การบำบัดผงตะกรันอลูมิเนียมและฝุ่นอลูมิเนียมโดยการทำปฏิกิริยากับน้ำ

Abstract

การบำบัดขั้นต้นของผงตะกรันและฝุ่นอลูมิเนียมโดยการทำปฏิกิริยากับน้ำ มีวัตถุประสงค์เพื่อลดผลกระทบของก๊าซผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นจากการทำปฏิกิริยากับความชื้นในอากาศ โดยทำการศึกษาลักษณะสมบัติทางกายภาพและเคมีของผงตะกรันและฝุ่นอลูมิเนียม ลักษณะการเกิดปฏิกิริยาเคมีและสภาวะที่เหมาะสมในการเร่งอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี เพื่อเป็นแนวทางในการออกแบบถังปฏิกิริยา จากการศึกษาลักษณะสมบัติทางกายภาพของผงตะกรันและฝุ่นอลูมิเนียม พบว่ามีอลูมิเนียมไนไตรด์ (AlN) เป็นสารประกอบหลักและเมื่อสัมผัสกับน้ำจะเกิดก๊าซแอมโมเนีย ในการศึกษาลักษณะการเกิดปฏิกิริยากับน้ำจะทำในถังปฏิกิริยาแบบทีละเท โดยนำผงตะกรันและฝุ่นอลูมิเนียมมาผสมกับน้ำ เพื่อศึกษาลักษณะการเกิดปฏิกิริยาที่อัตราส่วนต่างๆระหว่างผงตะกรันและฝุ่นอลูมิเนียมกับน้ำ โดยพิจารณาผลกระทบของความเร็วในการกวนผสม ผลกระทบจากความเป็นกรด-ด่าง ผลกระทบจากการเติมพลาสติกแขวนลอย ผลกระทบที่เกิดจากอุณหภูมิ และผลกระทบที่เกิดจากสารลดแรงตึงผิวชนิดไม่มีประจุ (TX-100) ตามลำดับ จากการทดลอง พบว่าสภาวะที่เหมาะสมในการทำปฏิกิริยาระหว่างผงตะกรันอลูมิเนียมกับน้ำ คือ อัตราส่วน 1:10 ความเร็วในการกวนผสม 300 รอบต่อนาที (ความเร็วเกรเดียนท์ 26 วินาที⁻¹) อุณหภูมิ 45 °ซ ปริมาณพลาสติกแขวนลอย 25 กรัมต่อลิตร และปริมาณสารลดแรงตึงผิวร้อยละ 0.1 โดยน้ำหนัก ซึ่งจะให้ประสิทธิภาพในการเกิดก๊าซแอมโมเนียร้อยละ 44.60 รวมถึงอันดับปฏิกิริยาและค่าคงที่ปฏิกิริยา (k) ที่ 0.75 และ 1.17 วินาที⁻¹ ตามลำดับ ในขณะที่สภาวะที่เหมาะสมในการทำปฏิกิริยาระหว่างฝุ่นอลูมิเนียมกับน้ำ คือ อัตราส่วน 1:10 ความเร็วในการกวนผสม 300 รอบต่อนาที (ความเร็วเกรเดียนท์ 26 วินาที⁻¹) อุณหภูมิ 25 ˚ซ และปริมาณสารลดแรงตึงผิวร้อยละ 0.1 โดยน้ำหนัก ซึ่งจะให้ประสิทธิภาพในการเกิดก๊าซแอมโมเนียร้อยละ 8.82 รวมถึงอันดับปฏิกิริยาและค่าคงที่ปฏิกิริยา (k) ที่ 0.51 และ 2.38 วินาที⁻¹ ตามลำดับ