Svovlaflejringer. Frit svovl i naturen

Afsnit 1. Bestemmelse af svovl.

Afsnit 2. Naturlige mineraler svovl.

Afsnit 3. Opdagelseshistoriesvovl.

Afsnit 4. Oprindelse af navnet svovl.

Afsnit 5. Svovls oprindelse.

Afsnit 6. Kvitteringsvovl.

Afsnit 7. Producentersvovl.

Afsnit 8. Ejendommesvovl.

- Stk. 1. Fysiskejendomme.

- Underafsnit2. Kemiskejendomme.

Afsnit 10. Brandfarlige egenskaber af svovl.

- Underafsnit1. Brande i svovllagre.

Afsnit 11. At være i naturen.

Afsnit 12. Biologisk rollesvovl.

Afsnit 13. Ansøgningsvovl.

Definitionsvovl

svovl er grundstof af den sjette gruppe af den tredje periode i det periodiske system af kemiske grundstoffer af D.I. Mendeleev, med atomnummer 16. Udviser ikke-metalliske egenskaber. Betegnes med symbolet S (latinsk svovl). I brint- og iltforbindelser findes det i forskellige ioner og danner mange syrer og salte. Mange svovlholdige salte er dårligt opløselige i vand.

Svovl - S, kemisk element med atomnummer 16, atommasse 32.066. Det kemiske symbol for svovl S udtales "es". Naturligt svovl består af fire stabile nuklider: 32S (indhold 95,084 vægtprocent), 33S (0,74%), 34S (4,16%) og 36S (0,016%). Svovlatomets radius er 0,104 nm. Ionradier: S2- ion 0,170 nm (koordinationsnummer 6), S4+ ion 0,051 nm (koordinationsnummer 6) og S6+ ion 0,026 nm (koordinationsnummer 4). De sekventielle ioniseringsenergier af det neutrale svovlatom fra S0 til S6+ er henholdsvis 10,36, 23,35, 34,8, 47,3, 72,5 og 88,0 eV. Svovl er placeret i VIA-gruppen af D.I. Mendeleevs periodiske system, i 3. periode, og tilhører kalkogenerne. Konfigurationen af det ydre elektroniske lag er 3s23p4. De mest karakteristiske oxidationstilstande i forbindelser er -2, +4, +6 (henholdsvis valens II, IV og VI). Pauling elektronegativitetsværdien for svovl er 2,6. Svovl er et ikke-metal.

I sin frie form fremstår svovl som gule, sprøde krystaller eller gult pulver.

Svovl er

Naturlig mineraler svovl

Svovl er det sekstende mest udbredte grundstof i jordskorpen. Det findes i en fri (native) tilstand og bundet form.

De vigtigste naturlige svovlforbindelser: FeS2 - jernkis eller pyrit, ZnS - zinkblanding eller sphalerit (wurtzit), PbS - blyglans eller galena, HgS - cinnober, Sb2S3 - stibnit. Derudover er svovl til stede i sort guld, naturligt kul, naturgasser og skifer. Svovl er det sjette mest udbredte grundstof i naturligt vand, det findes hovedsageligt i form af sulfationer og forårsager den "konstante" hårdhed af ferskvand. Et vigtigt element for højere organismer, en integreret del af mange proteiner, er koncentreret i håret.

Svovl er

Opdagelseshistoriesvovl

svovl i sin oprindelige tilstand, såvel som i form af svovlforbindelser, har været kendt siden oldtiden. Mennesket blev sikkert bekendt med lugten af brændende svovl, den kvælende virkning af svovldioxid og den modbydelige lugt af svovlbrinte tilbage i forhistorisk tid. Det var på grund af disse egenskaber, at svovl blev brugt af præster som en del af hellig røgelse under religiøse ritualer. Svovl blev betragtet som værket af overmenneskelige væsener fra åndernes verden eller underjordiske guder. For meget længe siden begyndte svovl at blive brugt som en del af forskellige brandfarlige blandinger til militære formål. Homer har allerede beskrevet "svovlholdige dampe" dødelig handling emissioner af brændende svovl. Svovl var sandsynligvis en del af den "græske ild", der skræmte modstandere. Omkring det 8. århundrede Kineserne begyndte at bruge det i pyrotekniske blandinger, især i blandinger som krudt. Svovls brændbarhed, den lethed, hvormed det kombineres med metaller for at danne sulfider (for eksempel på overfladen af stykker metal), forklare det faktum, at det blev betragtet som "princippet om brændbarhed" og en væsentlig bestanddel af metalmalme. Presbyter Theophilus (12. århundrede) beskriver en metode til oxidativ ristning af sulfidkobbermalm, sandsynligvis kendt i det gamle Egypten. I periode Arabisk alkymi opstod kviksølv-svovl teorien om sammensætning metaller, ifølge hvilken svovl blev æret som en væsentlig bestanddel (fader) af alle metaller. Senere blev det et af alkymisternes tre principper, og senere blev "princippet om brændbarhed" grundlaget for teorien om phlogiston. Svovls elementære natur blev fastslået af Lavoisier i sine forbrændingsforsøg. Med introduktionen af krudt i Europa begyndte udviklingen af naturlig svovludvinding, samt udviklingen af en metode til at fremstille det af pyrit; sidstnævnte var udbredt i det gamle Rusland. Det blev først beskrevet i litteraturen af Agricola. Således er den nøjagtige oprindelse af svovl ikke blevet fastslået, men som nævnt ovenfor blev dette element brugt før Kristi fødsel og har derfor været kendt for folk siden oldtiden.

Svovl forekommer i naturen i en fri (indfødt) tilstand, så det var kendt af mennesket allerede i oldtiden. Svovl vakte opmærksomhed med sin karakteristiske farve, blå flammer og en specifik lugt, der opstår under forbrænding (lugten af svovldioxid). Man mente, at brændende svovl kørte væk onde ånder. Bibelen taler om brugen af svovl til at rense syndere. For middelalderlige mennesker var lugten af "svovl" forbundet med underverdenen. Brugen af brændende svovl til desinfektion er nævnt af Homer. I det gamle Rom blev stoffer bleget ved hjælp af svovldioxid.

Svovl har længe været brugt i medicin - patienter blev desinficeret med sin flamme, det var inkluderet i forskellige salver til behandling af hudsygdomme. I det 11. århundrede Avicenna (Ibn Sina), og dengang europæiske alkymister troede, at metaller, inklusive sølv, består af svovl og kviksølv i forskellige proportioner. Derfor spillede svovl en vigtig rolle i alkymisternes forsøg på at finde "de vises sten" og omdanne uædle metaller til ædle metaller. I det 16. århundrede Paracelsus betragtede svovl sammen med kviksølv og "salt", et af de vigtigste "principper" i naturen, "sjælen" i alle kroppe.

Den praktiske betydning af svovl steg kraftigt efter opfindelsen af sort krudt (som nødvendigvis inkluderer svovl). I 673 brændte byzantinerne, der forsvarede Konstantinopel, fjendens flåde ved hjælp af såkaldt græsk ild - en blanding af salpeter, svovl, harpiks og andre stoffer - hvis flamme ikke blev slukket af vand. I middelalderen Europa Der blev brugt sort krudt, hvis sammensætning var tæt på en blanding af græsk ild. Siden da er svovl blevet meget brugt til militære formål.

Den vigtigste svovlforbindelse har længe været kendt - svovlsyre. En af skaberne af iatrokemi, munken Vasily Valentin, beskrev i det 15. århundrede i detaljer produktionen af svovlsyre ved at kalcinere jernsulfat ( gammelt navn svovlsyre - olie af vitriol).

Svovls elementære natur blev fastslået i 1789 af A. Lavoisier. I titler kemiske forbindelser Svovlholdige stoffer indeholder ofte præfikset "thio" (for eksempel kaldes Na2S2O3-reagenset, der bruges til fotografering, natriumthiosulfat). Oprindelsen af dette præfiks er relateret til det græske navn for svovl - theion.

Oprindelsen af navnet svovl

russisk navn svovl går tilbage til det protoslaviske *sěra, som er forbundet med lat. serum "serum".

Latinsk svovl (en helleniseret stavning af det ældre svovl) kommer fra den indoeuropæiske rod *swelp- "at brænde".

Oprindelse af svovl

Store ophobninger af naturligt svovl er ikke særlig almindelige. Det er oftere til stede i nogle malme. Native svovlmalm er en bjergart afbrudt med rent svovl.

Hvornår blev disse indeslutninger dannet - samtidig med de medfølgende klipper eller senere? Retningen af efterforsknings- og efterforskningsarbejdet afhænger af svaret på dette spørgsmål. Men på trods af tusinder af års kommunikation med svovl, har menneskeheden stadig ikke et klart svar. Der er flere teorier, hvis forfattere har modsatrettede synspunkter.

Teorien om syngenese (det vil sige den samtidige dannelse af svovl og værtsbjergarter) antyder, at dannelsen af naturligt svovl fandt sted i lavvandede bassiner. Særlige bakterier reducerede sulfater opløst i vand til svovlbrinte, som steg opad, kom ind i oxidationszonen, og her blev kemisk eller med deltagelse af andre bakterier oxideret til elementært svovl. Svovlet lagde sig til bunds, og efterfølgende dannede den svovlholdige silt malm.

Teorien om epigenese (svovlindeslutninger dannet senere end de vigtigste klipper) har flere muligheder. Den mest almindelige af dem antager, at grundvand, der trænger gennem klippelag, er beriget med sulfater. Hvis sådant vand kommer i kontakt med aflejringer sort guld eller Naturgas, så reduceres sulfationer af kulbrinter til svovlbrinte. Svovlbrinte stiger til overfladen og frigiver, når det oxideres, rent svovl i hulrum og revner i klipperne.

I de seneste årtier har en af varianterne af teorien om epigenese fundet mere og mere bekræftelse - teorien om metasomatose (oversat fra græsk "metasomatose" betyder erstatning). Ifølge den sker omdannelsen af gips CaSO4-H2O og anhydrit CaSO4 til svovl og calcit CaCO3 konstant i dybet. Denne teori blev skabt i 1935 af sovjetiske videnskabsmænd L. M. Miropolsky og B. P. Krotov. Især denne kendsgerning taler til dens fordel.

Mishraq blev opdaget i Irak i 1961. Svovlen her er indeholdt i karbonatsten, som danner en bue understøttet af søjler, der går dybt (i geologi kaldes de vinger). Disse vinger består hovedsageligt af anhydrit og gips. Det samme billede blev observeret ved det indenlandske Shor-Su felt.

Den geologiske originalitet af disse aflejringer kan kun forklares ud fra synspunktet om metasomatismeteorien: primær gips og anhydritter omdannet til sekundære carbonatmalme blandet med naturligt svovl. Det er ikke kun kvarteret, der betyder noget mineraler— det gennemsnitlige svovlindhold i malmen i disse aflejringer er lig med indholdet af kemisk bundet svovl i anhydrit. Og undersøgelser af den isotopiske sammensætning af svovl og kulstof i malmen af disse aflejringer gav tilhængere af teorien om metasomatisme yderligere argumenter.

Men der er et "men": kemien i processen med at omdanne gips til svovl og calcit er endnu ikke klar, og derfor er der ingen grund til at betragte teorien om metasomatisme som den eneste korrekte. Der er stadig søer på jorden (især Sernoye-søen nær Sernovodsk), hvor der forekommer syngenetisk aflejring af svovl, og den svovlholdige silt indeholder hverken gips eller anhydrit.

Alt dette betyder, at mangfoldigheden af teorier og hypoteser om oprindelsen af naturligt svovl er resultatet ikke kun og ikke så meget af ufuldstændigheden af vores viden, men af kompleksiteten af de fænomener, der forekommer i undergrund. Vi ved alle fra folkeskolens matematik, at forskellige veje kan føre til det samme resultat. Dette strækker sig også til geokemi.

Modtagelsesvovl

svovl opnås hovedsageligt ved at smelte naturligt svovl direkte på steder, hvor det forekommer under jorden. Svovlmalm udvindes på forskellige måder afhængigt af forekomstbetingelserne. Svovlaflejringer er næsten altid ledsaget af ophobninger af giftige gasser - svovlforbindelser. Derudover må vi ikke glemme muligheden for dens spontane forbrænding.

I 1890 foreslog Hermann Frasch at smelte svovl under jorden og pumpe det til overfladen gennem oliebrønde. Det relativt lave (113°C) smeltepunkt for svovl bekræftede virkeligheden af Fraschs idé. I 1890 begyndte tests, der førte til succes.

Der er flere kendte metoder til at opnå svovl fra svovlmalme: damp-vand, filtrering, termisk, centrifugal og ekstraktion.

Svovl findes også i store mængder i Naturgas i gasform (i form af svovlbrinte, svovldioxid). Under minedrift aflejres det på væggene af rør og udstyr, hvilket gør dem ubrugelige. Derfor genvindes det fra gassen så hurtigt som muligt efter produktionen. Det resulterende kemisk rene fine svovl er et ideelt råmateriale til den kemiske industri og gummiindustrien.

Den største forekomst af naturligt svovl af vulkansk oprindelse er placeret på øen Iturup med reserver af kategori A+B+C1 - 4227 tusind tons og kategori C2 - 895 tusind tons, hvilket er nok til at bygge en virksomhed med en kapacitet på 200 tusind tons granuleret svovl om året.

Producentersvovl

De vigtigste svovlproducenter i Russiske Føderation er virksomheder OJSC Gazprom: LLC Gazprom Dobycha Astrakhan og LLC Gazprom Dobycha Orenburg, der modtager det som et biprodukt under gasrensning.

