ເຕາໄຟສຳລັບການທົດລອງດ້ວຍໄຟ: ຫຼັກການ ແລະ ການນຳໃຊ້

ສິ່ງທີ່ເປັນເຄື່ອງຫຼຸດແຫວນແມ້ແມ່ນຫຍັງ?
ເຕົາຄູເປລເລຊັນແມ່ນເຕົາທີ່ຖືກອອກແບບເພື່ອໃຊ້ໃນຂັ້ນຕອນ "ຄູເປລເລຊັນ" ຂອງວິທີການທົດສອບຄຳດ້ວຍໄຟ. ໜ້າທີ່ຫຼັກຂອງມັນແມ່ນການຂັບໄນ້ທີ່ເປັນທາດປະກອບພ້ອມທັງທາດອື່ນໆອອກຈາກ "ບັດທີ່ເຮັດຈາກທາດໄນ້"—ເຊິ່ງຫໍ່ຫຸ້ມທາດມີຄຸນຄ່າສູງເຊັ່ນ: ຄຳ ແລະ ເງິນ—ຜ່ານຂະບວນການລະລາຍທີ່ມີອົກຊີເຈັນ. ຜົນສຸດທ້າຍຈະໄດ້ເມັດທີ່ເຮັດຈາກທາດມີຄຸນຄ່າສູງທີ່ບໍ່ປົນເປື້ອນ, ເຊິ່ງຈະຖືກນຳໄປຊົ່ວງຢ່າງຖືກຕ້ອງ ແລະ ນຳໄປຄຳນວນເນື້ອໃນທາດມີຄຸນຄ່າສູງຂອງຕົວຢ່າງເດີມ.
ຫຼັກການຂອງຂະບວນການຄູເປລເລຊັນ
ຂະບວນການຄູເປລເລຊັນອີງໃສ່ຫຼັກການດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
1. **ຄວາມແຕກຕ່າງໃນລັກສະນະການເກີດອັກຊິເດຊັນ:** ໃຕ້ສະພາບການທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງ (ປົກກະຕິແລ້ວຢູ່ໃນໄລຍະ 850–950°C) ແລະ ການລົມທີ່ຫຼື້ນຕໍ່ເນື່ອງ, ປະກົດການຂອງທາດດີບ (Pb) ຈະເກີດອັກຊິເດຊັນຢ່າງງ່າຍດາຍເປັນທາດດີບອັກໄຊດ໌ (PbO).
2. **ການດູດຊຶມ ແລະ ການຫຼື້ນ:** ທາດດີບອັກໄຊດ໌ມີສະພາບເປັນຂອງເຫຼວ ແລະ ຖືກດູດຊຶມເຂົ້າໄປໃນຖ້ວຍຄູເປິນ (cupel) ທີ່ມີຮູບເປັນຮູ່ຈຸ່ມ (ເຮັດຈາກເຂົ້າເລືອດຫຼື ແມກນີເຊຍ) ເຊັ່ນດຽວກັບທີ່ແຜ່ນຟອງດູດຊຶມນ້ຳ.
3. **ການບໍ່ເກີດອັກຊິເດຊັນຂອງທາດມີຄ່າສູງ:** ທາດມີຄ່າສູງ—ເຊັ່ນ: ເງິນ, ໂລຫະທີ່ມີຄ່າສູງໃນກຸ່ມພາສະຕິນັມ—ບໍ່ເກີດອັກຊິເດຊັນໃຕ້ສະພາບການເຫຼົ່ານີ້. ມັນຈະຄົງຢູ່ເທິງໜ້າເນື້ອຂອງຖ້ວຍຄູເປິນໃນຮູບແບບຂອງເມັດໂລຫະທີ່ຫຼື້ນ; ເມື່ອທາດດີບເກີດອັກຊິເດຊັນແລະຖືກດູດຊຶມອອກໄປ, ທາດມີຄ່າສູງເຫຼົ່ານີ້ຈະເລີ່ມເຂົ້າມາລວມຕົວກັນຢ່າງຊັ້ນທີ່ເປັນເມັດເງົາເງົາທີ່ເຫັນໄດ້ຊັດເຈນ ເຊິ່ງເອີ້ນວ່າ "ເມັດທາດມີຄ່າສູງ" (ຫຼື prill).
ອຸປະກອນ ແລະ ວັດຖຸທີ່ສຳຄັນ
1. **ເຕົາຄູເປິນເອງ:**
◦ **ປະເພດ:** ເຕົາທີ່ທັນສະໄໝໃນປັດຈຸບັນມັກເປັນເຕົາໄຟຟ້າປະເພດກ່ອງ (box-type electric resistance furnaces) ທີ່ຕິດຕັ້ງລະບົບຄວບຄຸມອຸນຫະພູມທີ່ມີຄວາມຖືກຕ້ອງສູງ (PID control).
