ตะกั่ว

ตะกั่ว () เป็นธาตุเคมีที่มีหมายเลขอะตอม 82 และสัญลักษณ์ธาตุ Pb (จากภาษา) ตะกั่วเป็นโลหะหนัก (heavy metals) ซึ่งมีความหนาแน่นมากกว่าวัสดุทั่วไป  มีเนื้ออ่อนนุ่มสามารถดึงยืดได้ (ductility) และมีจุดหลอมเหลวที่ต่ำพอสมควร เมื่อตัดใหม่ ๆ จะมีสีขาวอมน้ำเงิน แต่เมื่อถูกกับอากาศสีจะเกิดการหมอง (tarnish) เป็นสีขุ่นเทา ตะกั่วเป็นธาตุเสถียรที่มีหมายเลขอะตอมสูงที่สุด และทั้งสามไอโซโทปของมันเป็นจุดจบของห่วงโซ่การสลายนิวเคลียร์หลัก ๆ ของธาตุที่หนักกว่า

ตะกั่วเป็นโลหะหลังทรานซิชันที่ไม่ค่อยไวปฏิกิริยา ความที่เป็นได้ทั้งกรดและเบส (amphoterism) แสดงให้เห็นถึงลักษณะความเป็นโลหะที่อ่อน ตะกั่วและออกไซด์ของตะกั่ว (lead oxide) ทำปฏิกิริยากับกรดและเบส และมักจะสร้างพันธะโคเวเลนต์ ตะกั่วในสารประกอบตะกั่ว (lead compounds) มักมีสถานะออกซิเดชันเท่ากับ +2 มากกว่าสถานะ +4 ซึ่งพบเจอได้บ่อยกว่าในธาตุหมู่คาร์บอนธาตุอื่นที่เบากว่า ข้อยกเว้นส่วนมากเป็นสารประกอบตะกั่วอินทรีย์ (organolead compound) ตะกั่วมักจะสร้างพันธะกับตัวเองเช่นเดียวกับธาตุอื่นในหมู่เดียวกันที่เบากว่า และสามารถสร้างโครงสร้างแบบโซ่และหลายหน้าได้

เพราะตะกั่วสามารถถูกสกัดจากสินแร่ของมันได้อย่างง่าย จึงเป็นที่รู้จัก (Metals of antiquity) ท่ามกลางผู้คนในยุคก่อนประวัติศาสตร์ในแถบตะวันออกใกล้ กาลีนาเป็นสินแร่สำคัญของตะกั่วและเงิน ความสนใจในธาตุเงินส่งเสริมให้เริ่มมีการสกัดและการใช้สอยตะกั่วอย่างกว้างขวางในโรมโบราณ การผลิตตะกั่วเริ่มลดลงหลังจากการล่มสลายของจักรวรรดิโรมันตะวันตก และไม่กลับมาในระดับที่เทียบกันได้เลยจนกระทั่งเกิดการปฏิวัติอุตสาหกรรม ตะกั่วมีบทบาทสำคัญในพัฒนาการของแท่นพิมพ์ เพราะตัวเรียงพิมพ์ (movable type) สามารถถูกหล่อขึ้นจากโลหะเจือตะกั่วได้ง่ายพอสมควร

ใน พ.ศ. 2557 ผลผลิตของตะกั่วทั่วโลกนั้นมากถึงสิบล้านตันต่อปี มากกว่าครึ่งมาจากการแปรใช้ใหม่ ความหนาแน่นสูง จุดหลอมเหลวต่ำ ความสามารถดึงยืด และความเฉื่อยในระดับหนึ่งต่อออกซิเดชันของตะกั่วทำให้มันมีประโยชน์ใช้สอย คุณสมบัติเหล่านี้ พร้อมกับที่มันมีอยู่มากพอสมควรและมีราคาที่ต่ำ ส่งผลให้มันถูกใช้อย่างแพร่หลายในการก่อสร้าง การเดินท่อ แบตเตอรี่ กระสุนปืนกับลูกปราย (Shot (pellet)) น้ำหนัก โซลเดอร์ (solder) พิวเตอร์ (pewter) โลหะเจือหลอมเหลวได้ (fusible alloy) สีขาว (lead paint) แกโซลีนมีสารตะกั่ว (Tetraethyllead) และเกราะกันรังสี (Radiation protection)

