กระเบื้องแสงรุ้งกลาสโมเสค
Pakarung - Think Ceramic Think Pakarung
ซิเบลโก้ มิเนอร์รัลส์ จัดหาแร่คุณภาพสำหรับอุุตสาหกรรมเซรามิคส์
Ferro
Keramat
MS Industrial Supplies
Ceramics R Us
การลอยแร่เฟลด์สปาร์

การลอยแร่เฟลด์สปาร์ ( Feldspar Flotation )
ดร. คชินท์ สายอินทวงศ์

แร่ลอยเฟลด์สปาร์นั้นจะใช้ประโยชน์ในอุตสาหกรรมเซรามิกส์สำหรับการผลิตสีเคลือบของ สุขภัณฑ์, ถ้วยชาม และ กระเบื้องเซรามิกส์ ใช้ในการผลิตแก้วที่ต้องการความบริสุทธิ์สูง เนื่องจากแร่ลอยเฟลด์สปาร์ มาจากกระบวนการคัดแยกแร่ที่เป็นมลทินต่าง ๆ ออกไปอย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้ได้แร่ที่มีความบริสุทธิ์ มีขนาดพอเหมาะสำหรับการผลิตสีเคลือบ

การลอยแร่เฟลด์สปาร์ในประเทศไทยนั้นมีทั้งแร่ลอยของโปแตสเซี่ยมเฟลด์สปาร์,โซเดียมเฟลด์สปาร์ และแร่กะเทยที่มีปนกันทั้ง โปแตสเซี่ยม และโซเดียม เหมืองที่มี plant สำหรับการลอยแร่ ได้แก่ บริษัทอรรฐนี ที่จังหวัดตาก และบริษัทเดอะสปาร์ไมนิ่ง ที่ อ. สวนผึ้ง จ. ราชบุรี

แร่เฟลด์สปาร์ที่มาจากเหมือง เป็นแร่ที่ได้จากสายแร่ pegmatite แร่ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาตินั้น มีทั้งแร่ที่เป็นโซเดียมเฟลด์สปาร์ และโปแตสเซี่ยมเฟลด์สปาร์ เกิดปะปนกันอยู่ มีทั้งที่แยกเป็นส่วนชัดเจน และที่เกิดร่วมกัน รวมทั้งแร่ควอร์ท ( Quartz ) นอกจากนี้ยังมี impurities อื่น ๆ ที่เป็นแร่ที่ไม่ต้องการปะปนมาด้วย ได้แก่ แร่ muscovite, biotite, garnet และแร่อื่น ๆ ที่มีเหล็กเป็นส่วนผสม




ขบวนการลอยแร่ ( Flotation Process )

การลอยแร่ คือ ขบวนการที่จะคัดแยกแร่ที่เราต้องการออกจาก impurities ต่าง ๆ ที่ปนอยู่ในสายแร่ โดยการทำให้แร่มีคุณสมบัติไม่เปียกน้ำ เกาะติดฟองอากาศขึ้นมา แร่ที่ติดฟองอากาศขึ้นมาเหล่านี้อาจเป็นแร่ที่ต้องการ หรือไม่ต้องการก็ได้ cell ลอยแร่ จึงต้องมีการกวนให้แร่ลอยตัวอยู่ในน้ำ มีที่ทำให้เกิดฟองอากาศ และมีที่ปาดแร่ที่ลอยขึ้นมาออก การจะทำให้แร่ชนิดใดไม่เปียกน้ำ เกาะติดฟองอากาศขึ้นมา หรือให้แร่เปียกน้ำ ไม่เกาะติดฟองอากาศ เราอาจใช้น้ำยาเคมีไปทำปฏิกิริยาเคลือบผิวของแร่นั้น ไว้ตามแต่จะต้องการ

สารเคมีที่ใช้ในการลอยแร่มีหลายอย่างด้วยกัน คือ

    Collector เป็นสารเคมีที่ช่วยจับแร่ที่ต้องการให้ติดฟองอากาศลอยขึ้นมา
    Depressant เป็นสารเคมีที่ช่วยกดแร่ที่ไม่ต้องการให้จมลง
    Frother เป็นสารเคมีที่ช่วยทำให้เกิดฟองอากาศ
    Regulator ช่วยปรับ pH ให้กับผิวของแร การลอยแร่เฟลด์สปาร์นั้นจะทำเป็นสองขั้นตอน ขั้นตอนแรกเป็นการลอยแร่เพื่อคัดแยกแร่ที่เป็นมลทินออกให้เหลือเฉพาะเฟลด์สปาร์ และควอร์ทที่สะอาด จากนั้นจึงลอยครั้งที่สอง เพื่อแยกแร่เฟลด์สปาร์ และควอร์ทออกจากกัน