◦ **ຄວາມຕ້ອງການ:** ມີຕົວແທນຂອງເຕົາໄຟຕ້ອງມີຂະໜາດພໍສຳລັບການຈັດວາງຖ້ວຍທີ່ໃຊ້ໃນການທົດສອບ (cupels) ໄດ້ຫຼາຍອັນໃນເວລາດຽວກັນ ແລະ ຮັບປະກັນການຮ້ອນຢ່າງທົ່ວທັ້ງ. ປະຕູຂອງເຕົາໄຟມັກຈະມີຊ່ອງເປີດທີ່ສາມາດປັບໄດ້ເພື່ອໃຫ້ອາກາດລົມເຂົ້າໄດ້ ແລະ ສາມາດສັງເກດເຫັນໄດ້ດ້ວຍຕາ.
◦ **ຊ່ວງອຸນຫະພູມ:** ອຸນຫະພູມສູງສຸດທີ່ເຕົາໄຟສາມາດບັນລຸໄດ້ຕ້ອງເກີນ 1100°C, ໂດຍຊ່ວງອຸນຫະພູມທີ່ໃຊ້ງານທົ່ວໄປແມ່ນປະມານ 900–1000°C.
2. **ຖ້ວຍທີ່ໃຊ້ໃນການທົດສອບ (Cupels):**
◦ **ໜ້າທີ່:** ແມ່ນເຄື່ອງບັນຈຸທີ່ໃຊ້ໃນການປະຕິກິລິຍາ cupellation, ແລະ ແມ່ນສື່ກາງທີ່ສຳຄັນໃນການດຶດຊືມ lead oxide.
◦ **ວັດຖຸທີ່ໃຊ້ເຮັດ:**
■ **ຖ້ວຍທີ່ເຮັດຈາກເຂົ້າເຄື່ອງຫຼັງ (Bone Ash Cupels):** ຖືກຜະລິດດ້ວຍການອັດເຂົ້າເຄື່ອງຫຼັງ (ເປັນເຄື່ອງຫຼັງທີ່ໄດ້ຈາກການເຜົາໄຟຂອງເຊື້ອສານສັດ, ເຊິ່ງເປັນສ່ວນໃຫຍ່ປະກອບດ້ວຍ calcium phosphate). ນີ້ແມ່ນວັດຖຸທີ່ໃຊ້ມາແຕ່ດົນເດີມ ແລະ ໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງທີ່ສຸດ, ມີຄຸນສົມບັດໃນການມີຮູບເປີດ (porosity) ດີ ແລະ ມີຄວາມສາມາດໃນການດຶດຊືມທີ່ເຂັ້ມແຂງ.
■ **ຖ້ວຍຄູເປີລ໌ແບບເມກນີເຊຍ:** ຜະລິດຈາກອົກຊີເດີຂອງແມກນີເຊຽມ (magnesium oxide). ຖ້ວຍຄູເປີລ໌ເຫຼົ່ານີ້ມີຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ອຸນຫະພູມສູງ, ແຕ່ຄຸນສົມບັດດ້ານຮູບຮ່າງທີ່ມີຮູເລືອນ (porosity) ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການດູດຊຶມ (absorption) ຈະແຕກຕ່າງໄປເລັກນ້ອຍຈາກຖ້ວຍຄູເປີລ໌ທີ່ຜະລິດຈາກເຂົ້າເລືອດ (bone ash).
◦ **ການປີ້ບປຸງລ່ວງໆ:** ຖ້ວຍຄູເປີລ໌ໃໝ່ມັກຈະຕ້ອງໄດ້ຮັບການເຜົາລ່ວງໆ (pre-firing) ຢູ່ທີ່ອຸນຫະພູມຂອງຂະບວນການຄູເປີລ໌ (cupellation temperature) ເພື່ອໃຫ້ຄຸນສົມບັດທາງຮ່າງກາຍຂອງມັນເສຖຽນ. ຂະບວນການຄູເປີລ໌
1. ການເຮັດໃຫ້ຮ້ອນລ່ວງໆ: ເພີ່ມອຸນຫະພູມຂອງເตาຄູເປີລ໌ໃຫ້ໄດ້ຈຸດທີ່ຕັ້ງໄວ້ (ຕົວຢ່າງເຊັ່ນ: 920°C) ແລ້ວນຳຖ້ວຍຄູເປີລ໌ໄປວາງໄວ້ໃນເຕາເພື່ອເຮັດໃຫ້ຮ້ອນລ່ວງໆ.
