การแยกซิลิกาจากเถ้าลอยชีวมวลด้วยวิธีไฮโดรเทอร์มัลในสภาวะเบสและการตกตะกอนซิลิกาด้วยกรดอินทรีย์Extracting Silica from Biomass Fly Ash by Using Alkaline Hydrothermal Treatment and Silica Precipitation by Using Organic Acids

Abstract

งานศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาสภาวะเหมาะสมในการแยกและตกตะกอนซิลิกาจากเถ้าลอยชีวมวล ผลการศึกษาพบว่าสภาวะที่ดีที่สุดในการแยกซิลิกาจากเถ้าลอยในงานศึกษานี้ คือ การกระตุ้นเถ้าลอยด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่มีความเข้มข้น 3 โมลาร์ อัตราส่วนระหว่างเถ้าลอยและสารละลายที่ใช้ 1 : 10 กรัมต่อมิลลิลิตร ที่อุณหภูมิ 90oC เป็นเวลา 24 ชั่วโมง ผลการศึกษาชี้ว่าปัจจัยเหล่านี้มีความสำคัญต่อการละลายของซิลิกาจากเถ้าลอยชีวมวล การศึกษาการตกตะกอนซิลิกาด้วยสารละลายกรดอินทรีย์พบว่าการใช้กรดซิตริกและสภาวะการตกตะกอนที่ pH เท่ากับ 4 เป็นสภาวะที่ทำให้ซิลิกาตกตะกอนสูงสุด (ร้อยละ 98.5) ซึ่งเป็นเพราะสภาวะความเป็นกรดที่เพียงพอในการตกตะกอนและกรดอินทรีย์มีค่าการแตกตัวที่เหมาะสม ซิลิกาที่ผลิตได้ทำการวิเคราะห์ด้วยเครื่อง X-ray Diffraction และพบว่าเป็นซิลิกาแบบอสัณฐานการวิเคราะห์ด้วยเครื่อง X-ray Fluorescence พบว่าผลิตภัณฑ์ที่ได้มีซิลิกาเป็นองค์ประกอบหลักที่ร้อยละ 95.6 ดังนั้นการนำเถ้าลอยชีวมวลมาเป็นวัตถุดิบในการผลิตซิลิกาจึงเป็นแนวทางที่จะเพิ่มมูลค่าให้กับเถ้าลอยชีวมวลได้อย่างน่าสนใจ

This study aims to investigate the optimal condition to extract and precipitate silica from biomass fly ash. Results showed that the best condition to extract silica from fly ash in this study was by treating fly ash with 3M NaOH solution using fly ash-to-solution ratio of 1 : 10 g/ml at 90oC for 24 h. The findings indicate that these studied variables are of importance to the dissolution of silica from biomass fly ash. In the study on precipitating silica using organic acid solution, results showed that the use of citric acid and precipitation condition at pH of 4 were the appropriate conditions by giving the maximum silica precipitation (98.5%). This was because of sufficient acidic conditions to precipitate silica and the appropriate dissociation constant of organic acid. The obtained silica was analyzed by using X-ray diffraction was amorphous silica. X-ray fluorescence analysis showed that the obtained product was mainly composed of silica at 95.6%. Therefore, the use of biomass fly ash as a raw material for silica production is an interesting way to enhance value for biomass fly ash.