|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| หินผุ (Pottery Stone) | |
|
หินผุ (Pottery Stone)
ดร. คชินท์ สายอินทวงศ์
หินผุเป็นวัตถุดิบชนิดหนึ่งที่พบในแหล่งที่มีหินภูเขาไฟ หินแกรนิต เฟลดสปาร์ หรือในแหล่งดินขาว ซึ่งจากแหล่งที่พบจะมีวัตถุดิบอยู่ 4 ลักษณะคือ
1. ดินขาว ได้แก่วัตถุดิบที่มีลักษณะเป็นผงดินสีขาว
2. หินผุ ได้แก่วัตถุดิบที่มีลักษณะเป็นหินสีขาว มีความแข็งน้อย
3. หินสด ได้แก่วัตถุดิบที่มีลักษณะเป็นหินสีขาวที่มีความแข็งมากกว่าหินผุ
4. หินแข็งชนิดต่างๆ เช่นหินเขี้ยวหนุมาน ทราย และเฟลดสปาร์
ลักษณะของดินขาว หินผุ และหินสด ที่รวมกันอยู่นี้ ในภาษาญี่ปุ่นเรียกว่า โทเซกิ (Tosiki) ซึ่งตรงกับคำว่า ไชนาสโตน (China Stone) หินพอตเตอรี (Pottery Stone) หรือ หินพอร์สเลน (Porcelain Stone) หรือ คอร์นิชสโตน (Cornish Stone) หินผุนี้เกิดจากสายน้ำร้อนที่ดันตัวผ่านหินต้นกำเนิด (Mother Rock) จนหินต้นกำเนิดนั้น กลายสภาพเป็นไชนาสโตน ควอร์ตซ (China Stone Quartz) ซึ่งโดยปกติ โครงสร้างทางแร่ของหินผุ จะประกอบด้วยควอร์ตซ และ ไมกา (White Mica ; K2O . 3Al2O3 . 6SiO2 . H2O) เป็นหลัก ควอร์ตซจะทนไฟสูง ไม่มีความเหนียว และไม่มีความสามารถในการหลอม ส่วนไมกาจะมีสมบัติคล้ายดินขาว คือมีความเหนียว ทำให้สภาพการไหลตัวดีขึ้น และมีความสามารถในการหลอมตัวเหมือนหินฟันม้า จึงใช้ทำเนื้อเซรามิกส์พอร์สเลนได้ โดยไม่ต้องผสมวัตถุดิบตัวอื่น
การเกิดหินผุ มี 2 ลักษณะคือ
1. เกิดจากหินต้นกำเนิดที่เป็นหินหนืดที่แทรกดันตัวผ่านหินท้องที่ (Country Rock หรือ Wall Rock) ขึ้นสู่ผิวโลก แล้วเกิดการเปลี่ยนแปลงภายในด้วยตนเองจนกลายเป็นหินผุ จะสังเกตเห็นว่า หินท้องที่จะมีลักษณะแตกต่างหรือเป็นคนละประเภทกับหินต้นกำเนิด
2. เกิดจากหินหนืดที่ถูกดันตัวและเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง โดยการพัดพาของน้ำร้อน จนกลายเป็นหินต้นกำเนิดที่เป็นหินผุ (หินท้องที่มักเป็นหินภูเขาไฟ หรือหินขี้เถ้าภูเขาไฟ) การเกิดประเภทนี้ หินท้องที่และหินต้นกำเนิดจะเป็นหินประเภทเดียวกัน และมักจะจับตัวกันเป็นพื้นที่กว้าง
3. เกิดจากหินภูเขาไฟที่ประกอบไปด้วยหินภูเขาไฟที่มีส่วนประกอบเป็นชนิดบะซอลต์ไปจนถึงชนิดไรโอไลต์ พบว่าช่วงแรกของการเกิดภูเขาไฟจะให้หินบะซอลท์ หินบะซอลท์แอนดีไซต์ และหินแอนดีไซท์และต่อมาเป็นการระเบิดของภูเขาไฟชนิดไรโอไลต์ เกิดการระเบิดอย่างรุนแรง ทำให้เกิดการสะสมของชั้นตะกอนภูเขาไฟ เป็นชั้นหนาและเกิดการแผ่กระจายตามพื้นที่และมีชั้นหินแก้วภูเขาไฟเกิดเป็นชั้นหนาวางตัวอยู่ล่างและอยู่บนชั้นตะกอนภูเขาไฟ ส่วนชั้นบนสุดจะเป็นชั้นของหินไรโอไลต์ ซึ่งเกิดจากลาวาไหลปกคลุมชั้นหินทั้งหมด และหลังจากนั้นเกิดการไหลของหินบะซอลท์ปกคลุมพื้นที่ราบรอบเทือกเขา