2. ການນຳເອົາກົນເລືອດ (lead button) ໃສ່: ໃຊ້ຄີມທີ່ມີດ້າມຍາວຈັບກົນເລືອດທີ່ໄດ້ຈາກຂະບວນການ "ການລະລາຍ" ຂັ້ນຕົ້ນ (ເຊິ່ງໃນປັດຈຸບັນມີທັງເງິນແລະທອງຄຳຈາກຕົວຢ່າງທັງໝົດ) ແລ້ວວາງໄວ້ຢູ່ສ່ວນກາງຂອງຖ້ວຍຄູເປີລ໌ທີ່ໄດ້ຮັບການເຮັດໃຫ້ຮ້ອນລ່ວງໆແລ້ວຢ່າງໄວວາ.
3. ຂະບວນການຄູເປີລ໌:
◦ ເປີດປະຕູເຕາໄວ້ເລັກນ້ອຍເພື່ອຮັບປະກັນວ່າຈະມີອາກາດເຂົ້າໄປໃນເຕາຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ.
◦ ປຸ່ມທີ່ເປັນທີ່ນຳຫຼວງຈະລະລາຍຢ່າງໄວວາ, ແລະ ຜິວຂອງມັນເລີ່ມເກີດການເກີດອັກຊີເດືອນ, ເຮັດໃຫ້ເກີດເປືອກບາງໆຂອງສານເປັນທີ່ນຳຫຼວງອັກຊີເດືອນ. ເມື່ອການເກີດອັກຊີເດືອນດຳເນີນໄປ, ລະດັບຂອງທີ່ນຳຫຼວງທີ່ລະລາຍຈະຫຼຸດລົງ, ແລະ ອົງປະກອບທີ່ມີຄຸນຄ່າຈະເລີ່ມປະກົດຂຶ້ນ.
◦ ການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມຂອງເตาເຜົາແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນຢ່າງຍິ່ງ: ຖ້າອຸນຫະພູມສູງເກີນໄປ, ສານເປັນທີ່ນຳຫຼວງອັກຊີເດືອນຈະບໍ່ຖືກດູດຊຶມໄດ້ຢ່າງງ່າຍດາຍ; ສິ່ງນີ້ອາດຈະເຮັດໃຫ້ເກີດການປະກົດຂຶ້ນຂອງດົມນ້ຳມັນນ້ອຍໆທີ່ເອີ້ນວ່າ "flashing" ເຊິ່ງຈະເຮັດໃຫ້ສູນເສຍອົງປະກອບທີ່ມີຄຸນຄ່າ. ຖ້າອຸນຫະພູມຕ່ຳເກີນໄປ, ສານເປັນທີ່ນຳຫຼວງອັກຊີເດືອນຈະແຂງຕົວເປັນເปลືອກ, ຫຸ້ມອົງປະກອບທີ່ມີຄຸນຄ່າໄວ້ ແລະ ຈະເຮັດໃຫ້ຂະບວນການ cupellation ລົ້ມເຫຼວ.
4. ພະເຫັນການ "Flashing":
◦ ເມື່ອທຸກໆຮ່ອຍຂອງທາດເປີດໄດ້ຖືກອັກຊິໄດສ໌ແລະນຳອອກອອກຢ່າງສົມບູນ—ແລະຮ່ອຍທີ່ເຫຼືອຂອງອັກຊິດຂອງທາດເຄມີພື້ນຖານກໍຖືກດູດຊຶມໄປດ້ວຍ—ເມັດທີ່ເປັນທາດເຄມີທີ່ມີຄຸນຄ່າສູງ ທີ່ກ່ອນໜ້ານີ້ເບື່ອງເນື່ອງຈາກຊັ້ນຂອງທາດເປີດອັກຊິດທີ່ຄຸມຢູ່ ຈະເລີ່ມເຫັນເງົາເຂົ້າມາຢ່າງເຂັ້ມແຂງ. ພະເພນອມີນີ້ເອີ້ນວ່າ "ການແສງ" (ຫຼື "ການເງົາ") ແລະເປັນສັນຍານທີ່ຊັດເຈນວ່າຂະບວນການຄູເປັລເລຊັນໄດ້ສິ້ນສຸດລົງແລ້ວ.
5. ການນຳອອກແລະການເຢັນ:
◦ ທັນທີທີ່ເກີດການແສງຂຶ້ນ ໃຫ້ດຶງຄູເປັລອອກຈາກຊ່ອງເຂົ້າເຕົາໄປຍັງທາງເຂົ້າທັນທີ. ຫຼັງຈາກໃຫ້ມັນຢູ່ໃນສະພາບທີ່ສະເໝີພາກສັ້ນໆ ແລ້ວຈຶ່ງນຳອອກທັງໝົດ ແລະວາງລົງໃສ່ບອດເອສບີໂສດເພື່ອໃຫ້ເຢັນ.
