออกไซด

ถังปฏกิ ิริยา ใบกวนผสม และเครอ่ื งอดั ตะกอน
ถังปฏิกิริยา ใบกวนผสม
และเครอ่ื งอดั ตะกอน

เตาเผาแบบผลกั (Pusher kiln) ทใี่ ชเ ผาตะกอนในรูปไฮดรอกไซดข องเหล็ก
ที่อุณหภมู ิ 800 องศาเซลเซียส

เตาเผาแบบผลัก (Pusher kiln) ทีใ่ ชเผาตะกอน
ในรปู ไฮดรอกไซดของเหล็กทอี่ ุณหภมู ิ
800 องศาเซลเซยี ส

33

(5) สมดุลมวล (Mass balance) ในการรีไซเคลิ สเกลเหลก็

ไมลสะเลกาลยเห3ล.8็ก3ท่ีกก. สเกลเหลก็ 50 กก. กรด30ไฮ8โ.ด3ร8คกลกอ.ลิก
สารละลเาหยลจ็กากสเกล โซเด1ีย1ม5โ.ฮ31ดรกอกก.ไซด

น1,้ำ2ท0่ใี 0ชลกากง. 46ข9อ.ง8ผ6สกมก. น้ำท1่ดี 4ดู 7อ5อ.4ก3ขณกกะ.ลาง
น1้ำอท0ัด7ี่อต.อะ5กกกขอกณน. ะ
ตะขกอองนแข8็ง6ห.ล93งั อกดั ก.
เผาทีอ่ ุณหภมู ิ 800๐C เวลา 12 ช่ัวโมง ควา4ม0ช.7ื้น5ขณกกะ.เผา

ขอ4ง6แข.1ง็ 8หกลกังเ.ผา

34

(6) ผลการวิเคราะหองคประกอบของเฟอรริกออกไซดที่นำเขาจาก
ตางประเทศ เทียบกับเฟอรริกออกไซดที่ไดจากการรีไซเคิลสเกลเหล็ก โดยใช
เทคนคิ การวเิ คราะหแบบ X-ray fluorescence (XRF)

องคประลอกะงอ)คบปร(ระอกอยบ เฟอเรฟรอิกรอรอกิ อกอไซกดไซ ด เฟเอฟรอร รกิ รอิกออกอไซกดไซ ด
FAMCSSelCiaO2nO2OlOOO323FA3MSSelCiOn2O2OlOO3233 ท่นี ำเทขน่ี าำจเข9า000000า8ก......จ021011.(9ต3าร594287000008อกา8ย......ตง101023ลาปะ592848ง)รปะรเะทเทศศ ที่ไทดไ่ี จดาจ(ก90ราอก8.0000ก090ย00000.....าล9320108.กร0.....ะ51858422001.าร)3955848รไี 51ซรีไเคซิลเคิล
CMr2gOO3CCra2OO3 0.080.17 00.2.508
0.030.08 00.0.803
NiO MgO 0.010.03 00.0.303
CuO NiO 0.0108.01 00.0.0328
CuO 0.018 0.028

จากแผนผังสมดุลมวล เมื่อนำมาวิเคราะหและประเมินมูลคาเพิ่มจากการรีไซเคลิ
สเกลเหล็ก เพื่อเปนผลิตภัณฑเ ฟอรร ิกออกไซด พบวาตนทุนรวมของการรีไซเคิล
ทั้งหมดเปน 1,257.88 บาท (หรือคิดเปน 27.24 บาท/กิโลกรัม ผลิตภัณฑ) และ
ผลิตภัณฑเฟอรริกออกไซดมีราคาขายเปน 1,616.30 บาท (หรือคิดเปน 35
บาท/กิโลกรัม ผลิตภัณฑ) โดยเมื่อคำนวณมูลคาเพิ่มของการรีไซเคิลสเกลเหล็ก
จากตนทุนดังท่กี ลาว สามารถคิดเปนมลู คาเพิ่มรอ ยละ 28.49

