Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การปรับปรุงคุณภาพฟอสโฟยิปซัมเพื่อใช้ประโยชน์ในอุตสาหกรรม

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

QUALITY IMPROVEMENT OF PHOSPHOGYPSUM FOR INDUSTRIAL UTILIZATION

Year (A.D.)

2013

Document Type

Thesis

First Advisor

ภิญโญ มีชำนะ

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมทรัพยากรธรณี

DOI

10.58837/CHULA.THE.2013.1252

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) จึงทำให้การลดปริมาณรังสีด้วยวิธีการทางเคมีในการทดลองนี้ไม่ประสบความสำเร็จดังนั้นจากการศึกษานี้ จึงแนะนำ ควรมีการใช้ปฏิกิริยาทางเคมีที่สภาวะรุนแรงเพื่อทำลายพันธะระหว่างธาตุกัมมันตรังสีออกจากแคลเซียมซัลเฟต หรือควรเติมแบเรียมซัลเฟตในสารละลาย เพื่อตกตะกอนเรเดียมให้อยู่ในรูป แบเรียมเรเดียมซัลเฟต เพื่อลดการปลดปล่อยรังสีตั้งแต่กระบวนการผลิตกรดฟอสโฟริก

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

Phosphogypsum (PG) is the by-product derived from wet phosphoric acid process fertilizer production using phosphate rock as a raw material. National Fertilizer Public Company (NFC) in Rayong produces this by product, however, the product is still now classified as waste. High radioactive emission of the product has been found and this prohibits the use of PG in industry. Physical processing methods using wet screening, gravity separation (using shaking table) and wet high-intensity magnetic separation have been tried to separate the radioactive impurities in PG. However, the separation can reduce radioactivity of the product but the radioactive emission is still high (according to USEPA standard) to be allowed for use in other industry.Chemical processing is selected in order to reduce radioactivity by leaching PG with acid and alkaline solutions, but it is still not so successful. Radioactive elements are still in calcium sulfate dihydrate due to U4+ can substitute Ca2+ in calcium sulfate by isomorphous ion substitution. Strongly chemical reaction of the process is recommended to breakdown the chemical bond between U4+ and Ca2+. Barium sulfate should also be added to the solution to co-precipitate barium radium sulfate during the production process by wet phosphoric acid.

Link to Full Text

Share

COinS