หน้าเว็บ

วันศุกร์ที่ 13 กันยายน พ.ศ. 2556

แร่สังกะสีและแคดเมียม



สังกะสี แร่สังกะสีที่พบมากที่สุดคือ แร่สฟาเลอไรด์( ZnS ) เมื่อนำมาถลุงแล้วจะอยู่ในรูปของของเหลวไม่บริสุทธิ์ ในประเทศไทยพบแร่สังกะสีในหลายจังหวัด เช่น ลำปาง แพร่ แต่สำหรับที่ตากเป็นแร่สังกะสีชนิดซิลิเกต คาร์บอเนตและออกไซด์ ซึ่งจะมีลำดับวิธีการถลุงแร่แตกต่างกันออกไป
       ปัจจุบันมีการใช้โลหะสังกะสีอย่างกว้างขวาง โดยใช้เป็นสารเคลือบเหล็กกล้า ใช้ผสมกับทองแดงเกิดเป็นทองเหลืองเพื่อใช้ขึ้นรูปหรือหล่อมผลิตภัณฑ์ต่างๆ นอกจากนี้สารประกอบออกไซด์ของสังกะสียังนำมาใช้ในอุตสาหกรรมยาง สี เซรามิกส์ ยา เครื่องสำอาง และอาหารสัตว์
โลหะแคดเมียมใช้เป็นวัตถุดิบในอุตสาหกรรมการผลิตเซลล์นิกเกิล-แคดเมียม ทำสีในอุตสาหกรรมพลาสติก เซรามิกส์ ทำโลหะผสม และใช้โลหะแคดเมียมเคลือบเหล็กกล้า ทองแดง และโลหะอื่นๆเพื่อป้องกันการผุกร่อน


การถลุงแร่สังกะสี
ในการถลุงจะนำแร่สังกะสี (ZnS , ZnCO3มาเปลี่ยนเป็นสารประกอบออกไซด์ (ZnO) ก่อน จากนั้นจึงให้ ZnO ทำปฏิกิริยากับคาร์บอนซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์จะได้สังกะสี (Zn) และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO)
ZnO(s)  +  C(s)     →     Zn(s)  +  CO(g)
CO ที่เกิดขึ้นก็สามารถรีดิวซ์ ZnO เป็น Zn ได้เช่นกัน
ZnO(g)  +  CO(s)    →    Zn(s)   +  CO2(g)
CO2 ที่เกิดขึ้นจะทำปฏิกิริยากับ ที่เหลือเกิด CO ซึ่งใช้ในการรีดิวซ์ ZnO ต่อไป
C(s)  +  CO2(g)    →   2CO(g)
ในการถลุงสังกะสีจะต้องควบคุมอุณหภูมิให้คงที่ที่ 1100 C สังกะสีที่ได้ยังไม่บริสุทธิ์มักมีสารอื่นปนอยู่ ส่วนใหญ่เป็นแคดเมียมกับตะกั่ว ในการแยกสังกะสีออกจากสารปนเปื้อนใช้วิธีนำสังกะสีเหลวไปกลั่นลำดับส่วน หรือทำโดยวิธีอิเล็กโทรลิซิสเช่นเดียวกับการทำทองแดงให้บริสุทธิ์
สำหรับโรงงานถลุงแร่สังกะสีที่จังหวัดตาก แร่ที่ใช้ถลุงอยู่ในรูปของซิลิเกต คาร์บอเนต และออกไซด์ปนกัน ในการถลุงต้องนำแร่มาบดด้วยเครื่องบดเปียกจนละเอียดเป็นผงแล้วให้ทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริก (H2SO4) จะได้สารละลาย ZnSO4 ทำสารละลายให้เป็นกลางด้วยปูนขาว กรองแยกกากแร่ออกจากสารละลายแร่ ส่วนที่เป็นกากส่งไปยังบ่อเก็บกากแร่แล้วปรับสภาพให้เป็นกลางด้วยปูนขาว ส่วนสารละลาย ZnSO4 ที่กรองได้จะมีเกลือของ CdSO4  CuSO4  Sb2(SO4)3 ปนอยู่ สามารถแยกออกโดยเติมผงสังกะสีลงไปในสารละลาย จะเกิดปฏิกิริยาดังสมการ



3Zn(s)  +  Sb2(SO4)3(aq) →   3ZnSO4(aq)  +  2Sb(s)
Zn(s)  +  CuSO4(aq)    →   ZnSO4(aq)  +  Cu(s)
กรองตะกอน Cd Cu และ Sb ออกโดยใช้เครื่องกรองตะกอนแบบอัด สารละลาย ZnSO4 ที่ได้จะถูกส่งไปแยกสังกะสีออกด้วยวิธีการอิเล็กโทรลิซิส Zn2+ จะไปรับอิเล็กตรอนที่ขั้วแคโทดกลายเป็น Zn เกาะอยู่ที่ขั้วแคโทด
Zn2+(aq)  +  2e-   →   Zn(s)
ส่วนที่ขั้วแอโนดน้ำจะไปให้อิเล็กตรอนกลายเป็นก๊าซ O2 และ H+ ดังสมการ
H2O(l)   →   yO2(g)  +  2H+(aq)  +  2e-  
ปฏิกิริยารวมคือ Zn2+(aq) + H2O(l)   →  Zn(s) + yO2(g) + 2H+(aq)



แคดเมียม
 คือธาตุเคมีที่มีหมายเลขอะตอม 48 และสัญลักษณ์คือ Cd แคดเมียมเป็นโลหะทรานซิชันสีขาว-ฟ้า เป็นธาตุมีพิษ ในธรรมชาติพบอยู่ในแร่สังกะสี
การถลุงแคดเมียม
การถลุงแคดเมียมทำได้โดยนำกากตะกอน มาบดให้ละเอียดแล้ละลายในกรดซัลฟิวริกและ ทำให้เป็นกลางด้วยแคลเซียมคาร์บอเนต
CdSO4(aq) + ตะกอน
จากนั้นเติมผงสังกะสีลงในสารละลายจะได้แคดเมียมตกตะกอนออกมา แล้วจึงนำแคดเมียมที่ได้ไปแยกด้วยกระแสไฟฟ้าต่ออีกครั้ง

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น