ความเป็นพิษของตะกั่ว (lead poisoning) ได้กลายเป็นที่รู้จักในช่วงปลายคริสต์ศตวรรษที่ 19 แม้ว่านักเขียนที่มีการศึกษาชาวกรีกและโรมันโบราณจำนวนหนึ่งนั้นจะรู้จักอาการบางส่วนของพิษจากตะกั่วอยู่แล้วก็ตาม ตะกั่วเป็นสารพิษต่อระบบประสาทที่สะสมตัวอยู่ในเนื้อเยื่ออ่อนและกระดูก ทำลายระบบประสาทและขัดขวางการทำงานของเอ็นไซม์ทางชีวภาพ ก่อให้เกิดโรคทางประสาท (Neurological disorder) ตั้งแต่ปัญหาทางพฤติกรรมจนถึงสมองบาดเจ็บ และยังส่งผลถึงสุขภาพทั่วไป ระบบหัวใจหลอดเลือด และระบบไต

แหล่งและปรากฏการณ์

บนโลก
มีกำเนิดทั้งแบบ
1. แหล่งแร่ปฐมภูมิซึ่งให้สินแร่ที่เป็นสารประกอบซัลไฟด์ 
เช่น แร่ตะกั่ว-กาลีนา แหล่งแร่ปฐมภูมิ ได้แก่ 
 แหล่งแร่สะสมตัวในชั้นหินอุ้มแร่ (stratabound-massive sulfide deposit)
 แหล่งแร่แบบสการ์น (skarn deposit) ซึ่งเกิดจากกระบวนการแปรสภาพโดยการแทนที่ ระหว่างหินอัคนีแทรกซอน เช่น หินไดออไรต์พอฟีรี กับหินคาร์บอเนต เช่น หินปูน 
 แหล่งแร่แบบสายแร่ (vein-type deposit) ส่วนใหญ่เป็นแร่ตะกั่ว-สังกะสีซัลไฟด์ ซึ่งเกิดในสายแร่ที่น้ำแร่แยกตัวออกจากหินอัคนี

2. แหล่งแร่ทุติยภูมิ 
เป็นแหล่งแร่ที่เกิดจากกระบวนการแปรสภาพของแร่ปฐมภูมิซึ่งส่วนใหญ่เป็นแร่ซัลไฟด์ เป็นแร่ที่เป็นสารประกอบของออกไซด์ คาร์บอเนต และซิลิเกต เช่นแหล่งแร่ตะกั่วคาร์บอเนต-เซรัสไซต์ และแหล่งแร่สังกะสีซิลิเกต-เฮมิมอร์ไฟต์ สังกะสีออกไซด์-ซิงค์ไคต์ และสังกะสีคาร์บอเนต-สมิทซอไนต์

แหล่งในประเทศไทย 
แร่ตะกั่ว-สังกะสีพบที่จังหวัดกาญจนบุรี ตาก เชียงใหม่ แม่ฮ่องสอน ลำปาง ลำพูน แพร่ เพชรบูรณ์ เลย เพชรบุรี นครศรีธรรมราช พัทลุง และยะลา

แหล่งแร่สะสมตัวในชั้นหินอุ้มแร่ เช่น แหล่งแร่ตะกั่ว-สังกะสี บ้านสองท่อ อำเภอทองผาภูมิ จังหวัดกาญจนบุรี แหล่งแร่แบบสการ์น เช่น ที่แหล่งตะกั่ว-สังกะสีซัลไฟด์ ภูขุม บ้านโคกมน อำเภอเมือง จังหวัดเลย ที่บ้านเมืองกี๊ด อำเภอแม่แตง จังหวัดเชียงใหม่ และที่เขาถ้ำทะลุ อำเภอบันนังสตา จังหวัดยะลา แหล่งแร่แบบสายแร่ เช่นที่ภูช้าง บ้านโคกใหญ่ อำเภอท่าลี่ จังหวัดเลย ที่บ้านแม่กะใน บ้านดงหลวง อำเภอแม่สะเรียง จังหวัดแม่ฮ่องสอน

แหล่งแร่ทุติยภูมิ เช่นแหล่งแร่ตะกั่วคาร์บอเนต-เซรัสไซต์ ที่บ้านบ่องาม อำเภอทองผาภูมิ จังหวัดกาญจนบุรี และแหล่งแร่สังกะสีซิลิเกต-เฮมิมอร์ไฟต์ สังกะสีออกไซด์-ซิงค์ไคต์   และสังกะสีคาร์บอเนต-สมิทซอไนต์ ที่ดอยผาแดง อำเภอแม่สอด จังหวัดตาก