35

(7) การวเิ คราะหตน ทุนและมูลคา เพมิ่ จากการรไี ซเคลิ สเกลเหล็ก

รายละเอียด (กป(ิโรกปลิมโิรกลามิรณกัมารณ)มั ) (บ(รบาราทาาคทค/ากา/ก.) (บร(วบารมทวามท) )
รายละเอียด
ตกสกกตกรสรตเคนฟอาตลสคนเสรมตกกกตกาเรรรรวนนน้ำกฟอคระดะะยาาทะาเรรรนนนวรลูำ้ทททลกลรมคบบบอาลไระะะาทีใ่ดทททคนุุนุนฮเรช1ะผลเละารมวววบบบห่ีใขไากิุุนนุนวกสโลล8ผเรลนนนะชเฮดวววลมหเ1อตัราขาาสกวิกลติลพกกกลนนนโรก็ข8ะรอยงลถัตมารอติดภาาาาคาต่ิมกกกบเนโก็กรดุะถขรรรยอคงภซัณรละมาาารขวเไอเกบิบดุตนโกมคเคอซณัผกรรรอูลนซฑดอวดัิบวะรไีดรเกอมาลอยคนียกเฑตซผงนกอิก*ดวดันีลอามกสาะ*าดอกยนะยีตเรครไ*ากาพนลาฮสมผะิ*กรวรอ5ระด่ิมลากาไลรน0ผฮครมระขไีอติ5*ลอซลดลเวอ*น0ขติกะราเาง*มคยไอลกม*ซขิล*กาาเดนยขสรไซร*เมกีไดขซล เนเคหรลิ ลอส็กยเก1คล,ดิ1312เ1ห5408190เ,ปล21310665840็กน8450091.......09331405846600ร0838130ค.......อ 1904330ดิ ย3088130เรปลรวะนวรมรวม2รรกอมา8รวิโยคตา3ล.มล4าคน5510010กตะ93ข.......าทร0950503น5511000าข2ุนมั0040000.......ทย8า0553009)ุน.ย040000049
5500.0.000

227777.5.544
663344.2.211
4488.0.000

1,121,25551357350987.08...8344...8348030830
11,1,166,,6161161666..33..330000

หมายเหตุ*: ตน ทนุ รวม (บาท) คำนวณตน ทุนจากพลังงานเคร่ืองจักร/อุปกรณ ที่
ใชใ นชว งเวลาทั้งหมดของการทดลองในการกวนสารละลาย
**: หนวยราคาตน ทุน (บาท/กก.) คำนวณตนทุนจากพลังงานเครอื่ งจกั ร/อุปกรณ
ที่ใชในกระบวนการ โดยคิดคำนวณอางอิงจากปริมาณขาเขาวัตถุดิบของ
กระบวนการนั้น ๆ

36

กรณศี กึ ษากระบวนการรีไซเคิล
นำ้ เสยี ที่มีไทเทเนยี มเปน องคป ระกอบ

(1) ที่มาและความสำคัญ
น้ำเสียที่มีไทเทเนียมเปนองคประกอบ (Wastewater containing titanium
compound) เปนน้ำเสียที่เกดิ จากกระบวนการผลิตสารเรงปฏิกิรยิ า (Catalyst)
ของสารประกอบกลุมไทเทเนียมเตตระคลอไรด (Titanium tetrachloride:
TiCl4) ที่ถูกนำไปใชในกระบวนการเอทิลีนพอลิเมอรไรเซชั่น (Ethylene
polymerization) เพื่อสังเคราะหโพลีเอทิลีน (Polyethylene: PE) หรือ
โพลโี พรพิลนี (Polypropylene: PP) เปนตน
ไทเทเนียมเตตระคลอไรดเปนสารเรงปฏิกิริยาท่ีสำคัญ นิยมใชในโรงงานผลิต
พลาสติกประเภทโพลีเอทิลีนและโพลีโพรพิลีน โดยกระบวนการผลิตพลาสติก
ดังกลาว เกิดจากการนำสารโมเลกุลเดี่ยว (Monomer) ชนิดเอทิลีน (Ethylene)
หรือโพรพลิ ีน (Propylene) จำนวนหลาย ๆ ตวั มาเชอ่ื มพนั ธะระหวางกนั ใหเปน
สารโมเลกุลที่มีขนาดใหญ (Polymer) จนสุดทายกลายเปนโพลีเอทิลีนหรือ
โพลีโพรพิลีน ซึ่งในอุตสาหกรรมการผลิตขนาดใหญจำเปนตองมีกระบวนการ
เพิ่มเติมในการเรงปฏิกิริยาการเชื่อมพันธะดังกลาว เพื่อเพิ่มกำลังการผลิตใหได
พลาสติกดงั กลา วในปริมาณมาก
หนึ่งในสารเรงปฏิกิริยาท่ีมีความนิยมสูงสำหรับกระบวนการเรงปฏิกิริยาในการ
ผลิตโพลีเอทิลีนและโพลีโพรพิลีน คือไทเทเนียมเตตระคลอไรด โดยมี
กระบวนการผลิตสารเรงปฏิกิริยาดังกลาวที่เปนที่นิยม เรียกวากระบวนการ
Ziegler-Natta catalyst ซึ่งเปนการนำไทเทเนียมเตตระคลอไรดมาเพิ่มพื้นที่ผิว

37

ใหมากขึ้น และใหเกาะอยูบนวัสดุรองรับ (Support) ประเภทแมกนีเซียม
คลอไรด (MgCl2) ซึ่งกระบวนการผลิตสารเรงปฏิกิริยาดังกลาว จะทำใหเกิด
น้ำเสยี ที่มีไทเทเนยี มเปน องคประกอบ

แผนภาพแสดงกระบวนการผลติ โพลีโพรพิลีน

ผลการวิเคราะหองคประกอบของน้ำเสียที่มีไทเทเนียมเปนองคประกอบ โดยใช
เทคนิคการวเิ คราะหแบบ ICP (Inductive Coupled Plasma)

องคอป งรคะปกรอะบกอ(มบิลขลองกิ นร้ำัมเ/สยี ปนรมิ้ำาเสณ(ียอสมทงาลิ ม่ี3รค13ล3ท13ไี61ปิก,ท,,เ่ี0,1091รรป9เ2.826ัมะน85ท8681ก/63อเล...อน005งิตบค003ียรปม)รเะปกนอบ
ลFAติTelรi FA)Teli

38

(2) กระบวนการรีไซเคลิ น้ำเสียทมี่ ีไทเทเนียมเปนองคป ระกอบ
จากการวิเคราะหน้ำเสียที่มีไทเทเนียมเปนองคประกอบ พบวา มีไทเทเนียม
ไอออน (Ti ion) เปนองคประกอบหลัก โดยมีองคประกอบรองเปนอะลูมิเนียม
ไอออน (Al ion) และมีมลทินของไอออนโลหะอื่น ๆ ปะปนอยูเล็กนอย ซึ่งการ
พัฒนานำ้ เสียทม่ี ไี ทเทเนียมเปนองคประกอบดงั กลา วใหเปนผลิตภัณฑ ที่สามารถ
ใชไดทั้งสารประกอบไทเทเนียม (Titanium compound) และสารประกอบ
อะลูมิเนียม (Aluminium compound) เปนวัตถุดิบพรอมกันได พบวามีใน
กระบวนการผลิตฟริทในอุตสาหกรรมเซรามิก ท่ีมีฟริทบางประเภทที่ตองใชทั้ง
ไทเทเนียมไดออกไซด (TiO2) และอะลูมินา (Al2O3) เปนวัตถุดิบในการผลิต
ดังนั้นการรีไซเคิลน้ำเสียที่มีไทเทเนียมเปนองคประกอบ เพื่อผลิตไทเทเนียมได
ออกไซดเกรดสำหรับกระบวนการผลิตฟริท (TiO2 for frit grade) จึงมีความ
เหมาะสมอยา งมาก ท้งั แงกระบวนการรีไซเคลิ ทไี่ มซับซอ นและตนทุนการรีไซเคิล
ทีไ่ มส ูง

