เรื่องของแร่หายาก หรือแร่แรร์เอิร์ธ นับเป็นประเด็นร้อนที่หลายคนกังวลถึงผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อม หากประเทศไทยเดินหน้าขุดหรือผลิต ล่าสุด ดร.สนธิ คชวัฒน์ นักวิชาการด้านสิ่งแวดล้อมและสุขภาพ ชมรมนักวิชาการสิ่งแวดล้อมไทย อธิบายถึงของเสียจากการผลิตแร่หายาก โดยระบุว่า การผลิตแร่หายากตั้งแต่การขุดทำเหมืองจนถึงแปรรูป 1 ตันจะผลิตของเสียออกมาถึง 2,000 ตัน ทั้งนี้ ดร.สนธิ สนธิได้อธิบายด้วย 5 เหตุผล ประกอบด้วย
1.ธาตุหายาก หมายถึง กลุ่มโลหะ 17 ชนิดที่มีบทบาทสำคัญต่อเทคโนโลยีในศตวรรษที่ 21 ตั้งแต่ยานยนต์ไฟฟ้าไปจนถึงเครื่องบินขับไล่ ประเทศ จีนยังคงครองความเป็นผู้นำในอุตสาหกรรมนี้ โดยมีปริมาณสำรองแร่หายากมากที่ สุดในโลกและเป็นผู้ผลิตและกลั่นโลหะหายากชั้นนำโดยมีส่วนแบ่งตลาดประมาณ 90%
2.ในปี 2024 จีนเป็นผู้จัดหาแร่ธาตุหายากให้กับสหรัฐฯ 77% นับตั้งแต่เดือนเมษายนเกิดความตึงเครียดทางการค้าระหว่างจีนและสหรัฐฯ ได้ทวีความรุน แรงขึ้นประธานาธิบดีโดนัลด์ ทรัมป์ ได้กำหนดอัตราภาษีนำเข้าสินค้าจีนสูงมาก ในเดือนเมษายน2024 จีนตอบโต้มาตรการภาษีของสหรัฐฯ ด้วยการจำกัดการส่งออกธาตุหายาก 7 ชนิด รวมถึงแม่เหล็กหายากบางชนิดไปสหรัฐฯ ทำให้สหรัฐฯ ขาดแคลนแร่หายากในการผลิตเทคโนโลยีสมัยใหม่
3.ปัจจุบันสหรัฐฯ มีสถานที่ที่มีการทำเหมืองแร่หายากภายในประเทศเพียงแค่สองแห่งเท่านั้น คือที่รัฐจอร์เจีย และรัฐแคลิฟอร์เนีย โดยในรัฐจอร์เจียตะวันออกเฉียงใต้ มีการผลิตแร่ธาตุหายากที่เป็นผลพลอยได้จากการขุดทรายและแร่เหล็ก แต่แร่ธาตุหายากเข้มข้นที่ผลิตได้จะถูกส่งออกไปนอกรัฐและส่งไปต่างประเทศเพื่อกลั่นเป็นวัตถุดิบที่ใช้ในเทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียนและแม่เหล็กถาวร
อีกแห่งหนึ่งอยู่ที่เมืองเมาน์เทนพาส รัฐแคลิฟอร์เนีย ซึ่งการทำเหมืองหินแข็งเพื่อจะสกัดแร่คาร์บอเนตหายากที่เรียกว่าบาสต์เนไซต์ อย่างไรก็ตาม วัตถุดิบส่วนใหญ่จะถูกส่งไปกลั่นในต่างประเทศส่วนใหญ่ในประเทศจีนและมาเลเซีย
4.การทำเหมืองแปรรูปและกลั่นแร่ธาตุหายาก เป็นการใช้ทรัพยากรอย่างสิ้นเปลืองและมีความเสี่ยงต่อสิ่งแวดล้อมสูง แร่ธาตุหายากพบได้ในความเข้มข้นต่ำ (2%-10%) ที่พบมากที่สุดคือมอนาไซต์และบาสต์เนไซต์ แร่ที่สกัดจากพื้นดินต้องผ่านหลายขั้นตอนเพื่อแยกแร่ออกเป็นแร่ธาตุหายากแต่ละชนิด และผ่านกระบวนการทำให้บริสุทธิ์เป็นเกลือหรือออกไซด์ จากนั้นนำไปผสมกับวัตถุดิบอื่นๆ เพื่อทำเป็นส่วนประกอบสำหรับใช้งาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งกระบวนการกลั่นแร่ธาตุหายากก่อให้เกิดของเสียปริมาณมากซึ่งรวมถึงกรดแก่ เช่น ไฮโดรฟลูออริก และซัลฟิวริก รวมทั้งธาตุกัมมันตรังสี (ทอเรียมและยูเรเนียม) และโลหะหนัก เช่น แคดเมียม ตะกั่ว และสารหนู
