Page 59 - E-Waste

C 1 2 3 4 5 6
55

3.1�โลหะวิทยาความร้อนสูง�(pyrometallurgy)

โลหะวิทยาความร้อนสูงเป็นเทคโนโลยีพ้นฐานของการทาเหมืองแร่ ใช้เพ่อแยกโลหะนอกกล่มเหล็กออกมา
ำ
ุ
ื
ื
่
ื
ึ
ำ
ี
่
่
ู
์
้
่
ำ
้
ิ
ซงสามารถนามาประยุกตใชกับการแยกโลหะมีคาทอยในซากแผ่นวงจรพิมพ์เพ่อนากลับมาใชใหม่ได้เช่นกัน วธีน ้ ี
จะใช้ความร้อนในการหลอมและเผา โดยถ้าวัสดุมีสารประกอบโลหะออกไซด์ เมื่อถูกหลอมกับตัวรีดิวซ์ เช่น คาร์บอน
(จากถ่านโค้กหรือถ่านหิน) จะเกิดปฏิกิริยารีดักชันกับสารประกอบโลหะออกไซด์ ทำาให้เกิดการรวมตัวกับออกซิเจน
ได้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ กระบวนการนี้ใช้หลักการพื้นฐานทางด้านโลหะวิทยาในการแยกธาตุโดยใช้เตาไฟฟ้าชนิด
แท่งความร้อน (heater furnace) หรือการเหนี่ยวนำาไฟฟ้า (induction furnace) และใช้น้ำามันเตา น้ำามันดีเซล หรือ
ก๊าซธรรมชาติ เป็นเชื้อเพลิง ที่อุณหภูมิ 700-1,200 องศาเซลเซียส ขึ้นอยู่กับชนิดของโลหะที่นำามาหลอม ในขั้นแรก
เม่อซากผลิตภัณฑ์ได้รับความร้อนจากเตา จะทาให้สารประกอบต่างๆ ในซากผลิตภัณฑ์เกิดการสลายตัว
ำ
ื
(decomposition) จากนั้นอาจมีการเติมฟลักซ์ เช่น โซเดียมคาร์บอเนต (NaCO ) บอแรกซ์ (borax) โปแตสเซียม
4
ไนเตรท (KNO ) หรือโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) เป็นต้น การเติมฟลักซ์นั้นจะช่วยให้หลอมโลหะได้ง่าย และ
3
ื
้
ุ
่
ำ
ิ
ั
ื
่
่
ั
ั
เกดการแยกตวระหว่างโลหะกบสารปนเปอน ดวยคณสมบตความแตกตางของคาความถวงจาเพาะ สารปนเปอนหรอ
ิ
ื
้
้
มลทินต่างๆ จะรวมตัวกันเป็นตะกรัน หรือ สแลก (slag) และแยกตัวออกมา ทำาให้โลหะที่ได้มีความสะอาดมากขึ้น
ำ
โดยหากใช้อุณหภูมิสูงอย่างเพียงพอจะทาให้เกิดเป็นของเหลว 3 ส่วน คือ ตะกรัน (slag) แมตต์ (matte) และ
โลหะ (metal) แยกชั้นกันอยู่
ื
จุดประสงค์หลักของการเติมฟลักซ์นั้นก็เพ่อช่วยให้โลหะหลอมละลายเร็วข้นและช่วยแยกโลหะมลทินท ี ่
ึ
ไม่ต้องการออกจากโลหะท่ต้องการในรูปของตะกรัน ซ่งการเลือกชนิดของฟลักซ์ท่เหมาะสมน้นควรเลือกฟลักซ์ท่ทาให ้
ั
ึ
ี
ี
ี
ำ
ี
ั
เกิดตะกรันท่ละลายสารมลทินท่ไม่ต้องการออกมามากท่สุดโดยท่ไม่ไปรวมตัวกับโลหะท่ต้องการแยก อีกท้งตะกรันท ่ ี
ี
ี
ี
ี
เกิดขึ้นควรมีจุดหลอมเหลวต่ำา ความถ่วงจำาเพาะต่ำา (เมื่อเทียบกับความถ่วงจำาเพาะของโลหะที่ได้จากการถลุง) และ
ความหนืดต่ำาๆ เพื่อให้ตะกรันมีความสามารถในการไหลที่สูง (high fluidity) พอที่จะไหลแยกตัวออกจากเตาถลุง
ได้สะดวก และสามารถไหลไปปกคลุมผิวหน้าและสัมผัสโลหะที่หลอมเหลวได้ทั้งหมด ซึ่งตะกรันที่เกิดขึ้นบนผิวหน้า
ี
ี
ของเตาหลอมน้จะช่วยป้องกันการเกิดออกไซด์ของโลหะท่หลอมเหลวจากการทาปฎิกิริยากับออกซิเจนในบรรยากาศ
ำ
และช่วยลดการสูญเสียความร้อนจากโลหะที่หลอมละลายอีกด้วย นอกจากนี้ในการเลือกชนิดของฟลักซ์ควรคำานึงถึง
ความสามารถในการทนการกัดกร่อนของผนังเตาหลอมด้วย