ในอุตสาหกรรมเซรามิกส์นิยมใช้หินผุ ในการทำน้ำเคลือบ และเนื้อดินเซรามิกส์ ซึ่งหินผุจัดเป็นหินแกรนิตชนิดหนึ่ง ประกอบด้วยแร่ธาตุต่าง ๆ คือ หินฟันม้า ควอร์ตซ ดินขาว และไมกา การแบ่งชนิดของหินผุ จะใช้ปริมาณของหินฟันม้า ที่มีอยู่ในหินผุเป็นเกณฑ์ โดยแบ่งเป็น 4 ชนิดคือ
1. ฮาร์ด เพอร์เพิล (Hard Purple) เป็นชนิดที่มีหินฟันม้าสูงที่สุด หลอมตัวดีที่สุด มีราคาสูง
2. ไมด์ เพอร์เพิล (Mild Purple) มีหินฟันม้าน้อยกว่าชนิดแรก มีดินขาวมากขึ้น จุดหลอมตัวสูงขึ้น
3. ดรายไวต์ (Dry White) มีหินฟันม้า และมีดินขาวสูง จุดหลอมตัวสูง เนื้อแร่อ่อนกว่าชนิดฮาร์ด เพอร์เพิล และไมด์ เพอร์เพิล มีฟลูออไรด์ (Fluoride) ต่ำมาก
4. บัฟฟ์สโตน (Buff Stone) เนื้อแร่มีสีเหลืองอ่อน เนื่องจากมีสารประกอบของเหล็ก จึงไม่เหมาะกับผลิตภัณฑ์ที่ต้องการความขาว
ความแตกต่างระหว่างเกรดต่าง ๆ คือ ปริมาณดินขาว หินฟันม้า จุดหลอมตัว และความแข็ง ถ้ามีดินขาวปริมาณมาก หินฟันม้าน้อย จุดหลอมตัวจะสูง ความแข็งต่ำ คุณภาพจะด้อยกว่า
ตารางปริมาณองค์ประกอบในโครงสร้างทางแร่ของหินผุ
| ชนิดของหินผุ |
องค์ประกอบในโครงสร้างทางแร่ |
| ควอร์ตซ |
ไฮโดรรัสมิกส |
ดินขาว |
หินฟันม้า |
แร่อื่น ๆ |
| Hard Purple |
30.1 |
21.2 |
0.3 |
45 |
4 |
| Mild Purple |
28.2 |
23.5 |
2.7 |
41 |
5 |
| Dry Whit |
36.4 |
26 |
5.8 |
25 |
3 |
| Buff Stone |
26.4 |
32.7 |
5.8 |
30 |
5 |
หมายเหตุ :
แร่อื่น ๆ หมายถึงฟลูออไรด์ อะพาไตต์ โปแตส รูไทล์ และทัวร์มาลีน โดยมากแล้วพบแร่เหล่านี้ทุกตัวปนอยู่เล็กน้อย
เนื่องจากหินผุไม่ได้หมายถึงแร่ใดแร่หนึ่งโดยเฉพาะ แต่หมายถึงส่วนผสมที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันของแร่ต่าง ๆ ที่ได้กล่าวมาแล้ว ผลวิเคราะห์ทางเคมีของหินผุ ไว้ดังต่อไปนี้
ซิลิกอนไดออกไซด์ (SiO2) ร้อยละ 71.10
อลูมิเนียมออกไซด์ (Al2O3) ร้อยละ 16.82
เฟอร์ริกออกไซด์ (Fe2O3) ร้อยละ 0.16
แคลเซียมออกไซด์ (CaO) ร้อยละ 1.60
แมกนีเซียมออกไซด์ (MgO) ร้อยละ 0.05
โปแตสเซียมออกไซด์ (K2O) ร้อยละ 6.57
โซเดียมออกไซด์ (Na2O) ร้อยละ 2.29
แคลเซียมฟลูออไรด์ (CaF2) ร้อยละ 0.50
Loss of ignition (LOI.) ร้อยละ 1.25
หรือแสดงในรูปสูตรเอ็มไพริคัล (Empirical Formula) ได้ดังนี้
0.200 CaO 1.171 Al2O3 8.450 SiO2
0.492 K2O 0.007 Fe2O3
0.257 Na2O
0.007 MgO
0.042 CaF2
สำหรับประเทศไทยพบหินผุอยู่หลายแหล่ง แต่แหล่งที่นิยมนำมาใช้ในอุตสาหกรรมเซรามิกส์ ได้แก่ที่จังหวัดลำปาง ลพบุรี กาญจนบุรีและเพชรบุรี มีชื่อทางการค้าว่า พอตเตอรีสโตน (Pottery Stone) โดยมีลักษณะเด่นดังต่อไปนี้
