แก้วเป็นวัสดุที่ใช้วัตถุดิบหลักจากธรรมชาติ สามารถนำมาทำเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีรูปแบบหลากหลาย และสามารถใช้ในการกำจัดกากของเสียจากอุตสาหกรรมก่อนออกสู่สภาพแวดล้อม เทคโนโลยีการนำกลับมาใช้ใหม่หรือการป้องกันสภาพแวดล้อมได้มีการพัฒนาอย่างกว้างขวาง ได้แก่ กากสารพิษและกากกัมมันตรังสีจะถูกเปลี่ยนสภาพให้เป็นแก้วที่มีความเสถียรไม่เป็นอันตราย นอกจากนี้กากของเสียที่เปลี่ยนสภาพให้เป็นแก้วแล้วยัง อาจนำกลับมาใช้ทำผลิตภัณฑ์ใหม่หรือใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับอุตสาหกรรมอื่น ในปัจจุบันการกำจัดกากของเสีย โดยการฝังกลบมีค่าใช้จ่ายที่สูงขึ้น ดังนั้นการนำกากของเสียที่ผ่านกระบวนการทำให้เป็นแก้วแล้วนำกลับมาใช้ จึงมีความสำคัญเพิ่มขึ้น แต่หากกากของเสียที่ผ่านกระบวนการทำให้เป็นแก้วแล้วยังคงมีความเป็นพิษหลงเหลืออยู่จะต้องทำการจัดเก็บในสถานที่ที่เหมาะสม เพื่อป้องกันความเป็นพิษออกสู่สภาพแวดล้อม ซึ่งการทำให้เป็นแก้วนี้มีผลช่วยในการลดขนาดของเสีย ทำให้ลดค่าใช้จ่ายในการขนส่ง และพื้นที่ในการจัดเก็บ

การเกิดเนื้อแก้ว
การทำให้กากของเสียกลายเป็นแก้วสามารถทำได้โดยนำมาหลอมรวมกับออกไซด์ที่มีความสามารถทำให้เกิดแก้ว (glass former element) เช่น SiO2, B2O3, P2O3 ที่ได้จาก ทราย เศษขวดแก้ว เศษหลอดไฟ ดิน ปูนปลาสเตอร์ที่ใช้แล้ว ฯลฯ โดยสารที่เป็นพิษจะถูกสร้างพันธะระดับอะตอมในโครงสร้างของแก้ว ทำให้มีความคงทนและมีความเสถียรต่อสภาพแวดล้อมเป็นระยะเวลาที่ยาวนาน องค์การปกป้องสภาพแวดล้อม (Environmental Protection Agency, EPA) ของสหรัฐอเมริการายงานว่ากระบวนการที่ทำให้เกิดแก้วนั้นเป็นเทคโนโลยีที่เหมาะสมสำหรับการกำจัดกากกัมมันตรังสี เนื่องจากทำให้ขนาดของของเสียลดลงถึงร้อยละ 97 การลดขนาดมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการจัดเก็บกากของเสียที่ไม่สามารถนำกลับมาใช้ได้ใหม่ เมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีอื่นที่มี เช่นการทำให้กากของเสียเสถียรในซีเมนต์ ซึ่งไม่สามารถทำให้กากของเสียอยู่ในรูปที่เสถียรได้ดี และไม่ทนต่อการสลายตัวเนื่องจากมีรูพรุนสูงและไม่อยู่ในรูปที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้

กากของเสียที่นำมาทำให้อยู่ในรูปของแก้ว
กากอุตสาหกรรม (Industrial wastes)
กากอุตสาหกรรมสามารถทำให้เป็นแก้วโดยการนำมาหลอมรวมกับทรายในเตาไฟฟ้าแบบ electric arc เกิดเป็นแก้วหรือ กลาสเซรามิก กรณีที่เกิดเป็นกลาสเซรามิกสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้โดยใช้เป็นวัสดุขัดสี

