แร่หายาก หรือ “แร่แรร์เอิร์ธ” (Rare Earth) โลหะ 17 ชนิดที่เป็นกำลังขับเคลื่อนเทคโนโลยีสมัยใหม่ ตั้งแต่สมาร์ตโฟน ยานยนต์ไฟฟ้า ไปจนถึงกังหันลมและระบบป้องกันประเทศ แร่เหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อวัสดุประสิทธิภาพสูง
แรร์เอิร์ธกลายเป็นที่พูดถึงในประเทศไทยหลังเมื่อวันที่ 26 ต.ค. 68 ประธานาธิบดีสหรัฐฯ โดนัลด์ ทรัมป์ได้ลงนามข้อตกลงกับไทยและมาเลเซีย เพื่อความร่วมมือด้านแร่แรร์เอิร์ธ
ทำให้เกิดคำถามว่า ไทยพร้อมแล้วหรือ ที่จะเข้าสู่ห่วงโซ่อุปทานนี้?
นั่นเพราะก่อนที่แร่แรร์เอิร์ธจะกลายเป็นแม่เหล็กหรือส่วนประกอบอื่น ๆ ในอุปกรณ์ที่ทันสมัย พวกมันต้องถูกขุดออกมาจากพื้นผิวโลก และผ่านการสกัดให้ได้คุณภาพ ซึ่งไม่ใช่เรื่องง่าย และต้องใช้เทคโนโลยีชั้นสูง
ปัจจุบันประเทศจีนเป็นผู้เล่นรายใหญ่สุดในการสกัดแร่แรร์เอิร์ธมาใช้และส่งออก นอกจากนี้ยังเป็นประเทศที่ทราบว่ามีแหล่งแร่สำรองแร่แรร์เอิร์ธมากที่สุดในโลกด้วย
มีมากแต่หายาก
Eurofins EAG Laboratories ห้องปฏิบัติการเอกชนผู้เชี่ยวชาญด้านบริการทดสอบวัสดุ ระบุว่า การขุดหาแร่แรร์เอิร์ธนั้นต้องใช้คำว่า “มีอยู่มากมายแต่หาได้ยากยิ่ง”
Eurofins EAG Laboratories บอกว่า แรร์เอิร์ธไม่ได้หายากนักในแง่ของความอุดมสมบูรณ์ในเปลือกโลก สิ่งที่หายากคือการพบแรร์เอิร์ธในความเข้มข้นที่สูงพอที่จะทำให้การทำเหมืองมีความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ
โดยทั่วไปแล้วแร่ธาตุเหล่านี้มักพบในกลุ่มสายแร่ที่ซับซ้อน และต้องแยกออกอย่างพิถีพิถันในระหว่างการสกัด (Refinery)
แร่หลักที่มีแรร์เอิร์ธได้แก่ บาสต์เนไซต์ โมนาไซต์ โลพาไรต์ และดินเหนียวลาเตอริติก โดยมักพบแรร์เอิร์ธรวมกันเนื่องจากพฤติกรรมทางเคมีที่คล้ายคลึงกัน ซึ่งเพิ่มความยากลำบากทางเทคนิคในการแยกแรร์เอิร์ธแต่ละชนิดออกในระหว่างการแปรรูปปลายน้ำ
โดยทั่วไปแล้ว การทำเหมืองแรร์เอิร์ธต้องใช้พลังงานและทรัพยากรอย่างเข้มข้น โดยต้องอาศัยการทำเหมืองเปิดขนาดใหญ่
ขั้นตอนแรกของการทำเหมืองแร่แรร์เอิร์ธ คือการสำรวจและวิเคราะห์อย่างรอบคอบ
Eurofins EAG Laboratories ระบุว่า หากการวิเคราะห์แร่ในขั้นตอนการสำรวจไม่ได้ดำเนินการอย่างรอบคอบ ผลกระทบอาจแผ่ขยายไปทั่วทั้งห่วงโซ่อุปทานของแร่แรร์เอิร์ธ
ข้อมูลทางธรณีเคมีที่ไม่ถูกต้องหรือไม่สมบูรณ์อาจนำไปสู่การระบุแหล่งแร่ผิดพลาด กลยุทธ์การสกัดที่ไม่มีประสิทธิภาพ หรือวิธีการแปรรูปที่ไม่สอดคล้องกับแร่วิทยา ทำให้สิ้นเปลืองทั้งเวลาและเงินทุน
หรือที่แย่กว่านั้น การละเลยสิ่งเจือปนปริมาณเล็กน้อย เช่น ตะกั่ว ทอเรียม และยูเรเนียม อาจก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านความปลอดภัย กฎระเบียบ และสิ่งแวดล้อมอย่างร้ายแรงในระหว่างการทำเหมืองและการกลั่น
หัวใจของอุตสาหกรรมแร่แรร์เอิร์ธ
