ธาตุและสารประกอบในอุตสาหกรรมแร่ : เซอร์โคเนียม


ระดับชั้น : มัธยม 6




เซอร์โคเนียม

เซอร์โคเนียม (Zr) เป็นธาตุที่มีความสำคัญมากชนิดหนึ่ง มีจุดหลอมเหลว 1,852 องศาเซลเซียส และมีจุดเดือด 4,377 องศาเซลเซียส พบในรูปของแร่เซอร์คอน (ZrSiO4) ตามแหล่งแร่ดีบุก บริเวณภาคใต้ของประเทศไทย การผลิตเซอร์โคเนียมนั้นทำได้โดย นำสินแร่เซอร์คอนมาหลอมรวมกับโซเดียมออกไซด์ที่อุณหภูมิ 1,000 องศาเซลเซียส จะได้โซเดียมเซอร์โคเนียมซิลิเกต (Na2ZrSiO3) ส่วนทรายที่ปนเปื้อนอยู่ก็จะเปลี่ยนเป็น Na2SiO3 ทิ้งไว้ให้เย็นแล้วสกัดด้วยน้ำร้อนเพื่อละลาย Na2SiO3 ออก ส่วนโซเดียมเซอร์โคเนียมซิลิเกต ซึ่งไม่ละลายน้ำจะตกตะกอน กรองและนำตะกอนที่ได้ไปละลายในสารละลายกรดซัลฟิวริกเจือจางที่ร้อน จะได้สารละลายโซเดียมซัลเฟตและเซอร์โคเนียมซัลเฟต (Zr(SO4)2) ทำสารละลายที่ได้ให้เป็นกลางด้วยสารละลายแอมโมเนียเข้มข้น เซอร์โคเนียมซัลเฟตจะเปลี่ยนเป็นเซอร์โคเนียมไฮดรอกไซด์ (Zr(OH)4) ซึ่งไม่ละลายน้ำ กรองแล้วนำตะกอนที่ได้ไปเผาที่อุณหภูมิ 900 องศาเซลเซียส จะได้เซอร์โคเนียมไดออกไซด์ (ZrO2)

เซอร์โคเนียมไดออกไซด์ที่ได้จะมีลักษณะเป็นผงสีขาว หนัก ไม่มีกลิ่น มีจุดหลอมเหลวสูงประมาณ 2,680 องศาเซลเซียส ใช้เป็นวัสดุเคลือบสีสำหรับเซรามิกส์ เมื่อเติม Y2O3 ร้อยละ 5 ลงไปในเซอร์โคเนียมไดออกไซด์จะได้วัสดุใหม่ที่ชื่อว่า PSZ (Partially Stabilized Zirconia)


PSZ ใช้ในอุตสาหกรรมเซรามิกส์ ทำให้ได้เซรามิกส์ที่มีสมบัติเด่นหลายประการ คือ ทนความร้อนได้ถึง 2,400 องศาเซลเซียส ไม่นำไฟฟ้า จึงใช้เป็นชิ้นส่วนเครื่องยนต์ไอพ่นและจรวด ทำถ้วยกระเบื้องทนไฟสำหรับใช้ในห้องปฏิบัติการ ทำอิฐทนไฟสำหรับเตาหลอมโลหะ ทำฉนวนกันไฟฟ้าแรงสูง ทำชิ้นส่วนของหัวเทียนรถยนต์ และเป็นส่วนประกอบของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เป็นต้น



ที่มาข้อมูล : หนังสือเรียนวิชาเคมี เล่ม 6 ว 035 หลักสูตรมัธยมศึกษาตอนปลาย พุทธศักราช 2524 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ.2533) กระทรวงศึกษาธิการ.
กรมทรัพยากรธรณี,
ภาควิชาวิศวกรรมเหมืองแร่และวัสดุ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์,

    เรื่อง : บทเรียนเคมี
    เข้าชม : 21826