1. มี ไพไรต์ปริมาณต่ำมาก (Pyrite; Iron Sulphate ; FeS2) ซึ่งไพไรต์เป็นตัวทำให้เกิดตำหนิสีดำ
2. มีลักษณะเด่นของโครงสร้างทางแร่ดังนี้
2.1 ในส่วนที่อ่อนจะมีควอร์ตซ และไมกาเป็นส่วนประกอบหลัก มีดินขาวเพียงเล็กน้อย
2.2 ในส่วนที่แข็งมักจะมีหินฟันม้าปนอยู่ และเป็นหินฟันม้าชนิดโซดา เป็นส่วนใหญ่
2.3 บางครั้งจะพบว่ามีมอนท์มอริลโลไนต์ ปนอยู่ด้วย
3. ส่วนที่อ่อนสามารถบดเปียกได้ง่าย หรือสามารถทำให้ละเอียดได้ด้วยเครื่องกวนน้ำดินกำลังสูง
4. จะมีเฟอร์ริกออกไซด์ (Fe2O3) ปนอยู่ประมาณร้อยละ 0.5
5. หลังจากบดด้วยหม้อบด (Ball Mill) สามารถนำมาทำเนื้อดินเซรามิกส์ สำหรับอุตสาหกรรมกระเบื้องปูพื้นและบุผนังที่ไม่ต้องการความขาวของเนื้อดินมากนัก
6. ในโครงสร้างทางแร่ของเนื้อผลิตภัณฑ์พอร์สเลนที่ทำจากหินผุ ของลพบุรี มากกว่าร้อยละ 90 จะพบผลึกเล็ก ๆ ของมัลไลต์ ที่มีขนาดประมาณ 1 - 2 ไมโครเมตรมากมาย
| องค์ประกอบทางเคมี(%) |
ลำปาง |
ลพบุรี |
| SiO2 |
76.61 |
75.88 |
| Al2O3 |
13.09 |
11.69 |
| Fe2O3 |
0.35 |
0.81 |
| MgO |
0.01 |
<0.01 |
| CaO |
0.15 |
0.20 |
| Na2O |
5.20 |
3.67 |
| K2O |
1.59 |
4.74 |
| TiO2 |
0.05 |
0.13 |
| P2O5 |
<0.01 |
<0.01 |
| MnO2 |
0.02 |
0.01 |
| Cr2O5 |
0.01 |
<0.01 |
| LOI |
3.92 |
3.67 |
หินผุมีจุดหลอมละลายประมาณ 1,150 - 1,300 องศาเซลเซียส ในเนื้อดินเซรามิกส์และน้ำเคลือบจะทำหน้าที่เป็นตัวลดจุดหลอมละลายเช่นเดียวกับ หินฟันม้า แต่หินผุจะหลอมตัวได้น้อยกว่า และมีโอกาสทำให้ผลิตภัณฑ์บิดเบี้ยวต่ำกว่า จึงนิยมใช้หินผุร่วมกับหินฟันม้า ทั้งในน้ำเคลือบและเนื้อเซรามิกส์ เพราะหินผุเป็นแร่ที่ให้ ซิลิกา อลูมินา และโปแตส ในอัตราส่วนที่เหมาะสมเพื่อให้เกิดแก้วคุณภาพดี และช่วยหลอมละลายสารอื่น ๆ ช่วยเพิ่มความหนาแน่นและทำให้ความแข็งแรงหลังเผาสูงขึ้น
ข้อดีในการใช้หินผุ
1. เป็นตัวช่วยลดจุดหลอมตัวของเนื้อดิน ทำให้สามารถใช้อุณหภูมิในการเผาต่ำลงได้
2. เนื่องจากหินผุจะมีความแข็งน้อยกว่าเฟลดสปาร์ ดังนั้นจึงช่วยลดเวลาในการบดลง จึงช่วยลดพลังงานในการบดเนื้อดินลงด้วย
3. หินผุจะมีราคาที่ถูกกว่าเฟลดสปาร์อยู่มาก ดังนั้นจึงช่วยลดต้นทุนในการผลิตลงได้มาก
การใช้ประโยชน์หินผุในอุตสาหกรรม
อุตสาหกรรมเซรามิก
วัตถุประสงค์ในการใช้งานหินผุในอุตสาหกรรมเซรามิกนั้นเพื่อเป็นตัวช่วยลดจุดหลอมตัว (Flux) ในเนื้อดินและในสีเคลือบ ในอุตสาหกรรมกระเบื้องเซรามิก ลูกถ้วยไฟฟ้า ถ้วยชาม วัสดุทนไฟ
อุตสาหกรรมเกษตร
ใช้สำหรับเติมลงไปในปุ๋ย ตัวช่วยทำความสะอาดบ่อปลา
|
|
|
|
|
|
|
