การใช้ดินขาวเล็กน้อย

การบริโภคดินขาวกระจุกตัวอยู่ในอุตสาหกรรมกระดาษ ยาง เซรามิก วัสดุทนไฟ ใยแก้ว และซีเมนต์ อุตสาหกรรมการบริโภคที่มีขนาดเล็กกว่าแต่ยังคงมีความสำคัญ ได้แก่ สี พลาสติก กาว สารเคลือบหลุมร่องฟัน และตัวรองรับตัวเร่งปฏิกิริยา นอกเหนือจากอุตสาหกรรมเหล่านี้ ดินขาวยังถูกใช้ในปริมาณเล็กน้อยในหลายอุตสาหกรรม Roskill ประมาณการการบริโภคดินขาวนอกอุตสาหกรรมที่กล่าวถึงข้างต้นอยู่ที่ประมาณ 720,000 ตันในปี 2545

 

1.1การใช้ดินขาวในสารเคมี

 

ดินขาวใช้ในการผลิตอะลูมิเนียมซัลเฟตหรือที่เรียกว่าสารส้ม และเคยใช้ในการผลิตโลหะอะลูมิเนียมมาก่อน การใช้ดินขาวเป็นแหล่งของอลูมินาสำหรับการผลิตสารเคมีลดลงตามการเติบโตอย่างรวดเร็วของตลาดโลหะอะลูมิเนียม ส่งผลให้มีอะลูมินาไตรไฮเดรต (ATH) แพร่หลาย อลูมินาไตรไฮเดรตมีทั้งบริสุทธิ์มากกว่าดินขาวและมีสัดส่วนของอลูมินาที่สูงกว่า จึงเป็นวัตถุดิบตั้งต้นที่มีประสิทธิภาพมากกว่า

 

1.1.1อะลูมิเนียมซัลเฟต

 

อะลูมิเนียมซัลเฟตเกิดขึ้นในรูปแบบไฮเดรตหรือแอนไฮดรัส อะลูมิเนียมซัลเฟตไฮเดรตหรือสารส้ม (Al2[SO4]3.18H2O) วางตลาดในรูปแบบอุตสาหกรรม ไม่มีธาตุเหล็กต่ำ และปราศจากธาตุเหล็ก อะลูมิเนียมซัลเฟตเป็นเรื่องผิดปกติที่สามารถผลิตจากแร่บอกไซต์ ดินเหนียวธรรมชาติ อลูมินาไตรไฮเดรต และผลพลอยได้หรือวัตถุดิบอลูมินาที่ถูกปฏิเสธ

 

เกรดอุตสาหกรรมมักผลิตจากแร่บอกไซต์เกรดเคมี ซึ่งถูกย่อยด้วยกรดซัลฟิวริกที่อุณหภูมิ 110oC นานถึง 20 ชั่วโมง เกรดที่ปราศจากธาตุเหล็กและธาตุเหล็กที่บริสุทธิ์กว่านั้นผลิตในลักษณะเดียวกันกับเกรดอุตสาหกรรม ยกเว้นว่าปกติจะใช้อลูมินาไตรไฮเดรตและกรดซัลฟิวริก อะลูมิเนียมซัลเฟตที่ปราศจากเหล็กซึ่งเป็นวัสดุเกรดบริสุทธิ์ที่สุด ส่วนใหญ่จะใช้ในการผลิตกระดาษคุณภาพสูงเพื่อทำให้น้ำในกระบวนการมีความกระจ่างขึ้น ควบคุมค่า pH ของสารละลายเยื่อกระดาษ สีตกตะกอน และในการปรับขนาดกระดาษ เพื่อทำเช่นนี้และผลิตผลิตภัณฑ์ที่ปราศจากคราบ อะลูมิเนียมซัลเฟตจะต้องมี Fe2O3 น้อยกว่า 0.005%

  

1.1.1.1การใช้อะลูมิเนียมซัลเฟตในการบำบัดน้ำ

 

การใช้อะลูมิเนียมซัลเฟตที่พบบ่อยที่สุดคือในการบำบัดน้ำโดยใช้ปริมาณน้อยในการผลิตกระดาษและการใช้งานรองอื่นๆ การผลิตอะลูมิเนียมซัลเฟตในสหรัฐฯ ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับความต้องการสารตกตะกอนในตลาดบำบัดน้ำ ในสหรัฐอเมริกา การใช้อะลูมิเนียมซัลเฟตในการบำบัดน้ำได้รับแรงกดดันจากปัจจัยหลายประการ:

