REEs ที่มีใน “ขยะ”

 

 

 

Rare Earth Elements (REEs) คืออะไร?   

          โลหะหายาก หรือ Rare Earth Elements (REEs) เป็นชื่อที่ใช้เรียกสำหรับกลุ่มโลหะธาตุแลนทาไนด์ (Lanthanide) ได้แก่ Lanthanum (La) Cerium (Ce) Praseodymium (Pr) Neodymium (Nd) Promethium (Pm) Samarium (Sm) Europium (Eu) Gadolinium (Gd) Terbium (Tb) Dysprosium (Dy) Holmium (Ho) Erbium (Er) Thulium (Tm) Ytterbium (Yb) Lutetium (Lu) อีกสองธาตุที่มีคุณสมบัติทางเคมีคล้ายคลึงกับธาตุกลุ่ม Lanthanide มากได้แก่ Yttrium (Y) และ Scandium (Sc) รวมทั้งหมด 17 ธาตุที่อยู่ในกลุ่ม REEs นอกจากนี้ยังสามารถพบธาตุเหล่านี้เป็นส่วนประกอบในแร่ต่างๆเช่น Monazite Apatite Xenotime และ Bastnaesite เป็นต้น

 

 

แหล่งกำเนิดของ Rare Earth Elements (REEs) มาจากไหน?

          แหล่งกำเนิดของ REEs นั้นจำแนกออกเป็นสองแหล่งใหญ่ได้แก่ แหล่งธาตุหายากแบบปฐมภูมิ ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดของธาตุหายากที่เกิดจากการหลอมละลายของเนื้อโลกส่วนบน เมื่อแมกม่า (Magma)ที่เกิดขึ้นเมื่อเย็นตัวลงจะกลายเป็นหินแร่ที่มีองค์ประกอบเป็นโลหะหายาก (REEs) ผสมอยู่เป็นปริมาณมาก อีกแหล่งหนึ่งได้แก่ แหล่งธาตุหายากแบบทุติยภูมิ ซึ่งแบ่งย่อยออกเป็น 2 แบบ ได้แก่ แบบลานแร่ (Placing Deposits) เกิดจากแร่ที่มีความคงทนต่อการบุบสลายที่หลงเหลือจากการผุพังของหินแร่ต้นกำเนิดเช่น Monazite และ Apatite แล้วถูกพัดพาให้มารวมตัวกันโดยแรงลมหรือคลื่นทะเลจนก่อตัวเป็นแหล่งแร่ตะกอนชายหาด เป็นต้น อีกหนึ่งรูปแบบนั่นคือ แบบตกค้างสะสม (Residual Accumulation Deposits) เกิดจากอิทธิพลของกระบวนการผุพังของหินแร่ต้นกำเนิดทำให้เกิดการวางตัวเป็นชั้นหนาเหนือชั้นหินสดหรือหินแกรนิต

 

ประโยชน์ของ Rare Earth Elements (REEs) คืออะไรบ้าง

          โดยส่วนใหญ่แล้วธาตุหายากนั้นมีบทบาทในอุตสาหกรรมเทคโนโลยีเป็นอย่างมาก เช่น ธาตุ Eu มีการนำมาใช้ในการเคลือบจอโทรทัศน์ ธาตุ Gd นำมาใช้เพื่อเพิ่มความคมชัดของภาพที่ถูกถ่ายด้วย MRI (magnetic resonance imaging) ธาตุ Ho ถูกนำมาใช้สร้างแม่เหล็ก เลเซอร์ และความสามารถดูดซับอนุภาคนิวตรอนได้ดีจึงมีประโยชน์อย่างมากในเตาปฏิกรณ์ปรมาณู นอกจากที่กล่าวมาข้างต้นธาตุหายากยังสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้อีกมากมาย

 

Electronics waste หรือ ขยะอิเล็กทรอนิกส์ คืออะไร?

          ขยะอิเล็กทรอนิกส์ (Electronics waste) คือ ซากผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ที่หมดอายุการใช้งานหรือ หรือไม่ต้องการใช้งานแล้ว และถูกทิ้งเป็นขยะ ซึ่งชิ้นส่วนบางชิ้นไม่สามารถย่อยสลายได้ เนื่องด้วยในปัจจุบันมีการพัฒนาด้านเทคโนโลยีอย่างรวดเร็วทำให้มีขยะอิเล็กทรอนิกส์เกิดขึ้นมาจำนวนมาก ในประเทศไทยมีขยะอิเล็กทรอนิกส์มาจาก 3 แหล่ง คือ 1.ขยะอิเล็กทรอนิกส์จากครัวเรือน ห้างร้าน หรือ บริษัท 2.ขยะอิเล็กทรอนิกส์จากอุตสาหกรรม และ 3.ขยะอิเล็กทรอนิกส์จากต่างประเทศ หากมีการกำกับดูแลและบริหารขยะอิเล็กทรอนิกส์เหล่านี้อย่างเหมาะสม จะสามารถรีไซเคิลขยะเหล่านี้และนำกลับมาใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

 

 

การวิเคราะห์หา REEs ใน Electronic waste ทำได้อย่างไร?

          ในการวิเคราะห์ธาตุโลหะหายากมักใช้เทคนิคการวิเคราะห์โลหะหนักเช่น Inductively Coupled Plasma – Mass Spectrometry (ICP-MS) ,X-ray Fluorescence และอีกหนึ่งเทคนิคที่ตอบโจทย์คือ Inductive Coupled Plasma – Optical Emission Spectroscopy (ICP-OES) ที่ใช้ต้นทุนในการวิเคราะห์ต่ำ ดูแลรักษาง่าย สามารถวิเคราะห์ตัวอย่างในปริมาณมากๆได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ มีช่วงความเข้มข้นในการวิเคราะห์กว้าง มีความสามารถในการกำจัดสิ่งรบกวนได้ดี ให้ Detection Limit ต่ำ ทำให้ผลการวิเคราะห์ที่ได้มีความแม่นยำและถูกต้อง จึงได้รับความนิยมในหลากหลายหน่วยงาน

 

เครื่อง ICP รุ่น iCAP Pro XP ICP-OES ผลิตภัณฑ์ Thermo Scientific ประเทศสหรัฐอเมริกา

 

iCAP PRO Series ICP-OES เครื่องมือวิเคราะห์การคายแสงของธาตุ ที่สามารถวิเคราะห์ธาตุทุกตัวที่มีอยู่ในตัวอย่างภายในการวิเคราะห์เพียงครั้งเดียว (Simultaneous) ให้ช่วงความเข้มข้นในการวิเคราะห์กว้าง สามารถวิเคราะห์ที่ระดับความเข้มข้นต่ำถึงระดับ ppb มีความทนทานแม้ว่าตัวอย่างจะมี Matrix สูง ให้ Detection Limit ต่ำ นอกจากนี้ยังใช้เวลาไม่นานในการวิเคราะห์ตัวอย่าง

หากสนใจข้อมูลการวิเคราะห์ REEs ใน electronics waste คลิ๊กที่นี่ ได้เลยครับ

 

Chayabodee Sae-Jea