กระบวนการรีไซเคิลน้ำเสียที่มีไทเทเนียมเปนองคประกอบ สามารถประยุกตใช
องคความรูจากเทคนิคการตกตะกอนทางเคมี เพื่อเปลี่ยนใหไอออนของโลหะ
(Metals ion) ที่ละลายอยูในน้ำเสียที่มีไทเทเนียมเปนองคประกอบ เปนตะกอน
ในรูปไฮดรอกไซดของโลหะ (Metals hydroxide) ที่ไมละลายน้ำ โดยสารเคมีท่ี
ใชในการตกตะกอน คอื โซเดยี มไฮดรอกไซด (NaOH) โดยมีสมการเคมีดังน้ี

TiCl4  4NaOH  Ti(OH )4  4NaCl
AlCl3  3NaOH  Al(OH )3  3NaCl

เมื่อทำการตกตะกอนน้ำเสยี ท่ีมีไทเทเนียมเปนองคประกอบดวยโซเดียมไฮดรอก
ไซดแลว จะเกดิ ตะกอนในรปู ไฮดรอกไซดข อง Ti(OH)4 และ Al(OH)3 ท่ีไมละลาย
(รวมถึงไฮดรอกไซดของโลหะอื่น ๆ ที่เปนมลทินอยูเล็กนอย) รวมอยูกับ

39

สารละลายที่มีไทเทเนียมเปนองคประกอบที่ไมเหลือไอออนของโลหะแลว
(นำ้ เสยี ) จากนัน้ ตองทำการแยกตะกอนดงั กลาวออกจากน้ำเสียโดยใชเ ทคนิคการ
กรองแยกดวยเครื่องอัดตะกอน ซึ่งจะทำหนาที่แยกระหวางกากตะกอนและ
น้ำเสียออกจากกนั
ตะกอนที่ไดจากเครื่องอัดตะกอนยังมีความชื้นหลงเหลืออยู จึงตองนำไปอบให
แหงดวยเครื่องอบแหง (Dryer) ตะกอนแหงที่ไดจะเปนผลิตภัณฑที่อยูในรูปของ
ไทเทเนียมไดออกไซดที่มีอะลูมินาปะปนอยู ซึ่งสามารถใชเปนวัตถุดิบทดแทน
สำหรบั กระบวนการผลติ ฟรทิ ได

40

(3) ผลิตภัณฑจ ากการรไี ซเคิลนำ้ เสียทม่ี ีไทเทเนียมเปนองคประกอบ
จากกระบวนการรไี ซเคิลน้ำเสียที่มีไทเทเนียมเปน องคประกอบ ผลิตภณั ฑที่ไดจะ
เปนไทเทเนียมไดออกไซดสำหรับฟริท กลาวคือเปนผลิตภัณฑไทเทเนียม
ไดออกไซดที่มีอะลูมินาปะปนอยู จึงเหมาะสำหรับกระบวนการผลิตฟริทบาง
ประเภทที่ตอ งใชว ตั ถดุ บิ ท้ังสองตวั เปนสว นผสมอยแู ลว
ฟรทิ (Frit) คอื แกว ทไี่ ดจากการนำเอาวตั ถุดิบตาง ๆ ทีใ่ ชในการทำเคลือบมาผสม
กันแลวนำไปหลอมรวมในเตาหลอม และเมื่อวัตถุดิบทั้งหมดนี้หลอมละลายเขา
กนั ดแี ลว จะอยูในสภาพท่ีเปน ของเหลวละลาย (Melted glass) จากนนั้ จะถกู ทำ
ใหเย็นตวั ลงทันทดี วยน้ำกลายเปนแกว ชนิ้ เล็ก ๆ เรยี กวาฟริท

