อุตสาหกรรมหลอมอะลูมิเนียม คือ อุตสาหกรรมที่นำอะลูมิเนียมมาหลอมก่อนหล่อหรือรีดเพื่อขึ้นรูปเป็นผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ เช่น ชิ้นส่วนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ยานยนต์ เครื่องจักร วัสดุก่อสร้าง โดยประเทศไทยมีค่าเฉลี่ยการหลอมมากกว่า 5 แสนตันต่อปี ทั้งเพื่อการใช้ประโยชน์ภายในประเทศและส่งออก อย่างไรก็ตามแม้กิจกรรมการหลอมจะสร้างมูลค่าทางเศรษฐกิจสูงถึง 70,000 ล้านบาทต่อปี แต่ก็ปฏิเสธไม่ได้ว่าเป็นกิจกรรมที่ก่อผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมสูงหากขาดการจัดการที่เหมาะสม
กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (อว.) โดยศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) วิจัยแนวทางการปรับปรุงกระบวนการหลอมโดยเลือกใช้ชนิดและปริมาณฟลักซ์ (flux) ที่เหมาะสม และกระบวนการจัดการตะกรันเกลือที่เกิดจากกระบวนการหลอม เพื่อลดต้นทุนการผลิตและการสร้างผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ทั้งนี้การวิจัยได้รับทุนสนับสนุนจากกรมอุตสาหกรรมพื้นฐานและการเหมืองแร่ (กพร.) กระทรวงอุตสาหกรรม และบริษัทแคป โกลบอล อลูมิเนียม จำกัด
อมรศักดิ์ เร่งสมบูรณ์ วิศวกรอาวุโส ทีมวิจัยเทคโนโลยีการผลิตอะลูมิเนียม เอ็มเทค สวทช. อธิบายว่าในกระบวนการหลอมอะลูมิเนียม อะลูมิเนียมจะทำปฏิกิริยากับอากาศจนเกิดเป็นอะลูมิเนียมออกไซด์ ซึ่งส่งผลต่อสมบัติทางกลและกายภาพของชิ้นงานที่หล่อ ผู้ผลิตจึงต้องใส่สารฟลักซ์ (flux) หรือสารประกอบเกลือเพื่อลดการเกิดปฏิกิริยาดังกล่าว นอกจากนี้ฟลักซ์ยังทำหน้าที่ดึงดรอส (dross) ซึ่งประกอบด้วยอะลูมิเนียมออกไซด์และสิ่งสกปรกที่เจือปนในอะลูมิเนียมให้ลอยขึ้นสู่ผิวหน้าด้วย โดยโรงงานจะตักแยกดรอสมาหลอมใหม่และใส่สารฟลักซ์เพื่อดึงดรอสออกต่ออีกประมาณ 2 ครั้ง จนดรอสที่ได้มีปริมาณอะลูมิเนียมหลงเหลือต่ำกว่าร้อยละ 10 หรือมีสารประกอบหลักเป็นเกลือ ซึ่งในทางอุตสาหกรรมจะเรียกสารนี้ว่า ตะกรันเกลือ (salt slag)
“เมื่อดรอสมีสภาพเหลือเป็นตะกรันเกลือ ผู้ประกอบการส่วนใหญ่มักจัดการต่อด้วยการฝังกลบ เพราะไม่คุ้มค่าที่จะลงทุนแยกอะลูมิเนียมต่อ อย่างไรก็ตามการฝังกลบที่ได้มาตรฐานมีค่าใช้จ่ายค่อนข้างสูง เพราะตะกรันเกลือมีส่วนประกอบเป็นเกลือที่ละลายในน้ำได้จึงอาจก่อให้เกิดมลพิษทางน้ำ นอกจากนี้ยังปล่อยก๊าซต่าง ๆ เช่น แอมโมเนีย ไฮโดรเจน มีเทน ในระดับที่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมด้วย ดังนั้นหากผู้ประกอบการเลือกใช้กระบวนการฝังกลบที่มีประสิทธิภาพไม่มากพอ ก็อาจส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมทั้งทางดิน น้ำ และอากาศได้”
