ค้นหาบล็อกนี้

วันพุธที่ 2 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2554

แร่อโลหะ

        แร่อโลหะ
แร่ประกอบหินบางชนิด เช่น เฟลด์สปาร์ แคลไซต์ กราไฟต์ ทรายแก้ว ฟอสเฟต ฟลูออไรต์ แบบไรต์ เกลือหิน โปแตชและยิปซัม ตลอดจนแร่รัตนชาติ แร่เชื้อเพลิง ถือเป็นแร่อโลหะที่มีคุณค่าทางเศรษฐกิจและอุตสาหกรรม
       แคลไซต์และยิปซัม
1. แคลไซต์มีองค์ประกอบเป็นแคลเซียมคาร์บอเนต และเป็นส่วนประกอบที่สำคัญของหินปูนและหินอ่อน หินปูนใช้ทำปูนซีเมนต์ ปูนขาว หินก่อสร้าง หินอ่อนใช้เป็นวัสดุก่อสร้างและเครื่องตกแต่งอาคาร
วิธีการผลิตปูนขาวจากหินปูน ศึกษาสมการเคมีต่อไปนี้
แคลเซียมคาร์บอเนต เผา แคลเซียมออกไซด์ + ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
(หินปูน) (ปูนขาว) (ออกไซด์ของคาร์บอน)แคลเซียมออกไซด์ + น้ำ แคลเซียมไฮดรอกไซด์ (น้ำปูนใส)
- ปฏิกิริยาแสดงการผลิตปูนขาวนี้ ไม่จัดเป็นการถลุงแคลเซียมออกไซด์
- ดินที่มีความเป็นกรดมากเกินไป แก้ไขได้โดยการเติมปูนขาว
- การทดสอบว่าหินปูนและหินอ่อนเป็นเกลือคาร์บอเนต ทำได้โดยการหยดกรดไฮโดรคลอริกจะเกิดฟองฟู เนื่องจากกรดทำปฏิกิริยากับแคลเซียมคาร์บอเนตให้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

แคลไซต์

2. แร่ยิปซัมหรือเรียกว่า เกลือจืด มีแคลเซียมซัลเฟตเป็นองค์ประกอบ ใช้ทำปูนซีเมนต์
ปูนปลาสเตอร์ แผ่นยิปซัมบอร์ด ชอล์ก ปุ๋ย และใช้ผสมเต้าหู้ถั่วเหลืองทำให้แข็งตัว
                                        แร่ยิปซัม  ชนิด  Satin  Spar
                                              แร่ ยิปซัม  ชนิด  Alabaster 
แร่ยิปซัม
สมบัติของแคลเซียมซัลเฟต
แคลเซียมซัลเฟต + น้ำ ยิปซัม
ยิปซัม + ความร้อน + น้ำ ปูนปลาสเตอร์
เมื่อเผายิปซัมจะได้ปูนปลาสเตอร์ ซึ่งประกอบด้วยแคลเซียมซัลเฟตที่ยังมีน้ำผลึกเหลืออยู่ประมาณ 1 ใน 4 ส่วน ของน้ำผลึกที่มีแต่เดิม


โลหะและโลหะผสม

        โลหะและโลหะผสม
การนำโลหะมาใช้ประโยชน์ต้องอาศัยสมบัติเฉพาะตัว ทั้งทางกายภาพและทางเคมีของโลหะแต่ละชนิดเพื่อจะช่วยให้เกิดประโยชน์ได้มากที่สุด
ตาราง สมบัติต่าง ๆ ของโลหะ
โลหะ
จุดหลอมเหลว
(0C)
จุดเดือด
(0C)
ความหนาแน่น
(g/cm3)
การนำความร้อน
(หน่วย)
การนำไฟฟ้า
(หน่วย)
ทองแดง
ตะกั่ว
สังกะสี
ดีบุก
เงิน
เหล็ก
ทองคำ
อะลูมิเนียม
1083
327
419
232
961
1540
1063
660
2600
1740
906
2270
2210
3000
2970
5450
9.0
11.4
7.1
7.3
10.5
7.9
19.3
2.7
390
37
112
63
418
78
310
190
57.9
4.8
16.0
8.5
60.0
9.6
45.0
36.6
การศึกษาสมบัติเฉพาะตัวของโลหะ ทำให้เราสามารถนำโลหะไปเปลี่ยนรูป หรือแปรรูป อาจทำได้หลายวิธี เช่น การหล่อแบบ การดึงหรืออัดให้เป็นเส้นหรือแท่ง การทุบหรือการรีดเป็นแผ่นบาง ๆ
โลหะที่ใช้ในชีวิตประจำวัน ส่วนใหญ่มักจะอยู่ในรูปของ โลหะผสม ซึ่งสารละลายระหว่างของแข็งกับของแข็ง
ตาราง ส่วนประกอบของโลหะผสมบางชนิด
โลหะผสม
ส่วนประกอบ
ประโยชน์
ทองเหลือง
เหล็กสเตนเลส
นิโครม
นาก
ตะกั่วบัดกรี
อัลนิโค
แมกเนเลียม
ทองแดง สังกะสี ดีบุก
เหล็ก โครเมียม
นิกเกิล โครเมียม เหล็ก
ทองคำ ทองแดง
ตะกั่ว ดีบุก
อะลูมิเนียม นิกเกิล โคบอลต์
แมกนีเซียม อะลูมิเนียม
เครื่องใช้ต่าง ๆ เช่น กลอนประตู
กะทะทองเหลือง หม้อ
เครื่องใช้ เช่น หม้อ ช้อนส้อม มีด
เครื่องใช้ไฟฟ้าประเภทให้ความร้อน
เครื่องใช้ เครื่องประดับ
เชื่อมโลหะ
ใช้ทำแม่เหล็กอย่างดี
ส่วนประกอบของเครื่องบิน