 

·มีการหยิบยกข้อกังวลเกี่ยวกับการกำจัดตะกอนที่เกิดจากการใช้อะลูมิเนียมซัลเฟตที่ทำจากอะลูมิเนียม

·การพัฒนาทางเทคโนโลยีช่วยให้สามารถนำอะลูมิเนียมซัลเฟตกลับมาใช้ใหม่และนำกลับมาใช้ใหม่ได้

·แข่งขันกับเกลืออะลูมิเนียมอื่นๆ เช่น โพลีอะลูมิเนียมคลอไรด์ (PAC) และวัสดุอื่นๆ รวมถึงเฟอร์ริกคลอไรด์และสารตกตะกอนโพลีเมอร์อินทรีย์

·ความกังวลเกี่ยวกับความเชื่อมโยงที่เป็นไปได้ระหว่างอะลูมิเนียมในน้ำประปากับโรคอัลไซเมอร์

 

1.1.1.2การใช้อะลูมิเนียมซัลเฟตในการผลิตกระดาษ

 

ในการผลิตกระดาษ อะลูมิเนียมซัลเฟตจะใช้ร่วมกับขัดสนเป็นตัวกำหนดขนาด เพื่อลดการแพร่กระจายของหมึกและน้ำเข้าสู่กระดาษ และปรับปรุงคุณภาพการพิมพ์ นอกจากนี้ โรซินยังใช้ทั้งที่มีหรือไม่มีอะลูมิเนียมซัลเฟต เป็นตัวปรับขนาดภายในในการผลิตกระดาษที่เป็นกรดและเป็นกลาง และใช้เป็นสารปรับขนาดพื้นผิวในการผลิตกระดาษที่เป็นกรด เป็นกลาง และอัลคาไลน์ ปริมาณสารตัวเติมที่เพิ่มขึ้นและการใช้คอมพิวเตอร์และเครื่องถ่ายเอกสารที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วกำลังผลักดันการบริโภคสารตัวเติมแร่ในตลาดขนาดกระดาษโลก

 

การใช้อะลูมิเนียมซัลเฟตเป็นตัวกำหนดขนาดในสหรัฐอเมริกาได้ลดลงเนื่องจากการเปลี่ยนไปใช้ตัวกำหนดขนาดที่เป็นกลาง ซึ่งส่วนใหญ่เป็นอัลคิลคีเทนไดเมอร์และอัลคีนิล ซัคซินิก แอนไฮไดรด์ ตามมาด้วยการเปลี่ยนจากการผลิตกระดาษที่เป็นกรดไปเป็นอัลคาไลน์ เมื่อโรงงานผลิตเยื่อกระดาษเปลี่ยนมาใช้ขนาดอัลคาไลน์ ปริมาณการใช้อะลูมิเนียมซัลเฟตจะลดลงระหว่าง 85% ถึง 90% การเปลี่ยนแปลงนี้ส่วนใหญ่เสร็จสิ้นแล้ว ดังนั้นการใช้อะลูมิเนียมซัลเฟตในการผลิตกระดาษของสหรัฐอเมริกาจึงลดลงอย่างรวดเร็ว

  

1.1.2อะลูมิเนียมคลอไรด์

 

อะลูมิเนียมคลอไรด์มีจำหน่ายในรูปแบบแอนไฮดรัส AlCl3 หรือ Al2Cl6, อะลูมิเนียมคลอไรด์เฮกซาไฮเดรต AlCl3.6H2O และเป็นสารละลายน้ำ 27.82%, 1.28g/cm3 (32o Baume) การผลิตเชิงพาณิชย์ดำเนินการโดยการทำปฏิกิริยาคลอรีนกับอะลูมิเนียมหลอมเหลวหรืออลูมินาในวัสดุอะลูมิเนียม เช่น ดินเหนียวหรือแร่อะลูมิเนียม โดยมีสารรีดักท์แทน คาร์บอน คาร์บอนมอนอกไซด์ ฟอสจีน หรือเตตระคลอโรมีเทนถูกใช้เป็นตัวรีดักท์ แต่ในกรณีของสารสองชนิดสุดท้าย รีดักแทนท์ที่เป็นก๊าซจะจ่ายทั้งตัวรีดักแทนท์คาร์บอนและส่วนหนึ่งของคลอรีนสำหรับการฮาโลเจนของอลูมินา