จากปัญหามลพิษที่เกิดขึ้น สหภาพยุโรปได้ออกมาตรการห้ามฝังกลบตะกรันเกลือมาตั้งแต่ปี 2543 ประเทศไทยจึงควรเร่งศึกษา วิจัย และพัฒนากระบวนการจัดการตะกรันเกลือที่มีประสิทธิภาพและเหมาะสมกับบริบทของประเทศ เพื่อเตรียมพร้อมรับมือกับข้อกีดกันทางการค้าที่อาจเกิดขึ้นในอนาคตอันใกล้ ดังที่ยุโรปได้เริ่มใช้มาตรการ CBAM (Carbon Border Adjustment Mechanism) หรือมาตรการปรับคาร์บอนก่อนข้ามพรมแดน เพื่อควบคุมการนำเข้าผลิตภัณฑ์อะลูมิเนียมที่กระบวนการผลิตมีการปล่อยคาร์บอนสูงตั้งแต่ช่วงปลายปี 2566
อมรศักดิ์อธิบายต่อว่า ที่ผ่านมาทีมวิจัยได้ร่วมกับบริษัทแคป โกลบอล อลูมิเนียม จำกัด พัฒนากระบวนการผลิต ด้วยการเลือกชนิดของฟลักซ์และปริมาณการใช้ฟลักซ์ที่เหมาะสมกับสูตรการหลอมของโรงงาน ซึ่งนอกจากจะใช้ประโยชน์อะลูมิเนียมมาได้มากขึ้นแล้ว ยังใช้ฟลักซ์ในกระบวนการผลิตลดลง จึงช่วยลดทั้งต้นทุนการผลิตและปริมาณตะกรันเกลือที่ต้องกำจัดทิ้งได้เป็นอย่างดี อีกทั้งยังลดปริมาณสารที่ก่อให้เกิดมลพิษลงได้ด้วย นอกจากการวิจัยข้างต้นทีมวิจัยยังได้ร่วมกับบริษัทฯ ทำวิจัยกระบวนการปรับสภาพดรอสเพื่อลดปริมาณคลอไรด์ให้เหลือต่ำกว่าร้อยละ 1 และลดการปล่อยก๊าซแอมโมเนียซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต
“อะลูมิเนียมที่สกัดได้สามารถนำกลับเข้ากระบวนการหลอมเพื่อขึ้นรูปเป็นผลิตภัณฑ์หลักของโรงงาน ส่วนอะลูมิเนียมออกไซด์ที่ได้มีคุณสมบัติเหมาะแก่การใช้เป็นวัสดุในอุตสาหกรรมเซรามิกส์เพราะมีความแข็งแรงและทนทางสูง ทีมวิจัยจึงมีแนวทางที่จะพัฒนาเป็นคันกั้นดินเพราะตอบโจทย์ทั้งเรื่องความแข็งแรงทนทาน และยังมีรูปแบบการใช้งานลักษณะเดียวกับการฝังกลบ ซึ่งช่วยลดการปล่อยมลพิษจากวัสดุได้ด้วย โดยหลังจากนี้ทีมวิจัยยังมีแผนทำงานร่วมกับนักวิจัยเอ็มเทค สวทช. ที่มีความเชี่ยวชาญด้านเซรามิกส์ เพื่อศึกษาวิธีการนำไปใช้ผลิตเป็นผลิตภัณฑ์เซรามิกส์ชนิดอื่น ๆ ที่ตอบโจทย์ความต้องการของตลาดและสร้างมูลค่าเพิ่มได้มากขึ้น เช่น อิฐทนไฟ อิฐบล็อกรูพรุน จีโอพอลิเมอร์”
แม้ตะกรันเกลือจะเป็นสารพิษอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม แต่หากมีเทคโนโลยีที่เหมาะสมมาใช้จัดการ ก็จะนำสารประกอบต่าง ๆ วนกลับมาใช้ประโยชน์ใหม่ตามหลักเศรษฐกิจหมุนเวียนได้ นอกจากตัวอย่างข้างต้นแล้ว ก๊าซพิษต่าง ๆ ที่ตะกรันเกลือปล่อยก็นำมาใช้ประโยชน์ต่อได้เช่นกัน เช่น ไฮโดรเจนและมีเทนเหมาะแก่การใช้เป็นเชื้อเพลิงภายในโรงงาน ส่วนก๊าซแอมโมเนียนำไปแปรรูปเป็นปุ๋ยบำรุงพืชได้
