ลักษณะเชิงปริมาณและคุณภาพของโลหะหนักในปูนซีเมนต์ที่เกิดจากกระบวนการเผาร่วมกับกากอุตสาหกรรม

Abstract

การวิจัยครั้งนี้ ได้ทำการศึกษาลักษณะเชิงปริมาณและคุณภาพของโลหะหนักในปูนซีเมนต์ที่เกิดจากกระบวนการเผาร่วมกับกากอุตสาหกรรม โดยเป็นการศึกษาในช่วงก่อนเกิดปฏิกิริยาไฮเดรชัน ตัวอย่างที่ใช้ในการศึกษานำมาจากโรงงานผลิตปูนซีเมนต์ที่มีการใช้กากอุตสาหกรรมร่วมในกระบวนการผลิต โดยมีการเก็บตัวอย่างเป็นแบบแบตช์ครอบคลุมกระบวนการผลิตทั้งหมดตั้งแต่วัตถุดิบที่เข้าสู่ระบบตลอดจนผลิตภัณฑ์ซีเมนต์ที่ออกจากระบบซึ่งได้แก่ ปูนเม็ดและฝุ่นปูน เพื่อศึกษาความสัมพันธ์ของชนิด ปริมาณ และที่มาของ โลหะหนัก รวมทั้งสมดุลมวลที่เข้าและออกจากระบบการผลิตซีเมนต์ เครื่องมือที่ใช้สำหรับวิเคราะห์ลักษณะ เชิงคุณภาพในปูนเม็ดและฝุ่นปูน ได้แก่ XRD (X-Ray Diffraction Spectrometer) FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscope) และ SEM (Scanning Electron Microscope) ส่วนวิธีที่ใช้สำหรับวิเคราะห์ลักษณะ เชิงปริมาณ ได้แก่ วิธีการสกัดแยกองค์ประกอบทางเคมี (Sequential Extraction) ผลการวิจัยพบว่า การเปลี่ยนแปลงของปริมาณโลหะที่สูงขึ้นในวัตถุดิบที่เข้าสู่ระบบการผลิตซีเมนต์ มีความสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงปริมาณโลหะหนักที่สูงขึ้นในสารประกอบของปูนเม็ดและฝุ่นปูน โดยวัตถุดิบหลักและวัตถุดิบทดแทนเป็นที่มาของโลหะหนักที่สำคัญ เนื่องจากมีส่วนผสมของกากอุตสาหกรรม เช่น เถ้าลอย เถ้าหนัก และคะตะลิสต์เป็นส่วนประกอบ สำหรับผลการวิเคราะห์ลักษณะองค์ประกอบทางเคมีด้วยวิธีการสกัดแยกองค์ประกอบ พบว่าโลหะ หนักที่มีอยู่ในปูนเม็ด มีการกระจายตัวอยู่ในรูปสารประกอบโลหะหนักหลายชนิด เช่น โลหะออกไซด์ โลหะ คาร์บอเนต โลหะกับเหล็กและแมงกานีสออกไซด์ โลหะซัลไฟด์ และอื่นๆ แต่พบว่าสารประกอบโลหะหนัก ส่วนใหญ่อยู่ในรูปที่ค่อนข้างมีความเสถียร (มากกว่าร้อยละ 60 ของสารประกอบทั้งหมด) จึงมีโอกาสชะละลายออกสู่สิ่งแวดล้อมได้น้อย ส่วนแบเรียม โครเมียม ซีลีเนียม และสตรอนเชียม พบในรูปที่มีความเสถียรต่ำอาจมีการชะละลายออกสู่สิ่งแวดล้อมได้ง่าย จึงเป็นโลหะที่ต้องระมัดระวังในการควบคุมไม่ให้มีปริมาณ ของโลหะเหล่านี้สูงเกินไปในระบบ และจากการตรวจสอบสารประกอบโลหะในปูนเม็ดและฝุ่นปูนด้วยเครื่อง XRD และ FTIR พบว่ามีสารประกอบในรูปของโลหะกับแมงกานีสออกไซด์มากที่สุด และโลหะที่พบ ได้สารประกอบทั่วไปคือ ทองแดง โครเมียม สตรอนเชียม วาเนเดียม และซีลีเนียม