ขั้นตอนการสกัดแร่แรร์เอิร์ธนั้นเรียกได้ว่าเป็นช่วงที่มูลค่าที่แท้จริงของแร่แรร์เอิร์ธเริ่มปรากฏ
ก่อนที่จะนำแรร์เอิร์ธไปใช้ในเทคโนโลยีประสิทธิภาพสูง แร่ธาตุที่มีแรร์เอิร์ธจะต้องถูกแยกออกจากหินต้นกำเนิด แปลงเป็นแร่เข้มข้น และผ่านกระบวนการทำให้บริสุทธิ์เป็นธาตุแต่ละชนิด
การเปลี่ยนแปลงนี้เริ่มต้นด้วยกระบวนการเพิ่มคุณภาพแร่ (Beneficiation) ซึ่งเป็นการผสมผสานระหว่างกระบวนการทางกลและเคมีที่เพิ่มคุณภาพแร่ พร้อมกับแยกวัสดุเหลือใช้ที่เรียกว่า แก็งก์ (gangue) ออกมาเป็นหางแร่
แร่ธาตุหายากที่ผสมกันและเข้มข้นจะถูกแยกออกเป็นธาตุเดี่ยว ๆ หรือเป็นคู่ ๆ ในรูปของออกไซด์หรือโลหะ
กระบวนการเพิ่มคุณภาพแร่จะถูกปรับแต่งให้เหมาะสมกับแหล่งแร่เฉพาะที่จะนำไปใช้ ตัวอย่างขั้นตอนการทำงานทั่วไปประกอบด้วย
- การบดย่อย โดยบดและโม่แร่เพื่อลดขนาดอนุภาค
- การทำให้เข้มข้น แยกแร่ที่มีแร่ธาตุหายากออกจากตะกอน ทำให้เกิดความเข้มข้นที่มีแรร์เอิร์ธ 50-60% โดยน้ำหนัก โดยใช้การแยกด้วยแม่เหล็ก การแยกด้วยไฟฟ้าสถิต และ/หรือการแยกแร่แบบ Froth Flotation
- การย่างแร่และการชะล้างด้วยกรด ซึ่งจะละลายแรร์เอิร์ธให้เป็นสารละลาย พร้อมกับกำจัดธาตุต่าง ๆ เช่น ฟลูออรีน ที่พบในแร่แรร์เอิร์ธบางชนิดออกไป
- เทคนิคการแยกขั้นสูง เช่น การแลกเปลี่ยนไอออน การสกัดด้วยตัวทำละลาย (เช่น การสกัดด้วยของเหลวต่อของเหลว หรือการสกัดด้วยไฟฟ้าเคมี)
- การรีดักชันออกไซด์ของแร่ธาตุหายากที่ตกตะกอนให้เป็นโลหะ
ผลลัพธ์สุดท้ายของกระบวนการนี้คือผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการสกัดและเข้มข้น เช่น นีโอดิเมียม-เพรซีโอดิเมียม (NdPr) ออกไซด์ และโลหะนีโอดิเมียม-เพรซีโอดิเมียม (NdPr)
สารสกัดแรร์เอิร์ธสามารถเป็นผลิตภัณฑ์ได้ด้วยตัวเอง และมักต้องผ่านการวิเคราะห์จากผู้ผลิตภายในและการตรวจสอบจากบุคคลที่สาม ณ ห้องปฏิบัติการเชิงพาณิชย์ โดยใช้เครื่องมือต่างๆ เช่น X-Ray Fluorescence (XRF) หรือ Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometry (ICP-OES)
เทคนิคเหล่านี้ช่วยให้ผู้ซื้อและผู้ขายมีความเข้าใจตรงกันเกี่ยวกับองค์ประกอบของธาตุหลัก อย่างไรก็ตาม เมื่อผลิตภัณฑ์อยู่ในขั้นตอนการผลิตปลายน้ำ เช่น โลหะ NdPr การวิเคราะห์องค์ประกอบจะต้องละเอียดถี่ถ้วนยิ่งขึ้น
ความผิดพลาดที่เกิดขึ้นระหว่างการสกัดสามารถสร้างความเสียหายต่อรายได้และชื่อเสียงของผู้ผลิต การปล่อยแร่ที่ไม่ดี สารปนเปื้อนที่ตรวจไม่พบ หรือการประเมินองค์ประกอบของสารเข้มข้นที่ไม่ถูกต้องอาจนำไปสู่การสูญเสียรายได้จากการแปรรูปผลผลิตและผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายที่ปนเปื้อน
เรียบเรียงจาก Eurofins EAG Laboratories
- คอนเทนต์พิเศษ
สำหรับคุณ - TOP ต่างประเทศ
- วิดีโอยอดนิยม