Egenskabersvovl

1) Fysisk

svovl adskiller sig væsentligt fra oxygen i sin evne til at danne stabile kæder og cyklusser af atomer. De mest stabile er de kroneformede cykliske S8-molekyler, som danner orthorhombisk og monoklint svovl. Dette er krystallinsk svovl - et sprødt gult stof. Derudover er molekyler med lukkede (S4, S6) kæder og åbne kæder mulige. Denne sammensætning har plastisk svovl, et stof brun, som opnås ved skarp afkøling af det smeltede svovl (plastisk svovl bliver skørt i løbet af få timer og optager gul og bliver gradvist til en rombisk form). Formlen for svovl er oftest skrevet simpelthen S, da den, selvom den har en molekylær struktur, er en blanding simple stoffer med forskellige molekyler. Svovl er uopløseligt i vand, nogle af dets modifikationer opløses i organiske opløsningsmidler, såsom kulstofdisulfid og terpentin. Afsmeltningen af svovl ledsages af en mærkbar stigning i volumen (ca. 15%). Smeltet svovl er en gul, let bevægelig væske, som over 160 °C bliver til en meget tyktflydende mørkebrun masse. Svovlsmelten opnår den højeste viskositet ved en temperatur på 190 °C; en yderligere temperaturstigning ledsages af et fald i viskositeten og over 300 °C bliver det smeltede svovl igen mobilt. Dette skyldes, at når svovl opvarmes, polymeriserer det gradvist, hvilket øger længden af kæden, når temperaturen stiger. Når svovl opvarmes til over 190 °C, begynder polymerenhederne at kollapse. Svovl kan tjene som det enkleste eksempel på en elektret. Når det gnides, får svovl en stærk negativ ladning.

Svovl bruges til fremstilling af svovlsyre, gummivulkanisering, som fungicid i landbruget og som kolloidt svovl - lægemiddel. Også svovl i svovlbitumensammensætninger bruges til at fremstille svovlasfalt og som en erstatning for Portlandcement til fremstilling af svovlbeton.

2) Kemisk

Brændende svovl

I luften brænder svovl og danner svovldioxid - en farveløs gas med en skarp lugt:

Ved hjælp af spektralanalyse blev det fastslået, at faktisk behandle Oxidationen af svovl til dioxid er en kædereaktion og sker med dannelse af en række mellemprodukter: svovlmonoxid S2O2, molekylært svovl S2, frie svovlatomer S og frie radikaler svovlmonoxid SO.

Ud over ilt reagerer svovl med mange ikke-metaller, men hvornår stuetemperatur svovl - kun med fluor, der udviser genoprettende egenskaber:

Smeltet svovl reagerer med klor, og dannelsen af to lavere chlorider er mulig:

2S + Cl2 = S2Cl2

Ved opvarmning reagerer svovl også med fosfor og danner tilsyneladende en blanding af fosforsulfider, blandt hvilke er det højere sulfid P2S5:

Derudover reagerer svovl ved opvarmning med brint, kulstof, silicium:

S + H2 = H2S (hydrogensulfid)

C + 2S = CS2 (carbondisulfid)

Ved opvarmning interagerer svovl med mange metaller, ofte ret voldsomt. Nogle gange antændes en blanding af metal og svovl, når den antændes. Denne interaktion producerer sulfider:

2Al + 3S = A12S3

Sulfidopløsninger alkalimetaller reagerer med svovl for at danne polysulfider:

Na2S + S = Na2S2

Fra komplekse stoffer Det skal først og fremmest bemærkes reaktionen af svovl med smeltet alkali, hvor svovl er uforholdsmæssigt lig klor:

3S + 6KOH = K2SO3 + 2K2S + 3H2O

Den resulterende smelte kaldes svovllever.

Svovl reagerer kun med koncentrerede oxiderende syrer (HNO3, H2SO4) under langvarig opvarmning og oxiderer:

S + 6HNO3(konc.) = H2SO4 + 6N02 + 2H2O

S + 2H2S04(konc.) = 3S02 + 2H2O

Svovl er

Brandfarlige egenskaber af svovl

Finmalet svovl er tilbøjelig til kemisk spontan forbrænding i nærvær af fugt, ved kontakt med oxidationsmidler og også i en blanding med kul, fedtstoffer og olier. Svovl danner eksplosive blandinger med nitrater, chlorater og perklorater. Antændes spontant ved kontakt med blegemiddel.

Slukningsmidler: sprøjtet vand, luftmekanisk skum.

Svovlstøv er ifølge V. Marshall klassificeret som eksplosivt, men for en eksplosion kræves en tilstrækkelig høj koncentration af støv - omkring 20 g/m3 (20.000 mg/m3), denne koncentration er mange gange højere end den maksimalt tilladte koncentration pr. mennesker i luften i arbejdsområdet - 6 mg /m3.

Dampe danner en eksplosiv blanding med luft.

Forbrændingen af svovl sker kun i smeltet tilstand, svarende til forbrænding af væsker. Det øverste lag af brændende svovl koger, hvilket skaber dampe, der danner en svagt lysende flamme op til 5 cm høj Flammetemperaturen ved brænding af svovl er 1820 °C.

Da luft efter volumen består af cirka 21 % ilt og 79 % nitrogen, og når svovl brænder, producerer et volumen ilt et volumen SO2, er det maksimalt teoretisk mulige SO2-indhold i gasblandingen 21 %. I praksis sker forbrændingen med en vis overskydende luft, og det volumetriske SO2-indhold i gasblandingen er mindre end teoretisk muligt, normalt på 14...15%.