ฟริทที่มีลักษณะเปนแกวช้ินเล็ก ๆ
การใชงานฟริทคือการนำฟริทมาบดใหละเอียดผสมกับวัตถุดิบอื่น ๆ เพื่อใชใน
การทำเคลือบของเซรามิก โดยเคลือบที่พบเห็นโดยทั่วไปจะมีความมันวาวและ
สะทอนแสงได สามารถมองเห็นเนื้อดินที่เคลือบ ซึ่งเราเรียกเคลือบชนิดนี้วา
เคลือบใส (Transparent or clear glaze) แตถาผิวไมมันเรียกวาเคลือบดาน
(Matt glaze) สวนเคลือบที่สามารถปดบังผิวของเนื้อดินไดเรียกเคลือบชนิดนี้วา

41

เคลือบทึบ (Opaque glaze) ซึ่งจะมีสีหรือไมมีสีก็ไดขึ้นอยูกับสวนผสมของ
เคลือบ ซึ่งเคลือบทึบนี้เองที่ตองใชฟริทที่มีสวนผสมของไทเทเนียมไดออกไซด
และอะลูมินาเปนวัตถุดิบ ดังนั้นผลิตภัณฑไทเทเนียมไดออกไซดส ำหรับฟริทท่ไี ด
จากกระบวนการรีไซเคิลน้ำเสียที่มีไทเทเนียมเปนองคประกอบ จึงสามารถ
ประยกุ ตใ ชใ นการทำฟรทิ ท่ีใชส ำหรบั เคลอื บทึบได
วัตถุประสงคของการเคลือบมีดวยกันหลากหลาย เชน เพื่อความสวยงาม เพื่อ
ปดบังความไมเรียบรอยของผลิตภัณฑ เพื่อปองกันของเหลวและแกสซึมผาน
เพื่อใหงายตอการทำความสะอาดผิวผลิตภัณฑ เพื่อเพิ่มความแข็งแกรงและทน
ตอ การกัดกรอ น เปนตน

42

(4) วธิ ีการรไี ซเคลิ น้ำเสียที่มีไทเทเนยี มเปนองคประกอบโดยสงั เขป
4.1 นำน้ำเสียที่มีไทเทเนียมเปนองคประกอบ ปริมาณ 500 กิโลกรัม เติมในถัง

ปฏิกริ ิยา (Reactor) 4.2
4.2 เตมิ สารละลายโซเดยี มไฮดรอกไซด (NaOH) ความเขมขนรอ ยละ 50 ปรมิ าณ

52.45 กิโลกรัม กวนใหเขากันกับน้ำเสียที่มีไทเทเนียมเปนองคประกอบดวย
ใบกวนผสม (Overhead stirrer) ที่ติดตั้งอยูบนถังปฏิกิริยา เพื่อทำการปรับ
คา pH ของน้ำเสียที่มีไทเทเนียมเปนองคประกอบใหมีคาเปน 7 ซึ่งจะทำให
เกิดการตกตะกอนไอออนของไทเทเนียมที่ละลายอยูในน้ำเสียที่มีไทเทเนียม
เปนองคประกอบ กลายเปนตะกอนในรูปไฮดรอกไซดของไทเทเนียมที่ไม
ละลายในสารละลาย
4.3 หยุดการกวนผสม และรอใหตะกอนในรูปไฮดรอกไซดของไทเทเนียม
ตกตะกอนท่กี น ถงั ปฏิกริ ิยา แลว จงึ ถา ยสวนท่เี ปนน้ำเสยี ออกจากถังปฏิกิรยิ า
4.4 เติมน้ำ 1,200 กิโลกรัม และกวนผสม เพื่อลางทำความสะอาดองคประกอบ
ของเกลือ (Salt compound) ที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาการตกตะกอนทางเคมี
ดวยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด ออกจากตะกอนในรูปไฮดรอกไซดของ
ไทเทเนยี ม
4.5 หยุดการกวนผสม และรอใหตะกอนในรูปไฮดรอกไซดของไทเทเนียม
ตกตะกอนท่ีกนถังปฏกิ ิริยา แลว จงึ ถายสว นทเ่ี ปน นำ้ ออกจากถังปฏิกิริยา
4.6 กรองตะกอนในรปู ไฮดรอกไซดของไทเทเนยี มดวยเครื่องอัดตะกอน เพื่อแยก
สว นทเ่ี ปนตะกอนและนำ้ ออกจากกนั
4.7 นำตะกอนในรูปไฮดรอกไซดของไทเทเนียมอบแหงเพอื่ ไลความช้นื ออก จะได
เปนผลติ ภณั ฑไทเทเนียมไดออกไซดสำหรบั ฟรทิ

