การปรับปรุงคุณภาพฟอสโฟยิปซัมเพื่อใช้ประโยชน์ในอุตสาหกรรม

Abstract

ฟอสโฟยิปซัมที่เป็นผลิตภัณฑ์พลอยได้จากการผลิตกรดฟอสโฟริกของโรงงานปุ๋ย เอ็นเอฟซี จังหวัดระยอง มีองค์ประกอบเป็นแคลเซียมซัลเฟตและมลทินต่างๆ นอกจากนี้ยังมีปริมาณการปลดปล่อยค่ารังสีที่สูงเกินมาตรฐานที่ USEPA ได้กำหนดไว้ จึงยังไม่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้ งานวิจัยนี้จึงมีความสนใจนำฟอสโฟยิปซัมมาศึกษาการปรับปรุงคุณภาพเพื่อลดมลทินที่ปนเปื้อนอยู่ โดยที่มลทินหลักที่ก่อให้เกิดปัญหาคือปริมาณรังสีที่เกิดจากการปนเปื้อนธาตุกัมมันตรังสีค่อนข้างสูง ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงมุ่งเน้นลดปริมาณรังสีที่เกิดขึ้นโดยทำการศึกษาคุณสมบัติของตัวอย่างและได้ทำการทดลองปรับปรุงคุณภาพฟอสโฟยิปซัมด้วยเทคนิคการแต่งแร่ทางกายภาพ ได้แก่ การคัดขนาดด้วยตะแกรงร่อนแบบเปียก การแยกมลทินด้วยเครื่องแยกแร่โต๊ะสั่นและการแยกแร่ด้วยเครื่องแยกแม่เหล็กความเข้มสูงแบบเปียก เพื่อคัดแยกเอาพวกมลทินต่างๆ ออก พบว่าปริมาณรังสีลดลงบางส่วนแต่ผลิตภัณฑ์ที่ได้คงมีการปลดปล่อยค่ารังสีนั้นยังคงเกินมาตรฐานของ USEPA จึงยังคงไม่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ในอุตสาหกรรมอื่นได้ งานวิจัยจึงได้ทำการทดลองด้วยกระบวนการทางเคมีโดยทดลองชะละลายกับสารละลายกรดและสารละลายด่างพบว่าปริมาณค่ารังสีมีแนวโน้มสูงขึ้นเนื่องจากแคลเซียมซัลเฟตถูกละลายอยู่ในรูปของสารละลาย แต่ธาตุกัมมันตรังสียังคงแทรกอยู่ในผลึกของแคลเซียมซัลเฟตเนื่องจากในการตกผลึกแคลเซียมซัลเฟตไดไฮเดรตในกระบวนการทางเคมี (wet phosphoric acid process) ยูเรเนียมประจุ 4+ สามารถเข้าแทนที่แคลเซียมประจุ 2+ ในผลึกแคลเซียมซัลเฟตโดยกระบวนการแทนที่ของไอออนแบบคงโครงสร้างเดิม (Isomorphous Ion Substitution) จึงทำให้การลดปริมาณรังสีด้วยวิธีการทางเคมีในการทดลองนี้ไม่ประสบความสำเร็จ ดังนั้นจากการศึกษานี้ จึงแนะนำ ควรมีการใช้ปฏิกิริยาทางเคมีที่สภาวะรุนแรงเพื่อทำลายพันธะระหว่างธาตุกัมมันตรังสีออกจากแคลเซียมซัลเฟต หรือควรเติมแบเรียมซัลเฟตในสารละลาย เพื่อตกตะกอนเรเดียมให้อยู่ในรูป แบเรียมเรเดียมซัลเฟต เพื่อลดการปลดปล่อยรังสีตั้งแต่กระบวนการผลิตกรดฟอสโฟริก