ขอบเขตและการประยุกต์ใช้เถ้า
การใช้วัตถุดิบทุติยภูมิในภาวะที่ทรัพยากรมีจำกัดเป็นแนวทางสำคัญของอุตสาหกรรมสมัยใหม่ เถ้าเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากกระบวนการแปรรูปและการเผาไหม้ ซึ่งสามารถนำไปใช้ได้หลายด้าน ต่อไปนี้จะอธิบายว่าเถ้าคืออะไรและนำไปใช้ที่ใดบ้าง
เถ้าคืออะไร?
เถ้าคือกากแร่ที่เหลือหลังจากสารต่าง ๆ ซึ่งส่วนใหญ่มักเป็นเชื้อเพลิง เกิดการเผาไหม้อย่างสมบูรณ์หรือบางส่วน รูปแบบหลักคือเถ้าละเอียดคล้ายฝุ่น ซึ่งในอุตสาหกรรมมักเรียกว่าเถ้าลอย และเศษเชื้อเพลิงแข็งที่หลอมเกาะกันเป็นก้อนขนาดใหญ่กว่า องค์ประกอบทางเคมีของเถ้าขึ้นอยู่กับวัสดุตั้งต้น จึงทำให้ขอบเขตการใช้งานแตกต่างกันมาก
เถ้ามีออกไซด์ของเหล็ก ซิลิกอน โซเดียม แคลเซียม โพแทสเซียม และสารประกอบอื่น ๆ ในปริมาณที่แตกต่างกัน
ปริมาณเถ้าในฐานะตัวชี้วัดทางอุตสาหกรรม
ในอุตสาหกรรม โดยเฉพาะภาคพลังงาน มีการใช้ค่าปริมาณเถ้าเพื่อบอกว่าหลังวัสดุเผาไหม้แล้วเหลือกากแร่มากเพียงใด โดยมากจะวัดค่านี้ในหินน้ำมันและถ่านหินแข็ง การวิเคราะห์ทำโดยให้ความร้อนตัวอย่างในเตาเผาแบบมัฟเฟิลจนถึงอุณหภูมิที่กำหนด แล้วจึงคำนวณปริมาณเถ้า
ตัวชี้วัดนี้มีผลโดยตรงต่อคุณภาพและราคาของเชื้อเพลิง ปริมาณเถ้าสูงทำให้ค่าความร้อนลดลง เพิ่มของเสีย ทำให้อุปกรณ์สกปรกมากขึ้น และอาจส่งผลให้ปล่อยอนุภาคของแข็งเพิ่มขึ้น
ขอบเขตและการประยุกต์ใช้เถ้า
แม้เถ้าจะเป็นผลพลอยได้ แต่ก็มีขอบเขตการใช้งานค่อนข้างกว้าง แนวทางหลัก ได้แก่:
- งานก่อสร้าง ใช้เถ้าเป็นส่วนผสมเพิ่มในคอนกรีต ปูนก่อ และวัสดุซีเมนต์ เมื่อกำหนดสัดส่วนอย่างถูกต้อง เถ้าสามารถช่วยปรับปรุงคุณสมบัติทางเทคโนโลยีบางประการของส่วนผสมและลดการใช้วัตถุดิบแร่บางส่วน นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตเซรามิกก่อสร้าง อิฐทนความร้อน และอิฐจากเถ้าบางชนิด
- อุตสาหกรรมเหมืองแร่ เถ้าอาจมีองค์ประกอบแร่ที่มีมูลค่า รวมถึงธาตุหายากและธาตุที่กระจายตัวอยู่ ในบางกรณีจึงพิจารณาของเสียจากเถ้าเป็นวัตถุดิบสำหรับสกัดองค์ประกอบเหล่านี้