43

ถงั ปฏิกิรยิ า ใบกวนผสม และเครือ่ งอัดตะกอน

ถังปฏกิ ริ ิยา ใบกวนผสม และเคร่อื งอัดตะกอน
เตาอบแบบหมนุ (Rotary dryer) ทใี่ ชใ นการอบตะกอนในรปู ไฮดรอกไซดข อง

ไทเทเนยี ม

เตาอบแบบหมนุ (Rotary dryer) ทีใ่ ชในการอบตะกอนในรปู ไฮดรอกไซดข องไทเทเนยี ม

44

(5) สมดุลมวล (Mass balance) ในการรีไซเคิลน้ำเสียที่มีไทเทเนียมเปน
องคป ระกอบ

นำ้ เสยี 500 กก. โซเด5ยี 2ม.ไ4ฮ5ดรกอกก. ไซด

1น,้ำ2ท0ใี่ 0ชล กา กง. ของผสม 552.45 กก. นำ้ ท1ด่ี,6ูด5อ3อ.0ก9ขณกกะ.ลาง

ของแข4็ง2ห.7ล9งั อกัดกต.ะกอน นำ้ ทอ่ี อ5ก6ข.5ณ7ะอกดักต. ะกอน
อบแหง ควา1ม8ช.3นื้ 8ขกณกะ.อบ

ขอ2ง4แ.ข4็ง1หกลกังอ. บ

45

(6) ผลการวิเคราะหองคประกอบของไทเทเนียมไดออกไซดที่นำเขาจาก
ตางประเทศ เทียบกับไทเทเนียมไดออกไซดที่ไดจากการรีไซเคิลน้ำเสียที่มี
ไทเทเนียมเปนองคประกอบ โดยใชเทคนิคการวิเคราะหแบบ X-ray
fluorescence (XRF)

องคป ระกอบ (รอ ย หนทวไี่นทยำเเทขเา นจยี ามทกไไนท่ีตดำเา ทอเขงเอปานกจรียาไะมกซเไตทดดา ศองปอรกะไเซทไดททศไี่เดทไจเททนาีไ่เียกดทมกจเนไาดียกรมอรกไีไอาซดรกอรเไคไีอซซลิกดเไคซิลด
องคประกลอะบ)
FACTSSelCiiaO2O2OOlFOOAZ3TCS22Se3l3CiinaO2O2OOlOOO32233 99.2 900005102.......1010103.31686794971000052......001103.34986767
รอยละ 399 PPM 99.2
PPM 399
รอยละ 0.15 0.15
รอยละ 0.26 0.26
PPM 163 PPM 163
รอยละ -
PPM - 369
369 PPM
0.130.11
-
ZnOMgO รอ ยละ 155 PPM -
MgOP2O5 PPM 0.17 155 - 0.13
P2O5 รอ ยละ 0.17 -