การถลุงแร่

              การแยกโลหะออกจากสินแร่ต้องมีกระบวนการต่าง ๆ ตามชนิดของแร่ กระบวนการขั้นสุดท้ายในการแยกธาตุหรือโลหะที่บริสุทธิ์ออกจากสินแร่ เรียกว่า การถลุงแร่
             การถลุงแร่
เนื่องจากสินแร่เป็นสารประกอบ การถลุงแร่จึงต้องอาศัยหลักการทางเคมีหลายอย่าง เพื่อทำให้สารประกอบนั้น ๆ แยกตัว ให้ธาตุอิสระออกมา การถลุงแร่ที่ทำโดยทั่วไปมี 2 วิธี ดังนี้
1. การถลุงแร่โดยใช้กระแสไฟฟ้า
2. การถลุงแร่โดยใช้ความร้อน


1. การถลุงแร่โดยใช้กระแสไฟฟ้า วิธีนี้เป็นการแยกโลหะออกจากสินแร่ที่อยู่ในรูปของสารประกอบซึ่งมีสถานะเป็นของเหลว และวิธีนี้ยังสามารถใช้แยกสารประกอบที่เป็นของแข็งได้ แต่สารนั้นจะต้องทำให้เป็นสารละลายเสียก่อน เพื่อให้กระแสไฟฟ้าสามารถไหลผ่านทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมี
การแยกสารละลายคอปเปอร์ (II) คลอไรด์ด้วยกระแสไฟฟ้า
- เมื่อผ่านกระแสไฟฟ้าลงไปในสารละลายเกลือของ โลหะจะทำให้เกลือของโลหะแยกสลายออกจากกันในรูปของอิออน ( Cu+ , Cl- )
- Cu+ จะเคลื่อนที่ไปยังขั้วลบรับอิเลคตรอนที่ขั้วลบ แล้วเกิดเป็นอะตอมของธาตุทองแดง
- Cl- จะเคลื่อนที่ไปยังขั้วบวก เกิดมีก๊าซที่มีกลิ่นฉุน ก๊าซนี้คือ คลอรีน
หลักการทดลองนี้สามารถนำไปใช้ประโยชน์ในการชุบโลหะ คือ ให้โลหะที่จะถูกชุบเป็นขั้วลบ และโลหะที่ต้องการใช้เป็นตัวชุบเป็นขั้วบวก และสารละลายต้องเป็นสารละลายของโลหะที่ใช้เป็นตัวชุบ
VDO  การชุบโลหะด้วยไฟฟ้า

Electroplating



2. การถลุงแร่โดยใช้ความร้อน
2.1 การถลุงแร่ประเภทออกไซด์ นำสินแร่มาเผาในระบบปิดโดยใช้ตัวรีดิวซ์ ( คาร์บอน ) ทำหน้าที่ดึงออกซิเจนออกจากสารอื่น ดังนี้