    โดยกระบวนการลอยแร่เฟลด์สปาร์มี ดังนี้

    รูปภาพ Jaw crusher
    1. นำแร่เฟลด์สปาร์ ที่ได้จากการระเบิด เหมือง มาเก็บไว้ที่กองแร่
    2. นำแร่เข้าเครื่อง Jaw crusher เพื่อบดย่อย แร่ขนาดใหญ่ให้มีขนาดเล็กลง ให้มีขนาดประมาณ 5 mm. แร่ที่ผ่านเครื่อง Jaw crusher จะมีตะแกรงสั่น ( Vibrating sieve ) เพื่อคัดขนาดของแร่ โดยส่วนที่ยังเป็น Oversize จะถูกลำเลียงกลับไปบดย่อยใหม่
    3. แร่ที่บดได้ขนาดแล้วจะถูกลำเลียงโดยใช้สายพาน ในขั้นตอนนี้จะมี แม่เหล็กถาวรคอยดักจับเศษเหล็กที่ปนมากับแร่บด ก่อนจะลำเลียงไปเก็บไว้ใน Hopper
    4. แร่ที่เก็บไว้ใน Hopper จะถูกลำเลียงโดยสายพาน ไปยัง Ball mill เพื่อบดย่อยแร่ให้มีขนาดละเอียดต่ำกว่า 60 mesh การบดด้วย Ball mill ในขั้นตอนนี้ มักจะบดด้วยวิธี wet process คือบดไปพร้อมกับน้ำเพื่อให้ประสิทธิภาพในการบดที่ดี
    5. หลังจากที่บดจนได้ความละเอียดตามที่ต้องการแล้วก็จะถ่ายน้ำ slip ( feldspar ) ออกมาผ่านเกลียว ( screwfeed ) เพื่อคัดขนาดเอาแร่ที่ยังไม่ได้ขนาดกลับเข้ามาบดใหม่ ส่วนแร่ที่ได้ขนาดแล้วจะผ่านเข้ากรวยแยกน้ำ เพื่อแยกเอาน้ำ และ แร่ที่ละเอียดเกินไป ทิ้งไป นำแร่ที่ได้ขนาดมารวมเข้าไว้ในถังกวน
    รูปภาพ Screw feeder
    6. ในถังกวนจะใส่กรด ซัลฟุริก ( H2SO4 ) เพื่อปรับสภาพความเป็นกรด-ด่าง และเติมสารปรับผิวพวก Amine และ Petroleum Sulfonate
    7. นำน้ำแร่ที่เติมสารเคมีแล้วผ่านไปยัง Cell ลอยแร่ ชุดที่ 1 เพื่อลอยขจัดแร่ที่เป็นมลทินออก แร่มลทินในที่นี้ได้แก่ mica , garnet และ oxide ของเหล็ก
    8. ผ่านเกลียวคัดขนาด เพื่อขจัดน้ำทิ้ง และขัดผิวล้างสารเคมีที่ติดอยู่ที่ผิวออก
    9. นำเข้าไปบรรจุไว้ในถังกวนอีกถัง เพื่อปรับสภาพความเป็นกรด-ด่างด้วย HF acid และเติมน้ำยาลอยแร่พวก Amine อีกครั้ง
    10. ผ่าน Cell ลอยแร่ ชุดที่ 2 เพื่อลอยเอาแร่เฟลด์สปาร์ออก โดยให้แร่ Quartz จมไปกับน้ำสำหรับแร่เฟลด์สปาร์ ที่ยังหลงเหลือเก็บได้ไม่หมดจะใช้ Cell ลอยแร่อีกชุดหนึ่ง ( ชุดที่ 3 ) เป็นตัวดักไว้
    11. แร่เฟลด์สปาร์ที่ลอยได้ จะไหลลงบ่อกรอง เพื่อแยกน้ำที่ยังปะปนอยู่ ให้ลดลง เช่นเดียวกับแร่ Quartz ก็จะถูกนำไปยังบ่อกรองอีกบ่อ เพื่อแยกน้ำเช่นกัน จากบ่อกรอง ทั้งคู่ก็จะถูกสูบไปกองไว้แยกกันตากไว้แห้ง
    12. เมื่อแร่แห้งพอสมควรแล้ว ก็จะถูกลำเลียงไปยังเตาย่างแร่ แบบหมุน เพื่อทำให้แร่เฟลด์สปาร์และQuartz แห้งสนิทเมื่อผ่านเตาย่างแร่แล้วจะมีเครื่องแยกเหล็กคอยดักเหล็กที่เป็นมลทินออกเป็นครั้งสุดท้าย ก่อนการบรรจุถุงเพื่อจัดจำหน่ายต่อไป