จากแผนผังสมดุลมวล เมื่อนำมาวิเคราะหและประเมนิ มูลคาเพิ่มจากการรีไซเคลิ
น้ำเสียที่มีไทเทเนียมเปนองคประกอบ เพื่อเปนผลิตภัณฑไทเทเนียมไดออกไซด
สำหรับฟริท พบวาตนทุนรวมของการรีไซเคิลทั้งหมดเปน 218.48 บาท (หรือ
8.95 บาท/กก.ผลิตภัณฑ) และผลิตภัณฑไทเทเนียมไดออกไซดมีราคาขาย
ทั้งหมดเปน 1,098.45 บาท (หรือ 45 บาท/กก.ผลิตภัณฑ) โดยเมื่อคำนวณ
มูลคาเพิ่มจากการรีไซเคิลน้ำเสียที่มีไทเทเนียมเปนองคประกอบจากตนทุนดังท่ี
กลาว สามารถคดิ เปน มลู คา เพ่มิ รอ ยละ 402.77

46

(7) การวิเคราะหตนทุนและมูลคาเพิ่มจากการรีไซเคิล น้ำเสียที่มีไทเทเนียม
เปน องคประกอบ
รายละเอยี ด (กป(โิรกปลิมโิกราลรมิ ณกัมาร)ณมั ) (บ(รบาราทาาคค/ทากา/ก.) (บร(วบารมทวามท) )
รายละเอยี ด

ตตตนสกนมรกคไคกทาสนมนกรตตไกตรกาครรรวิดำนนน้ลูำ้ ทคเระะะเาาอทารรรนนนวเคูล้ำำ้ททททสปลมคบบบาเระะะยาเทีใ่าทททคยนุุุนนีเทสชะผเลนามวววบบบนเลีใ่ขทาุนุนนุวสกลลพเียผลนนนะชรเียวววะนมเม่ีัตราขาากสวทลติอล่มิพกกกลมนนนขะไียีรยงถัตมาร4ิตยภมี่าาาาขทาไตมิ่กกกบเนมโรดุะถขดรรรย0คลงภซัณีไอเะาาารขวเไอกอบทบิทดุตอนโ2มะเคงณักรรรดอนซดฑอวัดบเิบอวะเ.กรีกออมอนยอ47ทนียกเฑตงน*กกอาดวบัดนีลยีอ07*กมสาเะไรอกยนนะียตม*ซ2กรไาการนลา*ฮสมเผะดยี.รไรีไอ5ปร7*ะซดซลากไสมลรน0ผ7นฮรระดเีไำอติเ5*ลคออซลปดลหส*น0ติลิงกะราเนรำ*คคนยไอลบัหอ*ซปิล*้ำกา*ฟรงดรเยนไคบัรสะซ*้ำิทปกียฟ*ดเอทรสร ะบทิีม่ยี กีไททอี่มเบทีไทเ1นเ,ท52ีย1549200มเ,น49220052เป......ีย492500473400นม092240156900.....อ.เ437400ปง615900รคน รวปอวรมรงวมรระกคมารกวิโปคตา4อลม-ราคน005510บกต4ะข......า-ท003055รนก505100าขนุ000400มั ......ทอย05า5300)บุนย000040 -2-52050.0.000**
228888.4.488
4488.0.000
221542184259298299....4487....447881098091
11,1,100,,0909989888..44..445000
คดิ เปน

หมายเหตุ*: ตัวเลขตนทุนรวม (บาท) ท่ีมีคาติดลบ (-) หมายถึงผูประกอบการ
รีไซเคลิ ไดรับเงินจากผูก อ กำเนิดนำ้ เสยี ทมี่ ีไทเทเนียมเปนองคป ระกอบ เพอ่ื บำบัด
กำจดั หรือรไี ซเคิล
**: ตนทุนรวม (บาท) คำนวณตนทุนจากพลังงานเครื่องจักร/อุปกรณ ที่ใชใน
ชว งเวลาทัง้ หมดของการทดลองในการกวนสารละลาย

47