แร่สังกะสีและแคดเมียม

แร่สังกะสี

ที่พบมากที่สุดคือ แร่สฟาเลอไรด์( ZnS ) เมื่อนำมาถลุงแล้วจะอยู่ในรูปของของเหลวไม่บริสุทธิ์ ในประเทศไทยพบแร่สังกะสีในหลายจังหวัด เช่น ลำปาง แพร่ แต่สาหรับที่ตากเป็นแร่สังกะสีชนิดซิลิเกต คาร์บอเนตและออกไซด์ ซึ่งจะมีลำดับวิธีการถลุงแร่แตกต่างกันออกไป

                       

การถลุงสังกะสี

     เริ่มจาก การนำแร่เปียกมาบดจนละเอียดแล้วให้ทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริก เกิดเป็นสารประกอบ ZnSO₄ ละลายอยู่ในสารละลาย ต่อจากนั้นปรับสภาพสารละลายให้เป็นกลางด้วยหินปูนหรือปูนขาวแล้วกรองเพื่อแยกกากแร่ออกจากสารละลาย กากแร่ที่กรองได้จะถูกปรับสภาพให้เป็นกลางด้วยปูนขาวแล้วส่งไปเก็บในบ่อเก็บกากแร่เพื่อนำไปถลุงแยกโลหะอื่นๆ

         ส่วน ZnSO₄ ส่วนสารละลายที่ยังไม่บริสุทธิ์ เนื่องจากมีเกลือของโลหะละลายอยู่ จึงต้องกำจัดไอออนเหล่านี้ออกโดยการเติมผงสังกะสีลงไป เพื่อให้โลหะไปรีดิวซ์ Cd²⁺  Sb³⁺ และ  Cu²⁺   

ที่อยู่ในสารละลายเกิดเป็นโลหะ Cd Sb และ Cu ตกตะกอนอยู่ที่ก้นภาชนะ ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเป็นดังนี้

Zn(s) + CdSO₄(aq)       →       ZnSO₄(aq) + Cd(s)

3Zn (s) + Sb₂(SO₄)₃(aq)      →     3ZnSO₄ (aq) + 2Sb(s)

Zn(s)+ CuSO₄(aq)       →         ZnSO₄ (aq) + Cu(s)

โลหะ Cd Sb และ Cu จะถูกแยกออกจากสารละลาย ZnSO₄ด้วยเครื่องกรองตะกอนแบบอัด ส่วนสารละลาย ZnSO₄ที่แยกสารปนเปื้อนออกแล้วซึ่งมีความบริสุทธิ์สูงมาก จะถูกส่งไปยังโรงแยกสารด้วยกระแสไฟฟ้าต่อไป

แผนผังสรุปขั้นตอนและสารเคมีที่เกี่ยวข้องเกี่ยวกับการถลุงสังกะสีจากแร่สฟาเลอไรต์

แผนผังสรุปขั้นตอนและสารเคมีที่เกี่ยวข้องกับการถลุงสังกะสีชนิดซิลิเกตและคาร์บอเนต

ปัจจุบันมีการใช้โลหะสังกะสีอย่างกว้างขวาง โดยใช้เป็นสารเคลือบเหล็กกล้า ใช้ผสมกับทองแดงเกิดเป็นทองเหลืองเพื่อใช้ขึ้นรูปหรือหล่อผลิตภัณฑ์ต่างๆ นอกจากนี้สารประกอบออกไซด์ของสังกะสียังนำมาใช้ในอุตสาหกรรมยาง สี เซรามิกส์ ยา เครื่องสำอาง และอาหารสัตว์

แคดเมียม

คือธาตุเคมีที่มีหมายเลขอะตอม 48 และสัญลักษณ์คือ Cd แคดเมียมเป็นโลหะทรานซิชั่นสีขาว-ฟ้า เป็นธาตุมีพิษ ในธรรมชาติพบอยู่ในแร่สังกะสี

คุณสมบัติทางกายภาพ

แคดเมียม เป็นโลหะหนัก มีสีขาว ฟ้า วาว มีลักษณะเนื้ออ่อน สามารถบิดโค้งงอได้และถูกตัดได้ง่ายด้วยมีด มักอยู่ในรูปแท่ง แผ่น เส้นลวด หรือเป็นผงเม็ดเล็กๆ ในอากาศที่มีความชื้นแคดเมียม จะถูกออกซิไดซ์ช้าๆ ให้แคดเมียมออกไซด์ ในธรรมชาติแคดเมียมมักจะอยู่รวมกับกำมะถันเป็นแคดเมียมซัลไฟด์ และ มักปนอยู่ในสินแร่สังกะสี ตะกั่ว หรือทองแดง

คุณสมบัติทางเคมี

สูตรเคมี Cd มีคุณสมบัติละลายได้ทั้งในกรดอินทรีย์ และกรดอนินทรีย์

- การแยกโลหะแคดเมียมทำได้โดยนำกากตะกอนมาบดให้ละเอียดแล้วละลายในกรดซัลฟิวริก ทำสารละลายให้เป็นกลางด้วยแคลเซียมคาร์บอเนต กรองเพื่อแยกตะกอนออกจากสารละลายแคดเมียม จากนั้นเติมผงสังกะสีลงในสารละลายจะได้แคดเมียมพรุนตกตะกอนออกมา กรองเพื่อแยกแคดเมียมพรุนที่ได้แล้วนำไปสกัดด้วยกรดซัลฟิวริกอีกครั้ง ต่อจากนั้นทำสารละลายให้เป็นกลางด้วยแคลเซียมคาร์บอเนต กรองและนำสารละลายที่ได้ไปแยกด้วยกระแสไฟฟ้า จะได้โลหะแคดเมียมเกาะที่แคโทด แล้วจึงนาไปหลอมและหล่อให้เป็นแท่งต่อไป

-โลหะแคดเมียมใช้เป็นวัตถุดิบ→ในอุตสาหกรรมการผลิต เซลล์นิกเกิล-แคดเมียม ทาสีในอุตสาหกรรมพลาสติก เซรามิกส์ ทำโลหะผสม และใช้โลหะแคดเมียมเคลือบเหล็กกล้า ทองแดง และโลหะอื่นๆเพื่อป้องกันการผุกร่อน