การประยุกต์ใช้ 
สินแร่ตะกั่วถลุงได้โลหะตะกั่วที่ใช้ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ ภายในประเทศ ดังนี้
โลหะตะกั่ว 
เป็นวัตถุดิบสำคัญในอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ อุตสาหกรรมโลหะบัดกรี ซึ่งเป็นโลหะผสมระหว่างดีบุกกับตะกั่วในอัตราส่วนต่าง ๆ กัน โลหะบัดกรีใช้ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องใช้ไฟฟ้า หม้อน้ำรถยนต์ ส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์และแผงวงจรไฟฟ้า นอกจากนี้ยังใช้โลหะตะกั่วในโรงชุบเคลือบเหล็กด้วยสังกะสี ลูกแหลูกอวนที่ใช้ในอุตสาหกรรมประมง ใช้ในการทำกระดาษตะกั่ว ท่อน้ำ แผ่นตะกั่ว ตัวพิมพ์ กระสุนปืน สะพานไฟฟ้า ทำผนังกั้นรังสีในเครื่องหรือห้องปฏิบัติการเกี่ยวกับปฏิกรณ์ปรมาณู ใช้ตะกั่วในการทำสี และทำผงตะกั่วแดงตะกั่วเหลือง สำหรับเคลือบภาชนะต่าง ๆ

โลหะและโลหะผสมสังกะสี 
ใช้ในอุตสาหกรรมเหล็กชุบ โดยการใช้โลหะสังกะสีเป็นตัวเคลือบชุบเหล็กกล้า เช่น อุตสาหกรรมแผ่นเหล็กชุบสังกะสี ข้อต่อท่อเหล็กชุบสังกะสี ลวดเหล็กชุบสังกะสี เป็นต้น ใช้ในอุตสาหกรรมทองเหลืองซึ่งเป็นโลหะผสมระหว่างทองแดงกับสังกะสี เป็นโลหะที่มีความแข็งแรงทนต่อการผุกร่อน ใช้ขึ้นรูปหรือหล่อผลิตภัณฑ์ต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการทำอุปกรณ์ตกแต่งบ้าน ภาชนะและเครื่องประดับต่าง ๆ ใช้ในอุตสาหกรรมโลหะสังกะสีผสม เช่น ผสมอะลูมิเนียมและแมกนีเซียม ทำให้มีความแข็งแกร่งและทนต่อการผุกร่อนได้ดี นำมาหล่อเป็นรูปต่างๆ ได้ง่าย และคงขนาดแม่นยำ จึงใช้มากในอุตสาหกรรมหล่อผลิตภัณฑ์ เช่น คาร์บูเรเตอร์ มือจับประตู บานพับประตู ของเด็กเล่น เป็นต้น ใช้ในอุตสาหกรรมสังกะสีออกไซด์ ซึ่งเป็นสารประกอบของสังกะสีที่มีสภาพเป็นแป้งหรือผง ใช้ในอุตสาหกรรมยาง สี เซรามิก ยา เครื่องสำอาง และอาหารสัตว์ และใช้ในอุตสาหกรรมถ่านไฟฉาย

การผลิต 
จังหวัดที่เคยมีการผลิตแร่ตะกั่ว ได้แก่ จังหวัดพัทลุง ยะลา ลำพูน และแพร่ จังหวัดกาญจนบุรีเป็นจังหวัดเดียวในปัจจุบันที่ยังคงมีการผลิตแร่ตะกั่วคาร์บอเนต และตะกั่วซัลไฟด์ที่มีแร่สังกะสีปนอยู่ด้วย โดยแหล่งผลิตที่สำคัญคือที่แหล่งสองท่อ บ่องาม บ่อใหญ่ และบ่อน้อย อำเภอทองผาภูมิ สินแร่ตะกั่วคาร์บอเนตจะส่งไปถลุงยังบริษัทโลหะตะกั่วไทย ที่อำเภอลาดหญ้า จังหวัดกาญจนบุรี ซึ่งเป็นผู้ผลิตโลหะตะกั่วจากสินแร่ตะกั่วคาร์บอเนตเพียงรายเดียวของประเทศ สินแร่ตะกั่วของประเทศในปี 2539 – 2541 ผลิตได้ 49,243; 12,438 และ 15,146 เมตริกตัน คิดเป็นมูลค่า 346.4; 79.9; และ 108.1 ล้านบาท ตามลำดับ

อ้างอิง

บรรณานุกรม
 
 

ตัวนำยวดยิ่ง
พิษวิทยา
โลหะหลังทรานซิชัน
ตะกั่ว
ธาตุเคมี
วัสดุศาสตร์
อาชีวอนามัยและความปลอดภัย