คอปเปอร์ (II) ออกไซด์ + คาร์บอน ระบบปิด ทองแดง + ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
2.2 การถลุงแร่ประเภทซัลไฟด์ นำสินแร่มาเผาในระบบเปิดเพื่อเปลี่ยนสินแร่ซัลไฟต์ให้อยู่ใน รูปของออกไซด์ก่อน แล้วนำมาเผาในระบบปิดอีกครั้ง โดยใช้ตัวรีดิวส์ ดังนี้
เลดซัลไฟด์ + ออกซิเจน ระบบเปิด เลดออกไซด์ + ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์
เลดออกไซด์ + คาร์บอน ระบบปิด ตะกั่ว + ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
2.3 การถลุงแร่ประเภทคาร์บอเนต นำสินแร่มาเผาในระบบปิดเพื่อเปลี่ยนสินแร่คาร์บอเนต ให้อยู่ในรูปของออกไซด์ก่อนแล้วนำมาเผาในระบบปิดอีกครั้ง โดยใช้ตัวรีดิวส์ ดังแผนภาพ
คอปเปอร์ (II) คาร์บอเนต ระบบปิด คอปเปอร์ (II) ออกไซด์ + ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
คอปเปอร์ (II) ออกไซด์ + คาร์บอน ระบบปิด ทองแดง + ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

VDO  การถลุงแร่
Smelting Iron from Iron ore

วันอังคารที่ 1 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2554

รวมภาพแร่ชนิดต่างๆ

1.  แร่เฮมาไตต์  -  โลหะที่ได้ คือ เหล็ก

Hematite
2. สติบิโคไนต์  -  โลหะที่ได้  คือ  พลวง

3. คาลโคไพไรต์  -  โลหะที่ได้  คือ  ทองแดง
chalcophyrite
4.  โมนาไซท์   -  โลหะที่ได้  คือ  ทอเรียม
Monazite
5. ซิงค์เบลนด์ หรือสฟาเลอไรด์  -  โลหะที่ได้  คือ  สังกะสี
zinc-blende



ความรู้เรื่องแร่

การจำแนกแร่ออกตามส่วนประกอบทางเคมีหรือตามสมบัติทางกายภาพ จำแนกออกเป็น ..
1. แร่โลหะ
2. แร่อโลหะ
3. แร่รัตนชาติ
4. แร่เชื้อเพลิง
การจำแนกแร่ออกตามคุณประโยชน์ทางเศรษฐกิจ จำแนกออกเป็น ..
1. แร่เศรษฐกิจหรือแร่อุตสาหกรรม หมายถึง แร่ที่มีคุณค่าทางเศรษฐกิจหรือมีประโยชน์ต่อ อุตสาหกรรมต่าง ๆ แบ่งออกเป็น แร่โลหะและแร่อโลหะ
2. แร่ประกอบหิน หมายถึง แร่ที่เป็นส่วนประกอบของหินซึ่งใช้เป็นหลักในการบ่งบอกถึง
ชนิดของหิน เช่น หินแกรนิต ประกอบด้วย แร่ควอร์ตซ์ เฟลด์สปาร์ และไมกา
1 สินแร่ - แร่โลหะ
แร่ประกอบด้วยธาตุหรือสารประกอบต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ มีแร่เพียงไม่กี่ชนิดที่เกิดเป็นธาตุอิสระ เช่น แร่ทองคำ ทองแดง เงิน พลาตินัม ส่วนใหญ่จะพบแร่ในรูปของสารประกอบพวกออกไซด์ ซัลไฟด์ คาร์บอเนต แร่ที่มีโลหะเป็นส่วนประกอบปนอยู่มากและมีมูลค่าคุ้มต่อการลงทุนเรียกว่า สินแร่
ตัวอย่าง สินแร่ต่าง ๆ
        แคสสิเทอไรต์ (cassiterite; SnO2) - โลหะที่ได้  คือ  ดีบุก

                                     แคสสิเทอไรต์ (cassiterite; SnO2)
แร่ดีบุก (Tin)

ตัวอย่าง สินแร่ต่าง ๆ ที่มีในประเทศ
สินแร่
ประเภทของสารประกอบ
โลหะที่ได้จากสินแร่
แคสสิเทอไรต์
วุลแฟรมไมท์
ซีไลท์
เฮมาไตต์
ซีเดอไรด์
สติบิโคไนต์
สติบไนต์
ซิงค์เบลนด์ หรือสฟาเลอไรด์
กาลีนา
คาลโคไพไรต์
มาลาไคต์
โมนาไซท์
ออกไซด์
ออกไซด์
ออกไซด์
ออกไซด์
คาร์บอเนต
ออกไซด์
ซัลไฟต์
ซัลไฟด์

ซัลไฟด์
ซัลไฟด์
คาร์บอเนต
ฟอสเฟต
ดีบุก
ทังสเตน
ทังสเตน
เหล็ก
เหล็ก
พลวง
พลวง
สังกะสี

ตะกั่ว
ทองแดง
ทองแดง
ทอเรียม