1.2การใช้ดินขาวในซีโอไลต์

 

ดินขาวเป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการผลิตซีโอไลต์สังเคราะห์โดยกระบวนการเปลี่ยนดินเหนียว ในกระบวนการนี้ ดินขาวจะถูกสร้างเป็นเม็ดไร้สารยึดเกาะ จากนั้นนำไปเผาที่อุณหภูมิระหว่าง 500oC ถึง 600oC เพื่อสร้างเมตาไคโอลิน จากนั้น เม็ดจะได้รับการบำบัดด้วยสารละลายอัลไคไฮดรอกไซด์เพื่อสร้างซีโอไลต์ A ที่เป็นเม็ด กระบวนการนี้ต้องใช้ไคโอลิไนต์ที่มีความบริสุทธิ์สูงเป็นวัตถุดิบตั้งต้น มีรายงานว่ามีเพียง Mizusawa Industrial Chemical ของญี่ปุ่นเท่านั้นที่ใช้กระบวนการนี้ในอดีตที่ผ่านมา และไม่ชัดเจนว่ายังคงใช้อยู่หรือไม่ ผู้ผลิตรายอื่นๆ ทั้งหมดใช้กระบวนการไฮโดรเจลที่ใช้โซเดียมอะลูมิเนต

  

1.3การประยุกต์ดินขาวในการเกษตร

 

ดินขาวและวัสดุอื่นๆ จำนวนเล็กน้อยถูกนำมาใช้ในงานเกษตรกรรม การใช้งานหลักคือเป็นพาหะและเจือจางในอาหารสัตว์ ปุ๋ย ยาฆ่าแมลง และผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง ข้อกำหนดเฉพาะสำหรับแร่ธาตุที่ใช้ในการเกษตรไม่ได้เข้มงวดเท่ากับข้อกำหนดสำหรับการใช้งานที่ซับซ้อนมากขึ้น ด้วยเหตุนี้การเลือกแร่จึงมักขึ้นอยู่กับราคาเป็นอย่างมาก

 

1.4การใช้ดินขาวในยาฆ่าแมลงและสารกำจัดศัตรูพืชอื่นๆ

 

สารตัวเติมแร่ถูกใช้เป็นพาหะและสารเจือจางสำหรับยาฆ่าแมลงและไบโอไซด์อื่นๆ ก่อนการใช้งาน จะต้องผสมไบโอไซด์กับตัวพาก่อนเพื่อให้ได้สารเข้มข้นที่ง่ายต่อการจัดเก็บและขนส่ง ตัวพาจะต้องมีความสามารถในการดูดซับสูง กระจายตัวได้ในของเหลว จึงสามารถพ่นได้ และไม่เฉื่อยทางเคมีในส่วนที่เกี่ยวข้องกับส่วนผสมออกฤทธิ์ของไบโอไซด์ ขนาดอนุภาคที่เล็กและมีความเสียดสีต่ำเพื่อหลีกเลี่ยงการอุดตันและการสึกหรอของหัวฉีดและอุปกรณ์การใช้งานอื่นๆ มากเกินไป

 

ขนาดอนุภาคของตัวพาโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 0.5 ไมครอนถึง 4 ไมครอน ความเข้มข้นของสารออกฤทธิ์ในสูตรอาจต่ำถึง 0.1% ในบางกรณี แต่โดยปกติจะอยู่ระหว่าง 5% ถึง 10% โดยน้ำหนัก การเลือกใช้ผู้ให้บริการจะขึ้นอยู่กับปัจจัยทางเทคนิค เช่น ขนาดอนุภาค และต้นทุน

 