- เกษตรกรรม ใช้เถ้าไม้และเถ้าบางชนิดเป็นสารแร่เติมลงในดิน องค์ประกอบของเถ้าขึ้นอยู่กับเชื้อเพลิงต้นทาง จึงต้องใช้งานโดยคำนึงถึงชนิดพืช ความเป็นกรดของดิน และปริมาณเกลือ
- สุขาภิบาล เถ้าสามารถใช้ในงานสุขาภิบาลและงานทำความสะอาดบางประเภทที่อาศัยคุณสมบัติความเป็นด่างและความสามารถในการจับความชื้น
- การบำบัดน้ำ กากคาร์บอนที่เผาไหม้ไม่หมดซึ่งอาจมีอยู่ในเถ้าบางชนิดมีคุณสมบัติในการดูดซับ และสามารถใช้ในระบบบำบัดมลพิษอินทรีย์บางรูปแบบ
ข้อจำกัดและความปลอดภัยในการใช้งาน
เถ้าไม่ใช่ทุกชนิดจะเหมาะกับงานก่อสร้าง การใส่ในดิน หรือการบำบัดน้ำ ต้องคำนึงถึงแหล่งเชื้อเพลิง ปริมาณเกลือที่ละลายน้ำได้ โลหะหนัก และคาร์บอนที่เผาไหม้ไม่หมด สำหรับส่วนผสมก่อสร้างและงานอุตสาหกรรมจะใช้เถ้าที่เป็นไปตามมาตรฐาน ส่วนในภาคเกษตรมักพิจารณาเถ้าไม้โดยต้องคำนึงถึงความเป็นกรดของดินด้วย
ในครัวเรือนยังเคยใช้เถ้าเป็นสารด่าง รวมถึงใช้ซักและฟอกขาว แต่การใช้งานเช่นนี้ต้องระมัดระวังเนื่องจากอาจมีสิ่งเจือปนอยู่
ปัจจุบันอุตสาหกรรมและงานก่อสร้างนำวัตถุดิบทุติยภูมิมาใช้อย่างกว้างขวาง เถ้ายังคงเป็นวัสดุที่ต้องการ โดยเฉพาะในงานที่ต้องการลดการใช้วัตถุดิบธรรมชาติและนำของเสียกลับมาใช้ให้เกิดประโยชน์ สำหรับการคำนวณ โปรดดูบทความเกี่ยวกับน้ำหนักจำเพาะและความหนาแน่นของเถ้าเพิ่มเติม
คำถามที่พบบ่อย
เถ้านำไปใช้ที่ไหนบ้าง?
เถ้าใช้ในวัสดุก่อสร้าง ส่วนผสมซีเมนต์ งานถนนและงานอุตสาหกรรม บางครั้งใช้ในการเกษตรและระบบบำบัดบางประเภท ความเหมาะสมในการใช้งานขึ้นอยู่กับแหล่งกำเนิดเถ้า องค์ประกอบทางเคมี และข้อกำหนดด้านความปลอดภัย
เถ้าทุกชนิดใช้เป็นปุ๋ยได้หรือไม่?
ไม่ได้ สำหรับดินมักพิจารณาใช้เถ้าไม้ แต่แม้แต่เถ้าไม้ก็ต้องใช้โดยคำนึงถึงความเป็นกรดของดิน ชนิดพืช และอัตราการใช้ เถ้าจากถ่านหิน ขยะ ไม้ทาสี หรือเชื้อเพลิงที่ไม่ทราบชนิด ไม่อาจถือเป็นสารปรับปรุงดินที่ปลอดภัยหากไม่ได้วิเคราะห์
เถ้าชนิดใดเหมาะกับคอนกรีตและส่วนผสมก่อสร้าง?
คอนกรีตและปูนก่อสร้างต้องใช้เถ้าที่เป็นไปตามมาตรฐาน โดยควบคุมองค์ประกอบ ความละเอียด การสูญเสียน้ำหนักจากการเผา และปริมาณสิ่งเจือปนที่เป็นอันตราย เถ้าจากครัวเรือนทั่วไปไม่เหมาะกับส่วนผสมก่อสร้างที่มีความสำคัญ