สหรัฐฯ ส่งออกแร่ธาตุหายากที่ขุดได้ภายในประเทศมากกว่า 95%ไปยังเอเชียเพื่อนำไปแปรรูปและกลั่นเป็นโลหะผสม แบตเตอรี่ และแม่เหล็กถาวร รวมถึงส่วนประกอบอื่นๆ
5.การทำเหมืองแร่หายาก มีสองวิธีหลักซึ่งทั้งสองวิธีจะปล่อยสารเคมีพิษสู่สิ่งแวดล้อม
5.1 ทำการขุดดินชั้นบนออกมานำไปใส่ในบ่อที่ขุดขึ้นมาแล้วเติมสารเคมีลงในดินที่สกัดออกมาเพื่อแยกโลหะ สารเคมีจะละลายแร่ธาตุหายาก ทำให้มีความเข้มข้นขึ้นและนำไปกลั่นให้บริสุทธิ์ขึ้นต่อไป อย่างไรก็ตาม บ่อชะล้างที่เต็มไปด้วยสารเคมีพิษอาจรั่วไหลลงสู่น้ำใต้ดินได้หากไม่ได้รับการป้องกันอย่างเหมาะสม และบางครั้งอาจส่งผลกระทบต่อแหลงน้ำผิวดินทั้งหมด
5.2 ทำการเจาะรูลงดินโดยใช้ท่อโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) และสายยางเพื่อสูบสารเคมีลงไปในดินละลายแร่ออกมาลงไปในบ่อดิน ทำให้เข้มข้นขึ้นและทำให้บริสุทธิ์ต่อไป บางครั้งท่อ PVC อาจถูกทิ้งไว้ในพื้นที่ดังกล่าว
ทั้งสองวิธีก่อให้เกิดของเสียมหาศาล ซึ่งมีความเสี่ยงสูงต่ออันตรายต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพ
“ทุกๆ หนึ่งตันของแร่ธาตุหายากที่ผลิตได้ กระบวนการทำเหมืองจะก่อให้เกิดฝุ่น 13 กิโลกรัม ก๊าซเสีย 9,600-12,000 ลูกบาศก์เมตร น้ำเสีย 75 ลูกบาศก์เมตร และกากกัมมันตรังสีหนึ่งตัน”
สาเหตุมาจากแร่แร่ธาตุหายากมีโลหะ ซึ่งเมื่อผสมกับสารเคมีในบ่อชะล้าง จะปนเปื้อนในอากาศ น้ำ และดิน สิ่งที่น่ากังวลที่สุดคือแร่ธาตุหายากมักเจือปนด้วยทอเรียมและยูเรเนียม ซึ่งเป็นสารกัมมันตภาพรังสีส่งผลเสียต่อสุขภาพอย่างมาก
“โดยรวมแล้ว ในทุกๆ หนึ่งตันของแร่ธาตุหายากจะมีของเสียพิษเกิดขึ้นถึง 2,000 ตัน”
เปิดขั้นตอนทำเหมืองแร่เพื่อลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
ดร.สนธิ ได้เผยถึงขั้นตอนการทำเหมืองแร่และสกัดแร่หายากตามมาตรฐานสากลเพื่อลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม โดยระบุว่า วิธีการทำเหมืองแร่ธาตุหายากตามมาตรฐานจะเริ่มจากการทำเหมืองแบบทั่วไป เช่น การทำเหมืองแบบเปิด (open -pit) หรือการทำเหมืองใต้ดิน (under ground) เพื่อสกัดแร่ จากนั้นจึงผ่านกระ บวนการหลายขั้นตอนในการบดหิน (crushing) และบดละเอียด (grinding) และการแยกแร่ (beneficiation) เพื่อรวมแร่ธาตุหายากเข้าด้วยกัน แร่ที่ได้จะถูกนำไปผ่านกระบวนการแยกด้วยสารเคมีและวิธีทางกายภาพ เช่น การลอยแร่ด้วยฟองอากาศ (frothflota tion) การชะล้างด้วยกรดหรือด่าง (leaching) และ การสกัดด้วยตัวทำละลาย (solvent extraction) เพื่อแยกทำให้ธาตุหายากแต่ละชนิดบริสุทธิ์ออกจากส่วนผสม
1. การทำเหมืองและการรวมแร่
การสกัด (Extraction): เริ่มต้นด้วยการทำเหมืองแบบทั่วไป โดยใช้การทำเหมืองแบบเปิดสำหรับแหล่งแร่ที่อยู่ตื้น หรือการทำเหมืองใต้ดินสำหรับแหล่งแร่ที่อยู่ลึก
2.การขนส่ง: แร่ที่ขุดได้จะถูกขนส่งไปยังโรงงานแปรรูปด้วยระบบปิด
3.การบดและบดละเอียด (Crushing and grinding): แร่จะถูกบดเป็นผงละเอียดเพื่อปลดปล่อยแร่ธาตุหายากออกจากหินรอบ ๆจะต้องทำในระบบปิดและใช้อุปกรณ์ระบบกำจัดมลพิษทางอากาศที่มีประสิทธิภาพถึง 99%
4.การแยกแร่ (Beneficiation): ขั้นตอนนี้จะแยกแร่ธาตุหายากออกจากแร่ที่ไม่ใช่ธาตุหายากมีวิธีการทั่วไปหลายแบบต้องทำในระบบปิด ได้แก่
4.1 การลอยแร่ด้วยฟองอากาศ (Froth flotation): เติมสารเคมีลงในกากแร่ที่บดแล้วจากนั้นเป่าฟองอากาศเข้าไป แร่ธาตุหายากจะเกาะกับฟองอากาศลอยขึ้นมา ขณะที่แร่ชนิดอื่นจมลง
4.2 การแยกด้วยแม่เหล็กและไฟฟ้า สถิต (Magnetic and electrostatic separation): ใช้วิธีการทางแม่เหล็กหรือไฟฟ้าเพื่อแยกอนุภาคแร่แต่ละชนิด
4.3 การชะล้าง (Leaching): นำแร่ธาตุหายากที่ได้มารวมกันมาละลายด้วยกรดหรือด่างเข้มข้น เพื่อละลายแร่ธาตุออกจากวัสดุอื่น ๆ
4.4 การสกัดด้วยตัวทำละลาย (Solvent extraction): เป็นวิธีหลักในเชิงพาณิชย์สำหรับการแยกธาตุหายากแต่ละชนิด โดยใช้ตัวทำละลายอินทรีย์เพื่อดึงไอ ออนของแร่ธาตุหายากออกจากสาร ละลายที่เป็นน้ำ ทำให้แยกออกมาเป็นสายผลิตภัณฑ์แต่ละสายได้
5.การทำให้บริสุทธิ์ (Refining): ธาตุที่แยกได้จะถูกนำไปแปรรูปเพิ่มเติม เพื่อให้ได้สารประกอบที่มีความบริสุทธิ์สูง เช่น ออกไซด์โดยใช้เทคนิคต่างๆ เช่น การแยกด้วยไฟฟ้า (electrolysis) หรือการกลั่นด้วยสุญญากาศ (vacuum distillation)
6.โครงการต้องมีระบบบำบัดน้ำเสีย ทางฟิสิกส์และเคมีบำบัดสารโลหะหนัก มีระบบการเก็บกากตะกอนหางแร่และนำไปกำจัดอย่างปลอดภัย เช่น ระบบฝังกลบอย่างปลอดภัย (Secured Landfill), ระบบป้องกันการปนเปื้อนลงน้ำใต้ดินและผิวดิน, ทำลายป่าไม้ให้น้อยที่สุด, ระบบป้องกันสารกัมมันตภาพรังสีจากแร่บางชนิดเช่นยูเรเนียม ทอร์เรียม, ระ บบป้องกันภัยพิบัติจากธรรมชาติ เป็นต้น