อมรศักดิ์อธิบายถึงการดำเนินงานในปัจจุบันว่า ตั้งแต่ช่วงปลายปี 2567 ที่ผ่านมา ทีมวิจัยได้ร่วมกับบริษัทฯ เดินหน้าพัฒนากระบวนการลดต้นทุนการบำบัดสารละลายเกลือความเข้มข้นสูงที่เกิดจากกระบวนการสกัดแยกส่วนประกอบตะกรันเกลือข้างต้น โดยได้รับทุนสนับสนุนจาก กพร. ซึ่งคาดว่าการวิจัยจะประสบความสำเร็จและเตรียมเผยแพร่องค์ความรู้แก่ผู้ประกอบการอุตสาหกรรมอะลูมิเนียมได้ภายในปลายปีนี้ โดยแนวทางที่ทีมวิจัยตั้งใจจะพัฒนาคือ การใช้กระบวนการความร้อนในการตกผลึกสารประกอบเกลือ เพื่อนำสารที่ได้ไปปรับสภาพให้เหมาะแก่การใช้เป็นฟลักซ์ในกระบวนการหลอม ซึ่งกระบวนการแปรรูปนี้ยังคงมีต้นทุนการผลิตสูง ทั้งวัสดุที่ใช้ผลิตเครื่องจักร และเชื้อเพลิงที่ต้องใช้ในการระเหยน้ำปริมาณมากออกจากเกลือ ทีมวิจัยจึงตั้งเป้าพัฒนาวิธีลดต้นทุนการแปรรูปให้ได้มากที่สุด เพื่อให้ผู้ประกอบการไทยก้าวผ่านกำแพงสำคัญนี้ไปได้ ทั้งในมุมการลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ลดข้อกีดกันทางการค้า และความคุ้มค่าในการลงทุน
“หากการวิจัยและพัฒนากระบวนการลดต้นทุนการจัดการตะกรันเกลืออย่างมีประสิทธิภาพประสบความสำเร็จทั้งในระดับห้องปฏิบัติการและระดับอุตสาหกรรมแล้ว ทีมวิจัยมีแผนจะขอรับทุนสนับสนุนจากภาครัฐเพื่อจัดทำฐานข้อมูลกระบวนการลดการใช้ฟลักซ์ในกระบวนการหลอมและการจัดการตะกรันเกลือที่มีพารามิเตอร์ครอบคลุมรูปแบบหลักของสารที่พบในโรงงานหล่ออะลูมิเนียมประเทศไทย เพื่อให้ผู้ประกอบการไทยนำเทคโนโลยีไปใช้งานได้ง่ายและรวดเร็วทันต่อสถานการณ์โลก อย่างไรก็ตามการเปลี่ยนผ่านเทคโนโลยีเพื่อลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมมีค่าใช้จ่ายที่ผู้ประกอบการต้องแบกรับค่อนข้างสูง ดังนั้นหากรัฐบาลให้การสนับสนุนอย่างเหมาะสม การที่อุตสาหกรรมอะลูมิเนียมไทยจะผันตัวสู่อุตสาหกรรมที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมได้ ก็จะไม่ใช่เรื่องไกลเกินเอื้อม” อมรศักดิ์กล่าวทิ้งท้ายถึงความตั้งใจ
สำหรับผู้ประกอบที่สนใจติดต่อสอบถามรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่ คุณระพีพันธ์ ระหงษ์ เบอร์โทรศัพท์ 0 2564 6500 ต่อ 4789 หรืออีเมล rapeepr@mtec.or.th
เรียบเรียงโดย ภัทรา สัปปินันทน์ ฝ่ายสร้างสรรค์สื่อและผลิตภัณฑ์ สวทช.
อาร์ตเวิร์กโดย ภัทรา สัปปินันทน์
ที่มาภาพ/ข้อมูล : https://www.nstda.or.th/home/news_post/sci-update-aluminium-dross/