Detektion af svovlforbrænding med brandautomatik er et vanskeligt problem. Flammen er svær at opdage med det menneskelige øje eller et videokamera. Spektret af blå flamme ligger hovedsageligt i det ultraviolette område. Forbrænding sker ved lav temperatur. For at detektere forbrænding med en varmedetektor skal den placeres direkte tæt på svovlen. Svovlflamme udsender ikke infrarød stråling. Det vil således ikke blive detekteret af almindelige infrarøde detektorer. De vil kun opdage sekundære brande. En svovlflamme frigiver ikke vanddamp. Derfor vil UV-flammedetektorer, der bruger nikkelforbindelser, ikke fungere.

For at opfylde kravene brandsikkerhed på svovllagre er det nødvendigt:

Strukturer og teknologisk udstyr skal regelmæssigt renses for støv;

Lagerlokalerne skal konstant ventileres med naturlig ventilation med dørene åbne;

Knusning af svovlklumper på bunkerristen skal udføres med træslæder eller værktøj lavet af ikke-gnistgivende materiale;

Transportører til tilførsel af svovl til produktionslokaler skal være udstyret med metaldetektorer;

På steder, hvor svovl opbevares og bruges, er det nødvendigt at sørge for anordninger (tavler, tærskler med rampe osv.), der sikrer nødsituation forhindre spredning af smeltet svovl uden for rummet eller det åbne område;

På svovllageret er det forbudt:

Produktion af alle typer virker brug af åben ild;

Opbevar og opbevar olieholdige klude og klude;

Ved reparationer skal du bruge værktøj lavet af gnistfrit materiale.

Brande i svovllagre

I december 1995 på et åbent svovllager virksomheder, der ligger i byen Somerset i Western Cape-provinsen i Republikken Sydafrika, opstod en stor brand, der dræbte to mennesker.

Den 16. januar 2006, omkring fem om aftenen, brød et varehus med svovl i brand hos Cherepovets-virksomheden "Ammofos". Samlet areal brand - omkring 250 kvadratmeter. Det var først muligt helt at eliminere det i begyndelsen af den anden nat. Der er ingen tilskadekomne eller tilskadekomne.

Den 15. marts 2007, tidligt om morgenen hos Balakovo Fiber Materials Plant LLC, opstod der en brand i et lukket svovllager. Brandarealet var på 20 kvm. Der var 4 brandmandskab med 13 mand, der arbejdede på branden. Efter cirka en halv time var ilden slukket. Ingen kom til skade.

Den 4. og 9. marts 2008 opstod en svovlbrand i Atyrau-regionen i TCO-svovllageret på Tengiz-feltet. I det første tilfælde blev ilden slukket hurtigt i det andet tilfælde brændte svovlen i 4 timer. Mængden af brændt olieraffineringsaffald, som ifølge Kasakhstan love tilskrevet svovl, udgjorde mere end 9 tusinde kg.

I april 2008, ikke langt fra landsbyen Kryazh, Samara-regionen, brød et lager, hvor 70 tons svovl var opbevaret, i brand. Branden blev tildelt den anden kategori af kompleksitet. 11 brandvæsen og redningsfolk rykkede ud til ulykkesstedet. I det øjeblik, da brandmændene befandt sig i nærheden af lageret, brændte ikke alt svovl, men kun en lille del af det - omkring 300 kilo. Brandområdet, inklusive arealer med tørt græs ved siden af lageret, udgjorde 80 kvadratmeter. Brandmændene formåede hurtigt at slukke flammerne og lokalisere ilden: ildene var dækket af jord og fyldt med vand.

I juli 2009 brændte svovl i Dneprodzerzhinsk. Der opstod en brand på en af de koks-kemiske fabrikker i Bagleysky-distriktet i byen. Branden forbrugte mere end otte tons svovl. Ingen af fabrikkens ansatte kom til skade.

At være i naturensvovl

MED Tiden er ret udbredt i naturen. I jordskorpen er dens indhold anslået til 0,05 vægtprocent. I naturen er der ofte betydelige indskud naturligt svovl (normalt nær vulkaner); V Europa de er placeret i det sydlige Italien, på Sicilien. Endnu større indskud naturligt svovl er tilgængeligt i USA (i staterne Louisiana og Texas) såvel som i Centralasien, i Japan, i Mexico. I naturen findes svovl både i løs vægt og i form af krystallinske lag og danner nogle gange forbløffende smukke grupper af gennemskinnelige gule krystaller (de såkaldte druser).

I vulkanske områder frigives der ofte svovlbrintegas H2S fra jorden; i disse samme regioner findes svovlbrinte opløst i svovlholdigt vand. Vulkangasser indeholder ofte også svovldioxid SO2.