◦ ເມື່ອເຢັນດີແລ້ວ ໃຫ້ໃຊ້ຄີມຈັບເອົາເມັດທີ່ເປັນທາດເຄມີທີ່ມີຄຸນຄ່າສູງ ທີ່ເງົາແລະມີຮູບຮ່າງກົມເຂົ້າມາຈາກຄູເປັລ.

ການນຳໃຊ້ຄູເປັລເລຊັນໃນສະໄໝທັນສະໄໝ
ເຖິງແມ່ນວ່າເຕັກນິກການວິເຄາະດ້ວຍເຄື່ອງມືທີ່ທັນສະໄໝ (ເຊັ່ນ: ICP-MS) ຈະມີຄວາມທັນສະໄໝສູງ, ແຕ່ວິທີການທົດສອບດ້ວຍໄຟ–ຄູເປັລເລຊັນຍັງຄົງເປັນ:
• ວິທີການສາກົນມາດຕະຖານສຳລັບໂຮງງານກົງເຄື່ອງເງິນແລະເງິນຄຳ ເພື່ອກຳນົດຄວາມບໍລິສຸດ (ຄວາມສຸດທິ) ຂອງບັນດາບານທີ່ປະກອບດ້ວຍຄຳແລະເງິນຄຳ ແລະ ບັນດາບານເງິນຄຳດິບ.
• ວິທີການອ້າງອີງໃນການວິເຄາະດ້ານພູມີສາດ ແລະ ສາຂາເຄື່ອງເປີດເຜີຍທຳມະຊາດ ເພື່ອດຳເນີນການວິເຄາະຢ່າງເປັນທາງການ ແລະ ກຳນົດຄ່າທີ່ຮັບຮອງແລ້ວໃຫ້ກັບວັດຖຸອ້າງອີງ.
• ວິທີການທີ່ນິຍົມໃຊ້ໃນການກູ້ຄືນເງິນຄຳທີ່ມີຄຸນຄ່າ ແລະ ການທົດສອບເຄື່ອງເງິນ ເພື່ອປະມວນຜົນວັດຖຸທີ່ມີປະກອບເຄມີທີ່ສັບສົນ.
ສະຫຼຸບ
ເຕົາທີ່ໃຊ້ໃນຂະບວນການຄູເປັລເລຊັນ (cupellation) ມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍກວ່າເຄື່ອງຈັກທີ່ໃຊ້ໃນການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນເທົ່ານັ້ນ; ມັນເປັນລະບົບທີ່ຖືກອອກແບບຢ່າງແນ່ນອນເພື່ອສະໜັບສະໜູນການປະຕິກິລິຍາທາງຟີຊິກ-ເຄມີທີ່ເປັນເອກະລັກ—ໂດຍສະເພາະແມ່ນການເກີດອັກຊີເດຊັນທີ່ເລືອກໄດ້ ແລະ ການດູດຊຶມ. ມັນເຊື່ອມຕໍ່ຄວາມຮູ້ທາງເຄມີດັ້ງເດີມ—ໂດຍສະເພາະການໃຊ້ທາດດີດ (lead) ເພື່ອຈັບທອງຄຳ ແລະ ເງິນ ຕາມດ້ວຍການແຍກທາດດີດອອກຜ່ານການເກີດອັກຊີເດຊັນ—ເຂ้าກັບເຕັກໂນໂລຊີການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມໃນສະໄໝທັນສະໄໝ. ເປັນຂະບວນການສຸດທ້າຍໃນຂະບວນການທົດສອບດ້ວຍໄຟ (fire assay), ເຕັກນິກນີ້ສາມາດແຍກ ແລະ ເຮັດໃຫ້ເຂັ້ມຂຸ້ນລະດັບຕ່ຳຫຼາຍຂອງທອງຄຳ ແລະ ເງິນຈາກມວນສານທີ່ມີລະດັບສູງຂອງທາດເລືອນ (base metals) ໄດ້ຢ່າງເກືອບເຕັມທີ່, ໂດຍເປັນພື້ນຖານສຳລັບການວັດແທກທີ່ມີຄວາມຖືກຕ້ອງສູງທີ່ສຸດຕໍ່ໄປ.
ດັ່ງນັ້ນ, ໃນຂະບວນການວິເຄາະທອງຄຳ ແລະ ເງິນ, ຄວາມຊຳນິຊຳນານໃນເຕັກນິກ "ຄູເປັລເລຊັນ" (cupellation) ࡒຳເນີນການເປັນເຄື່ອງວັດແທກທີ່ສຳຄັນເພື່ອປະເມີນລະດັບຄວາມຊຳນິຊຳນານດ້ານເຕັກນິກຂອງຫ້ອງທົດລອງ ຫຼື ນັກວິເຄາະບຸກຄົນ.