แร่ธาตุที่ใช้บ่อยที่สุดที่ใช้เป็นพาหะและสารเจือจาง ได้แก่ ไดอะตอมไมต์ ดินฟูลเลอร์ ดินขาว แป้งโรยตัว ยิปซั่ม มะนาว เพอร์ไลต์ และไพโรฟิลไลท์ แร่ธาตุที่มีโครงสร้างเป็นแผ่นมีความเหมาะสมมากเนื่องจากช่วยรักษาสูตรบนพืช แร่ธาตุที่สามารถดูดซับได้สูง เช่น เบนโทไนต์และดินฟูลเลอร์ มักถูกนำมาใช้ในไบโอไซด์

 

1.6การใช้ดินขาวในปุ๋ย

 

แร่ธาตุหลายชนิดถูกนำมาใช้ในปุ๋ยในลักษณะเดียวกับที่ใช้ในยาฆ่าแมลงและไบโอไซด์ ที่ใช้กันมากที่สุด ได้แก่ ไดอะตอมไมท์ ดินฟูลเลอร์ แป้ง ยิปซั่ม มะนาว เพอร์ไลต์ ไพโรฟิลไลต์ เซปิโอไลต์ และแอตตาพูลไต์ ในบรรดาแร่ธาตุเหล่านี้ ไดอะตอมไมต์เป็นสารเฉื่อยทางเคมีมากที่สุด ดังนั้นจึงอาจใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด

 

ดินขาวสามารถใช้ในการผลิตแอมโมเนียมไนเตรตและปุ๋ยยูเรียได้ เนื่องจากวัสดุเหล่านี้มีคุณสมบัติละลายน้ำได้และยังละลายได้สูงอีกด้วย ซึ่งหมายความว่าวัสดุจะเกาะติดกันหากมีน้ำเพียงเล็กน้อยเท่านั้น เพื่อป้องกันสิ่งนี้ จึงมีการเติมสารป้องกันการจับตัวเป็นก้อน เช่น ดินขาว ในปริมาณระหว่าง 2 ถึง 3 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก

 

ปริมาณดินขาวที่ใช้ในปุ๋ยทั่วโลกน่าจะอยู่ที่ประมาณไม่กี่หมื่นตันต่อปี การบริโภคดินขาวของสหรัฐอเมริกาในการใช้งานเหล่านี้มีรายงานว่าอยู่ที่ 3,580 ตันในปี 2544

 

1.7การใช้งาน Kaolin ในยาและเครื่องสำอาง

 

ดินขาวถูกนำมาใช้ในทางการแพทย์และเครื่องสำอางเป็นเวลาหลายปีทั้งในรูปแบบรับประทานและเฉพาะที่

 

1.7.1เภสัชภัณฑ์

 

ในภาคเภสัชกรรม ดินขาวถูกใช้เป็นสารเจือจางและสารตัวเติมในยาบางชนิด ยาพอก และผสมกับมอร์ฟีนที่ใช้ในการรักษาภาวะทางเดินอาหารในลำไส้ คุณสมบัติการดูดซับของดินขาวสามารถลดอัตราการปล่อยยาภายในร่างกายและแม้แต่ปริมาณที่แท้จริงที่ร่างกายดูดซึมได้

 

1.7.2เครื่องสำอาง

 

การใช้ดินขาวในเครื่องสำอางหลักคือในแป้งทาหน้าซึ่งใช้เติมเพื่อดูดซับสารคัดหลั่งของผิวหนัง แป้งทาหน้าเป็นการผสมผสานระหว่างแป้งที่มีสีและแป้งที่มีกลิ่นหอมซึ่งใช้เพื่อเพิ่มลักษณะผิว วัสดุหลายชนิด รวมถึงไททาเนียมไดออกไซด์ ซิงค์ออกไซด์ และแมกนีเซียมออกไซด์ ถูกนำมาใช้เพื่อคุณสมบัติในการหุ้ม แป้ง สเตียเรต และแป้งช่วยในการกระจายผลิตภัณฑ์และยังให้ความรู้สึกเรียบเนียนกับพื้นผิว สารตัวเติมที่ใช้ ได้แก่ ชอล์ก แคลเซียมคาร์บอเนตตกตะกอน (PCC) แมกนีเซียมคาร์บอเนต แป้ง และดินขาวที่ดูดซับสารคัดหลั่งของผิวหนัง สบู่โลหะและแป้งโรยตัวช่วยเพิ่มการเกาะตัวของแป้ง ในขณะที่ชอล์กและ PCC ทำหน้าที่เป็นสารฟอกขาว