Aflejringer af forskellige sulfidforbindelser er udbredt på overfladen af vores planet. De mest almindelige blandt dem er: jernkis (pyrit) FeS2, kobberkis (chalcopyrit) CuFeS2, blyglans PbS, cinnober HgS, sphalerit ZnS og dets krystallinske modifikation wurtzite, stibnite Sb2S3 og andre. Talrige aflejringer af forskellige sulfater er også kendt, for eksempel calciumsulfat (gips CaSO4 2H2O og anhydrit CaSO4), magnesiumsulfat MgSO4 (bittersalt), bariumsulfat BaSO4 (baryt), strontiumsulfat SrSO4 (celestine), natriumsulfat Na2SO4 10H2O ( mirabilitet) osv.

Stenkul indeholder i gennemsnit 1,0-1,5 % svovl. Svovl kan også være en del af sort guld. En række naturlige brændbare gasfelter (for eksempel Astrakhan) indeholder svovlbrinte som en urenhed.

Svovl er et af de grundstoffer, der er essentielle for levende organismer, da det er en væsentlig bestanddel af proteiner. Proteiner indeholder 0,8-2,4 % (efter vægt) kemisk bundet svovl. Planter får svovl fra sulfater, der findes i jorden. Ubehagelige lugte, der opstår fra rådnende dyrekroppe, forklares hovedsageligt af frigivelsen af svovlforbindelser (hydrogensulfid og mercaptaner), der dannes under nedbrydningen af proteiner. I havvand ca. 8,7·10-2% svovl er til stede.

Modtagelsesvovl

MED Svovl opnås hovedsageligt ved at smelte det fra klipper, der indeholder naturligt (elementært) svovl. Den såkaldte geoteknologiske metode gør det muligt at opnå svovl uden at hæve malmen til overfladen. Denne metode blev foreslået i slutningen af det 19. århundrede af den amerikanske kemiker G. Frasch, som stod over for opgaven at udvinde svovl fra aflejringerne i syd til jordens overflade. USA, hvor den sandede jord i høj grad komplicerede sin udvinding ved hjælp af den traditionelle minemetode.

Frasch foreslog at bruge overophedet vanddamp til at løfte svovl til overfladen. Overophedet damp ledes gennem et rør ind i et underjordisk lag indeholdende svovl. Svovlet smelter (dets smeltepunkt er lidt under 120°C) og stiger til toppen gennem et rør placeret inde i det, hvorigennem vanddamp pumpes under jorden. For at sikre stigningen af flydende svovl pumpes trykluft gennem det tyndeste inderrør.

Ifølge en anden (termisk) metode, som blev særligt udbredt i begyndelsen af det 20. århundrede på Sicilien, smeltes svovl, eller sublimeres, fra knust klippe i specielle lerovne.

Der er andre metoder til at separere naturligt svovl fra sten, for eksempel ved ekstraktion med kulstofdisulfid eller flotationsmetoder.

På grund af, at behovet industri i svovl er meget høj, er der udviklet metoder til dets produktion fra hydrogensulfid H2S og sulfater.

Metoden til at oxidere svovlbrinte til elementært svovl blev først udviklet i Storbritannien, hvor de lærte at opnå betydelige mængder svovl fra Na2CO3, der er tilbage efter fremstillingen af sodavand ved hjælp af metoden fra den franske kemiker N. Leblanc af calciumsulfid CaS. Leblancs metode er baseret på reduktion af natriumsulfat med kul i nærværelse af kalksten CaCO3.

Na2SO4 + 2C = Na2S + 2CO2;

Na2S + CaCO3 = Na2CO3 + CaS.

Sodavandet udvaskes derefter med vand, og den vandige suspension af dårligt opløseligt calciumsulfid behandles med kuldioxid:

CaS + CO2 + H2O = CaCO3 + H2S

Det resulterende hydrogensulfid H2S blandet med luft ledes i en ovn over et katalysatorleje. I dette tilfælde dannes svovl på grund af den ufuldstændige oxidation af hydrogensulfid:

2H2S + O2 = 2H20 +2S

En lignende metode bruges til at opnå elementært svovl fra svovlbrinte, der ledsager naturgasser.

Fordi moderne teknologi kræver høj renhed svovl, udviklet effektive metoder svovlraffinering. I dette tilfælde anvendes især forskelle i den kemiske opførsel af svovl og urenheder. Således fjernes arsen og selen ved at behandle svovl med en blanding af salpetersyre og svovlsyre.

Ved hjælp af metoder baseret på destillation og rektifikation er det muligt at opnå højrent svovl med et urenhedsindhold på 10-5 - 10-6 vægt%.

Anvendelsesvovl

OM omkring halvdelen af det producerede svovl bruges til fremstilling af svovlsyre, omkring 25% bruges til at fremstille sulfitter, 10-15% bruges til at bekæmpe skadedyr på landbrugsafgrøder (hovedsageligt vindruer og bomuld) (opløsningen af kobbersulfat CuSO4 5H2O er af størst betydning her), omkring 10 % brugt gummi industri til gummivulkanisering. Svovl bruges til fremstilling af farvestoffer og pigmenter, sprængstoffer (det er stadig en del af krudt), kunstige fibre og fosfor. Svovl bruges til fremstilling af tændstikker, da det er en del af sammensætningen, som tændstikker fremstilles af. Nogle salver, der bruges til at behandle hudsygdomme, indeholder stadig svovl. For at give stål særlige egenskaber indføres der små tilsætninger af svovl i dem (selvom som regel en blanding af svovl i stål uønsket).