หลอดภาพ (Cathod ray tube)
หลอดภาพโทรทัศน์ และจอภาพคอมพิวเตอร์ที่เป็นผลมาจากการขยายตัวด้านเทคโนโลยีสารสนเทศอย่างรวดเร็ว ทำให้มีของเสียดังกล่าวเพิ่มเป็นจำนวนมาก ก่อให้เกิดปัญหาที่ต้องหาพื้นที่ในการกำจัดโดยวิธีฝังกลบ ปัจจุบันในทวีปยุโรปสามารถนำกลับมาใช้ได้ถึงร้อยละ 65 โดยไม่ลดคุณภาพของแก้วที่ได้

กากของเสียจากอุตสาหกรรมเหมืองแร่ (Mining industrial wastes)
กากของเสียจากอุตสาหรรมการทำเหมือง เกิดจากกระบวนการแต่งแร่ที่ต้องการทำให้แร่บริสุทธิ์ เช่น ตะกันที่มาจากน้ำทิ้งและหางแร่จากการทำเหมืองที่มีแคดเมียมปนเปื้อน การกำจัดด้วยการทำเป็นซีเมนต์ยังมีข้อบกพร่อง แต่การกำจัดโดยการใช้แก้วในระบบ Na2O-CaO-SiO2 ทำให้สามารถนำกากของเสียกลับมาใช้ใหม่ได้ แก้วที่ได้มีองค์ประกอบสม่ำเสมอและมีปริมาตรลดลงถึงร้อยละ 93

สารตะกั่ว (Lead paint)
ตะกั่งแดงเป็นสารที่ใช้กันอย่างกว้างขวางในโครงสร้างของโลหะเพื่อควบคุมการกัดกร่อน การเคลือบด้วยตะกั่วเป็นปัญหาในวงกว้าง โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมทางการทหาร จึงได้มีการพัฒนาเทคโนโลยีในการกำจัดด้วยระบบการพ่นแก้วหลอมที่อุณหภูมิสูง (Thermal spay vitrification) เพื่อแยกส่วนที่เคลือบด้วยตะกั่วออกจากโครงสร้างของโลหะ กระบวนการนี้จะใช้แก้วหลอมพ่นลงบนพื้นผิวแก้วที่ร้อน สารอนินทรีย์จะระเหย และการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิขณะเย็นตัวทำให้เกิดความเครียด เป็นผลให้ดึงส่วนที่เคลือบออกจากผิวโลหะ

แร่ใยหิน (Asbestos-containing materials)
แนวทางในการกำจัดแร่ใยหิน ที่ใช้เป็นวัสดุฉนวนและกันการกระแทกในการขนส่งโดยปกติคือการฝังกลบ ซึ่งต้องอาศัยเนื้อที่ขนาดใหญ่ จึงได้มีการพัฒนาสูตรแก้วที่ใช้แร่ใยหินและเศษปูนพลาสเตอร์เป็นวัตถุดิบคือ แก้ว Palex เป็นแก้วอัลคาไลแมกนีเซียมซิลิเกต ที่มีปริมาณของแมกนีเซียมสูงและมีแคลเซียมที่ได้จากปูนปลาสเตอร์ กระบวนการทำให้เกิดแก้วจะไปทำลายเส้นใยของแร่ใยหินซึ่งเป็นพิษทำให้เป็นกลายแก้ว หรือ

กลาสเซรามิก
การจัดการกากกัมมันตรังสี (Radioactive waste management) แม้ว่ายังไม่มีรายงานที่ว่าแก้วนั้นเป็นตัวกลางที่จะปรับสภาพความเป็นพิษของกากกัมมันตรังสีได้อย่างสมบูรณ์ แต่การทำให้กากกัมมันตรังสีเป็นแก้วจะทำให้มีความเสถียรและเป็นวิธีการที่ดีที่สุดในการจัดการกับกากกัมมันตรังสี ปัจจุบันเทคโนโลยีนี้ได้ถูกนำมาใช้แล้วในประเทศอังกฤษ ฝรั่งเศส เยอรมันนี เบลเยี่ยม ญี่ปุ่น รัสเซีย และสหรัฐอเมริกา

เรียบเรียงจาก
Marra J. C. and Jantzen C. M., Glass-An Environmental Protector, Ceramicbulletin, November
2004, p.12-16.

ผู้เขียน: เอกรัฐ มีชูวาศ

กลุ่มวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีเซรามิก สำนักเทคโนโลยีชุมชน
กรมวิทยาศาสตร์บริการ
กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี