“อยากรู้ต้องได้รู้” แร่ rare–earth สำคัญอย่างไร อเมริกาถึงต้องหยุดเมื่อจีนขยับ
เครดิตภาพจาก http://panarkom.blogspot.com/2018/06/blog-post_14.html
หลังจาก
ที่มีข่าวกรณีพิพาทระหว่างหัวเว่ยกับ Googleที่แบนสิทธิ์ในการใช้งานแอนดรอยด์ แล้วเรื่องราวในข่าวก็บานปลายจนกระทั่งเราไปเจอศัพท์ใหม่คำนึง คำว่า แร่แรเอิร์ธ (rare–earth) เรื่องความขัดแย้งในข่าวผมไม่สนนะ ผมสนใจเรื่องราวของเจ้าแร่ตัวนี้มากกว่า ในข่าวบอกแค่ว่าแร่ชนิดนี้มีความสำคัญต่อการผลิตชิ้นส่วนต่างๆของอุปกรณ์ไฮเทค เช่น ชิปประมวลผล ซีพียู แบตเตอรี่ และอื่นๆอีกมาก
ผมก็อยากรู้ครับว่า ไอ้ที่บอกว่าสำคัญมันสำคัญยังไง คือเวลาในข่าวบอกว่า แร่ชนิดนี้เป็นส่วนสำคัญ แค่นี้มันไม่พอไง..มันสำคัญยังไง มันทำหน้าที่ตรงไหน มันช่วยอะไร เพราะอะไรถึงต้องใช้มัน อันนี้ต่างหากละ คือสิ่งที่น่ารู้…..
ผมไปนั่งอ่านหาความหมายที่แท้จริง แล้วเรียงเรื่องใหม่ เอามาสรุปแบบเข้าใจง่ายๆว่า แร่ rare–earth มันคือส่วนผสมสำคัญอย่างไรในการผลิตชิ้นส่วนต่างๆ ใช้วิธีผสมผสานจากข้อมูลหลายๆเว็บ เอาข้อมูลมารวมกัน สรุปให้เข้าใจง่ายๆดังนี้
เครดิตภาพจาก https://th.wikipedia.org/
แร่แรร์เอิร์ธ rare–earth
หรือชื่อเต็มๆ คือ rare–earth element (REE) เป็นสินแร่ชนิดโลหะธาตุ คือเป็นแร่ที่คุณสมบัติเหมือนโลหะ แต่ไม่ได้เอามาทำเป็นโลหะโดยตรง เพราะมันเป็นแร่ที่หายาก คำว่าหายาก ไม่ได้หมายความว่ามันมีจำนวนน้อย เหมือนพวกทองคำ มันมีเยอะครับ ไม่งั้นมันไม่อยู่ในอุตสาหกรรมได้หรอก แต่ rare–earth มันเป็นแร่ที่กระบวนหามาใช้งานทำได้ยาก เพราะมันเป็นแร่ที่ไม่ได้อยู่รวมเป็นแหล่งเดียวกันเหมือนสินแร่ทั่วไป rare–earth มันกระจัดกระจายอยู่ตามพื้นที่ทั่วไป ยากที่จะกั้นพื้นที่ทำเหมืองแล้วสกัดหาแร่ชนิดนี้ เพราะจะได้น้อยมาก ไม่คุ้มค่า สหรัฐอเมริกาเป็นชาติแรกๆที่มีการคิดค้นเอาแร่ rare–earth ตัวนี้มาใช้ในอุตสาหกรรม แต่ก็ต้องปิดเหมืองหยุดการผลิตเพราะมันกระจายตัวไม่คุ้มที่จะทำเหมือง ประเทศจีน กลับเป็นพื้นที่ในโลกที่มีแร่ rare–earth ชนิดนี้เยอะ เยอะมากๆ และลงมือทำเหมืองการผลิต จนเป็นแหล่งผลิตที่มีอัตราส่วนสูงถึง 95% ของความต้องการใช้งานในโลกนี้ จีนจึงเป็นประเทศมหาอำนาจที่ร่ำรวยจากการขายแร่ rare–earth และมีความสำคัญต่อการผลิตแร่ชนิดนี้มากของโลก
เครดิตภาพจาก http://www.playfairmining.com/s/AboutREE.asp
วิธีการใช้
แร่แรร์เอิร์ธ rare–earth เราเอามาแยกสารประกอบครับ ในตัวมันแยกสกัดออกมาให้สารประกอบทางเคมีได้ 17 ชนิด เช่น yttrium และกลุ่มของ lanthanide อีก 15 ชนิด (lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, and lutetium) และ Scandium ตรงนี้ไม่ต้องจำ เพราะมันยากเกินไป แค่เอามาวางให้เห็นเฉยๆ สารประกอบทางเคมีเหล่านี้แหละ ที่ถูกนำเอาใช้ทางอุตสาหกรรม เสริมให้นิดนึงเพื่อให้สมบูรณ์นะครับ เวลาได้แร่แรร์เอิร์ธ rare–earth มา เค้าจะถลุงและสกัดเอาสารบริสุทธิ์จากแร่ ด้วยวิธีการ Reduction คือการถลุงแร่แบบแยกออกมาเป็นออกไซด์ คือการย่าง (ศัพท์วงการถลุงแร่เค้าไม่เรียกว่าเผา) ระหว่างการย่างเราก็จะใส่พวกคาร์บอน เพื่อทำการ “รีดิวซ์” คือการดึงเอาออกซิเจนออกจากองค์ประกอบ สุดท้าย สิ่งที่ได้จากการถลุงคือ ออกไซด์ของโลหะ
ในการนำมาจำหน่ายแร่แรร์เอิร์ธ เค้าทำออกมาเป็นออกไซด์ของโลหะ บดเป็นผง ซึ่งมันจะแยกออกมาเป็นหลายๆชนิด เอาไปใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆได้
เครดิตภาพจาก https://thaipublica.org/2017/08/varakorn-221/
เห็นภาพเป็นขั้นเป็นตอนแล้วนะครับ จากแร่ rare–earth ขึดขึ้นมาจากดิน เอามาทำอะไร ออกมาเป็นอะไร ทีนี้เอาไปใช้ยังไง
ผงออกไซด์ ของแร่แรร์เอิร์ธ rare–earth ซึ่งได้ออกมาเป็นสารประกอบทางเคมีหลายๆชนิด จะถูกนำเอาไปผสมกับขบวนการผลิต เพื่อให้โลหะที่ใช้ในการผลิตนั้นมีคุณสมบัติที่ดียิ่งขึ้น เช่น ทนทานมากขึ้น กันความร้อนได้ดียิ่งขึ้น หรือ เร่งปฏิกิริยาได้ดียิ่งขึ้น
ยกตัวอย่างของสารประกอบที่ได้จากแร่ rare–earth แล้วนำไปใช้ในอุตสาหกรรม
Yttrium
อิตเทรียม ในยุคปี 1965 เพิ่งมีโทรทัศน์สีออกจำหน่าย สารประกอบ Yttrium ถูกนำมาใช้ในการผลิตหลอดภาพของทีวีสี ทำเม็ดสีที่ถูกเรียงอยู่บนหน้าจอ ใช้ในหลอดภาพแบบ CRT เครื่องหนาๆทั้งในทีวีและจอคอมพิวเตอร์ในยุคนั้น ซึ่งทำให้แร่แรร์เอิร์ธ rare–earth เป็นที่ต้องการมากๆในยุคนั้น
Neodymium
คำนี้คุ้นๆมั้ยครับ มันคือสารประกอบที่ใช้ทำแม่เหล็ก เพื่อใช้ในการผลิตลำโพง และฐานของขาหัวอ่านในฮาร์ดดิสจานหมุน แม่เหล็กที่ทำด้วยนีโอไดเนียมจะมีแรงดูดสูง เหมาะสำหรับงานที่ต้องการแม่เหล็กขนาดเล็กแต่ประสิทธิภาพสูง อย่างในลำโพงทวีตเตอร์เสียงแหลมตัวเล็กๆในรถยนต์
Lanthanum
แลนทานัม เป็นสารประกอบที่ใช้ในการผลิตกระจกเลนส์ ผสมในเนื้อกระจกเพื่อให้แข็งแรงทนทาน ขัดให้เรียบและใสได้มากกว่ากระจกปกติ เคลือบหน้าเลนส์เพื่อให้ลดแสงสะท้อนและทนต่อการขีดข่วนได้ดีขึ้น เป็นส่วนผสมของเซ็นเซอร์รับภาพในกล้องด้วย เพื่อช่วยให้รับแสงได้ไม่ผิดเพี้ยน ในวงการไฟถ่ายภาพยนตร์ ใช้ผสมกระจกที่ทำหลอดฮาโลเจน เพื่อให้ทนความร้อนได้สูง และให้แสงสว่างส่องผ่านได้ดี
Cerium
ซีเรียม ใช้ผสมในเหล็กที่ใช้ทำแคตตาไลติคคอนเวิตเตอร์ หรือที่กรองไอเสียในรถยนต์ มันช่วยให้โลหะทนความร้อนได้สูงขึ้น และในตัวคอนเวิร์ตเตอร์สารประกอบนี้จะช่วยเร่งปฏิกิริยาเคมีให้ทำงานได้เร็วขึ้น
https://edu.glogster.com/glog/praseodymium/21x64e7jd6g?=glogpedia-source
Praseodymium
เพรสสิโอไดเมียม สารประกอบเพิ่มความแข็งแกร่งให้โลหะที่ใช้ทำเครื่องยนต์ของเครื่องบิน และเพิ่มความทนทานให้กับกระจกในหน้ากากของช่างเชื่อม และช่างทำแก้ว
Gadolinium
กาโดลิเนียม เป็นสารเรืองแสง ที่มีประโยชน์หลายอย่างมาก ใช้ทำยาฉีดเข้าเส้นเลือดดำ เพื่อทำการสแกน MRI โดยสารกาโดลิเนี่ยมจะวิ่งเข้าไปตามเส้นเลือดแล้วไปรวมตัวกันอยู่ในบริเวณที่มีความผิดปกติของร่างกายทำให้เครื่องเอ็มอาร์ไอสามารถมองเห็นเป็นจุดสีขาวได้ และยังเป็นหนึ่งในสารเรืองแสงที่ใช้ในเครื่องเอ็กซเรย์ ใช้ผสมในวัสดุตัวนำแม่เหล็กไฟฟ้าในคอมเพรสเซอร์ของตู้เย็น ยังไม่พอ ใช้ในระบบขับเคลื่อนของเครื่องยนต์เรือดำน้ำนิวเคลียร์ได้ด้วย สุดยอด..
terbium, europium
เทอเบียม เป็นสารประกอบที่ใช้ในอุปกรณ์ แอคทิเวเตอร์ คือเป็นโลหะที่ขยายตัวได้เมื่อเกิดความร้อน ให้มันไปแตะสวิทช์ในเซ็นเซอร์ต่างๆเพื่อการตรวจจับ และเมื่อนำเทอเบียม ผสมกับ ยูโรเปียม จะทำให้หลอดไฟสร้างแสงสว่างสีขาวได้ เช่น หลอดฟลูออเรสเซนซ์ ใช้ในหลอดไฟจอภาพอย่างทีวีหรือจอคอมก็จะให้แสงสีขาวที่ขาวบริสุทธิ์มากๆ หรือขาว100%
มีรายงานบางส่วนที่บอกว่า แร่แรร์เอิร์ธ rare–earth เป็นส่วนหนึ่งของการผลิตแบตเตอรี่ ทำให้คนเข้าใจว่า แร่โคบอลต์ หรือนิกเกิล ที่อยู่ในแบตลิเธียมเป็นแร่หายากไปด้วย ซึ่งจริงๆแล้วไม่ได้รับการจัดหมวดหมู่ในแร่หายาก แต่ Anthanum ต่างหากละ ที่เป็นสารประกอบจากแร่หายาก rare–earth ที่ใช้เป็นส่วนผสมในการทำขั้วบวกของแบตชนิด NiMH เพื่อช่วยเร่งปฏิกิริยาเคมี
ในโทรศัพท์มือถือก็เช่นกัน สารประกอบจาก แร่แรร์เอิร์ธ rare–earth ถูกนำมาใช้ในชิ้นส่วนเล็กๆที่เป็นขั้วต่อที่ต้องนำไฟฟ้า เพื่อให้ทนทาน ทนความร้อน และนำไฟฟ้าได้ดี
นี่แค่ส่วนนึงนะครับ ยังมีอีกเยอะมากที่สารประกอบทั้ง 17 ชนิดจากแร่แรร์เอิร์ธ rare–earth ถูกนำไปใช้ในเทคโนโลยีการผลิตสิ่งต่างๆในโลกนี้ อ่านถึงตรงนี้ทุกท่านก็จะเข้าใจได้ว่า ทำไมมันถึงสำคัญ มันถูกเอาใช้ทำอะไร มันถึงมีความหมายจนทำให้สหรัฐอเมริกาหยุดกึ๊ก ติดดิสเบรคABS เมื่อจีนสั่งหยุดขายให้ 555
เครดิตภาพจาก https://www.posttoday.com/world/547750
เสริมให้ครับ มีรายงานข่าวเมื่อเดือนเมษายนปี 2561 บอกว่า มีการค้นพบแหล่งแร่ rare–earth ในประเทศญี่ปุ่น ซึ่งค้นพบบริเวณใกล้กับเกาะมินามิโทริ ใต้โคลนตมในทะเลลึกของมหาสมุทธแปซิฟิค เป็นการค้นแหล่งแร่ที่มีปริมาณเป็นจำนวนมาก คาดว่าจะมีแร่รวมกันมากกว่า 16 ล้านตันมากเพียงพอขนาดที่จะใช้งานได้นานถึง 700 ปี เลยทีเดียว ทำให้ในอนาคต ประเทศที่จะมีอำนาจต่อรองกับชาติอื่น และเป็นคู่แข่งคนสำคัญของจีน ก็คือ ประเทศญี่ปุ่น นี่เอง….
” อยากรู้..ต้องได้รู้ ” นี่คือ ชื่อของซีรีย์บทความที่ผมคิดได้ หลังจากเขียนเรื่องนี้เสร็จ อยากรู้เรื่องอะไรแนะนำมาได้ครับ ผมจะหาข้อมูลมาอธิบายให้เป็นบทความ
เครดิตข้อมูลที่ผมไปอ่าน จากเว็บเหล่านี้ครับ
https://geology.com/articles/rare-earth-elements/
http://www.inc.science.cmu.ac.th/thai/upload/article/file/2018-01-29-09-50-55-147878511.pdf
https://sites.google.com/site/resourcemanagemen00/kar-thlung-rae-thatu
https://www.bbc.com/news/world-17357863
http://m.th.xlrareearth.com/rare-earth/rare-earth-metal/gadolinium-metal-cas-no-7440-54-2.html