Biologisk rollesvovl

MEDæra er konstant til stede i alle levende organismer, og er et vigtigt biogent element. Dens indhold i planter er 0,3-1,2%, i dyr 0,5-2% ( marine organismer indeholder mere svovl end jordbaserede). Biologisk betydning svovl bestemmes primært af, at det er en del af aminosyrerne methionin og cystein og derfor en del af peptider og proteiner. Disulfidbindinger -S-S- i polypeptidkæder er involveret i dannelsen af den rumlige struktur af proteiner, og sulfhydrylgrupper (-SH) spiller en vigtig rolle i enzymernes aktive centre. Desuden indgår svovl i molekylerne af hormoner og vigtige stoffer. Meget svovl er indeholdt i keratinen i hår, knogler og nervevæv. Uorganiske svovlforbindelser er nødvendige for planters mineralernæring. De tjener som underlag oxidative reaktioner udføres af svovlbakterier, der er almindelige i naturen.

Den gennemsnitlige persons krop (legemsvægt 70 kg) indeholder omkring 1402 g svovl. En voksens daglige behov for svovl er omkring 4.

Men med hensyn til dens negative indvirkning på miljøet og mennesker er svovl (mere præcist, dets forbindelser) et af de første steder. Den vigtigste kilde til svovlforurening er forbrænding kul og andre brændstoffer indeholdende svovl. Samtidig kommer omkring 96 % af svovlen i brændstoffet ud i atmosfæren i form af svovldioxid SO2.

I atmosfæren oxideres svovldioxid gradvist til svovloxid (VI). Begge oxider - svovloxid (IV) og svovloxid (VI) - reagerer med vanddamp og danner en sur opløsning. Disse opløsninger falder derefter ud i form af sur regn. Når det først er i jorden, hæmmer surt vand udviklingen af jordens fauna og planter. Som følge heraf ugunstige forhold til udvikling af vegetation, især i nordlige egne, hvor kemisk forurening bidrager til det barske klima. Som følge heraf dør skove, græsdække ødelægges, og vandområdernes tilstand forværres. Sur regnødelægge monumenter lavet af marmor og andre materialer, desuden forårsager de ødelæggelse af selv stenbygninger og handelsvarer fra metaller. Derfor er det nødvendigt at træffe forskellige foranstaltninger for at forhindre frigivelse af svovlforbindelser fra brændstof til atmosfæren. For at gøre dette renses olieprodukter fra svovlforbindelser, og gasserne, der dannes under brændstofforbrænding, renses.

Svovl i sig selv i form af støv irriterer slimhinder og åndedrætsorganer og kan forårsage alvorlig sygdom. Den maksimalt tilladte koncentration af svovl i luften er 0,07 mg/m3.

Mange svovlforbindelser er giftige. Særligt bemærkelsesværdigt er hydrogensulfid, hvis indånding hurtigt sløver reaktionen på det. dårlig lugt og kan føre til alvorlig forgiftning, endda død. Den maksimalt tilladte koncentration af svovlbrinte i luften i arbejdslokaler er 10 mg/m3, i atmosfærisk luft 0,008 mg/m3.

Kilder

Kemisk encyklopædi: i 5 bind / Redaktion: Zefirov N. S. (chefredaktør). - Moskva: Soviet Encyclopedia, 1995. - T. 4. - S. 319. - 639 s. — 20.000 eksemplarer. — ISBN 5—85270—039—8

Great Medical Encyclopedia

SVOLV- kemi. grundstof, symbol S (lat. Svovl), kl. n. 16, kl. m. 32.06. Eksisterer i form af flere allotropiske modifikationer; blandt dem er monoklint svovl (densitet 1960 kg/m3, tsmelt = 119°C) og orthorhombisk svovl (densitet 2070 kg/m3, ίπι = 112,8... ... Big Polytechnic Encyclopedia

SVOLV- (betegnet S), et kemisk grundstof i gruppe VI i PERIODISKE TABEL, et ikke-metal, kendt siden antikken. Forekommer i naturen både som et separat grundstof og i form af sulfidmineraler som GALENIT og PYRIT, og sulfatmineraler,... ... Videnskabelig og teknisk encyklopædisk ordbog

svovl- I mytologien om de irske keltere er Sera far til Parthalon (se kapitel 6). Ifølge nogle kilder var det Sera, og ikke Parthalon, der var Dilgneids mand. (

Svovl- et citrongult mineral, nogle gange honninggult, gulligt-grå eller brunligt, er molekylært svovl - S, mineralet er meget skørt, hårdhed 1-2.