    ในการลอยแร่ แร่ส่วนที่ต้องเสียไป ในชั้นแรก คือแร่ละเอียด ขนาดเล็กกว่า250 mesh ที่เกิดจาการบดย่อยแร่ ให้มีขนาดเล็กกว่า 60 mesh ใน Ball mill แร่ละเอียดส่วนนี้จะถูกคัดทิ้งที่กรวยแยกน้ำ ปริมาณที่ต้องเสียไปอยู่ประมาณ 20 % ของปริมาณแร่ที่ป้อนทั้งหมด ในการลอยแร่นั้น เนื้อแร่เฟลด์สปาร์ส่วนหนึ่งจะติดออกไปกับแร่ที่เป็นมลทิน และอีกส่วนหนึ่งจะลอยขึ้นไปได้ไม่หมด ทำให้ติดออกไปกับ Quartz ในส่วนนี้ก็เป็นอีกส่วนหนึ่งที่เกิด loss ของ แร่เฟลด์สปาร์

    น้ำที่เกิดจาการลอยแร่นั้น ต้องได้รับการบำบัดที่ดีก่อนปล่อยออกนอกโรงงาน เนื่องจากในน้ำนั้นมีทั้งกรดต่าง ๆ และสารเคมี

    ส่วน Quartz ที่ได้จากการแยกมาจากแร่เฟลด์สปาร์นั้นก็ถือได้ว่ามีความบริสุทธิ์พอสมควรแม้ว่าจะยังมีแร่เฟลด์สปาร์ปะปนอยู่บ้าง สามารถนำไปใช้ในกระบวนการผลิตสีเคลือบของสุขภัณฑ์, ถ้วยชาม และกระเบื้องเซรามิก ( ปูพื้น ) ได้เช่นกัน นอกจากนี้โรงงานผลิต Frit เล็กๆ อาจจะนำเอา Quartz เหล่านี้ไปเป็นวัตถุดิบได้ แต่เนื่องจากกำลังการผลิตมีไม่มากนัก จึงไม่ใช่เป็นแหล่งแร่ Quartz ที่สำคัญสำหรับอุตสาหกรรมเซรามิก

    ประโยชน์ของการใช้แร่ลอยเฟลด์สปาร์

    1. การที่สามารถควบคุม Impurities ในผงแร่ที่ผลิตได้จึงเหมาะที่จะใช้สำหรับการผลิตสีเคลือบ ซึ่งนอกจาก Impurities จะน้อยแล้ว การที่ได้แร่ผงที่มีความละเอียดต่ำกว่า 60 mesh ทำให้สามารถลดเวลาในการบดสีเคลือบลงไปได้อย่างมาก ทำให้ผู้ผลิตที่เลือกใช้แร่ลอยสามารถบดสีเคลือบได้เร็วขึ้น, ลดอัตราการสิ้นเปลืองลูกบดใน Ball mill.
    2. ควบคุมคุณภาพของสีเคลือบที่ผลิตได้ทั้งในด้านความละเอียดของสีเคลือบซึ่งจะทำให้ผิวหน้า (texture)ของผิวเคลือบหลังเผามีความสม่ำเสมอ, ลดความแตกต่างของเฉดสีในแต่ละ batch ของสีเคลือบที่ผลิต ซึ่งจะทำให้คุณภาพของผลิตภัณฑ์สม่ำเสมอ
    3. การกำจัดผงเหล็กในกระบวนการผลิตทำให้ผงแร่ลอยมีปริมาณเหล็กน้อยมากซึ่งการใช้แร่ลอยในสีเคลือบจะช่วยลดปัญหาจุดเหล็กที่เกิดขึ้นบนผิวเคลือบ, จุดขาวที่เกิดขึ้นบนสีเคลือบที่มีสีเซรามิกที่มีองค์ประกอบของ Cr-Sn เป็นหลัก
    4. สามารถควบคุม %Alkali ในแร่ผงได้ตามความต้องการของผู้ใช้งาน