Indeslutninger af organisk materiale og oliedråber kan give krystaller en brun eller sort farve.

Krystalliserer i det rombiske system. Det forekommer i form af pyramideformede krystaller og i granulerede aggregater. Nogle gange observeres sintrede nyreformede former og aflejringer og jordiske masser.

Glansen er diamantlignende, fedtet ved bruddet og gennemskinnelig i krystallerne. Naturligt svovl er følsomt over for forhøjede temperaturer og revner selv fra dine hænders varme. Med en tændstik smelter den let og lyser op med en blå flamme.

Navn

Oprindelsen af det latinske ord svovl er ukendt. Det russiske navn på elementet er normalt afledt af sanskrit "sira" - lysegul. Der kan være et forhold mellem "svovl" og det hebraiske "serafer" - flertal. nummer fra "seraf" - bogstaveligt talt "brænder", og svovl brænder godt. På gammelrussisk og gammelkirkeslavisk er "svovl" generelt ethvert brandfarligt stof, inklusive fedt.

Oprindelse

Svovl dannes udelukkende på overfladen af jordskorpen, som et resultat vulkanudbrud, udfældning i form af sublimater, og nogle gange hældes ud i smeltet form. Det dannes under forvitring af sulfider (hovedsageligt pyrit), eller akkumuleres i marine sedimenter, olier og bitumen, biokemisk. Kan forbindes med gips, der skiller sig ud fra sin tykkelse. Store ophobninger af naturligt svovl er ret sjældne i naturen. Oftere er det til stede i værtsbjergarten i form af små indeslutninger.

Indskud

Svovlaflejringer er udbredte i Centralasien, Gaurdak- og Shor-Su-aflejringerne findes i revner og hulrum i forskellige sedimentære bjergarter i forbindelse med olie, gips,
celestine, calcit, aragonit osv. I Kara-Kum ørkenen i form af høje dækket af kiselholdige skorper, i forbindelse med gips, kvarts, kalcedon, opal osv. Store sedimentære aflejringer
er tilgængelige i Volga-regionen (nær byen Kuibyshev). Siciliens aflejringer, magtfulde aflejringer i staterne Texas og Louisiana (USA), Bolivia, Mishrak og Irak, det sydlige Polen og Stassfurt i Tyskland er meget berømte. Områder med vulkanisme: Kamchatka, Japan, Italien, Indonesien.

Anvendelse

Hovedanvendelsen af svovl er i produktionen af svovlsyre, der anvendes i mange industrier; bruges i landbruget til skadedyrsbekæmpelse, i gummiproduktion (gummivulkaniseringsproces), til fremstilling af tændstikker, maling og pyroteknik.

Helbredende og magiske egenskaber

Det menes, at svovl har evnen til at absorbere negativ energi, hjælper med at undgå konflikter og skænderier og pacificerer følelsesmæssige impulser.

En væsentlig del af naturlige helbredelsesmetoder er baseret på brugen af svovlforbindelser, det være sig et fed hvidløg eller et Matsesta svovlbrintebad. Polysulfider - forbindelser af svovl og svovlbrinte - er ansvarlige for den helbredende effekt her.

Svovl har længe været kendt af mennesket. Beviser for dets brug i Egypten går tilbage til det andet årtusinde f.Kr. e. Både de gamle grækere og romere kendte svovl. Det er nævnt i de berømte værker af Homer, Plinius den Ældre og i Bibelen. Svovl har været meget brugt i medicin i lang tid. I medicinske formål Siden oldtiden har den været brugt i Rus'. En af de første indenlandske videnskabsmænd, der studerede svovl, M.V. Lomonosov skrev: "Jorden i dens dybder indeholder en sådan mængde svovl, at ikke kun undergrunden er fyldt med det ... men dette fossil skiller sig ud selv på jordens overflade. ," og bemærker samtidig, at det forekommer "det er naturligt og rent, men sjældent." Noget senere vurderede akademiker V. Severgin fordelingen af svovl mere optimistisk: "Native svovl er rent og blandet med landområder i Rusland i overflod." I dag kendes over 400 mineraler indeholdende svovl. Og dens indhold i jordskorpen er omkring 0,05%.

Tilstedeværelsen af naturligt svovl på Krim blev indikeret i midten af forrige århundrede. Mining Journal skrev om "søgningen" efter svovl her i 1849. Det handlede om nærheden af søen Chokrak på Kerch-halvøen, hvor der blev opdaget "meget klare, men meget små krystaller af naturligt svovl" i kalkstenen. Løjtnant Antipov udførte efterforskningsarbejde her efter ordre fra prins Vorontsov med udgravning af minedrift. Det viste sig, at svovl kun er begrænset til udløbene af svovlbrintekilder. Dens dannelse blev forklaret ved nedbrydning af hydrogensulfid. "Afslutningsvis må jeg sige," skriver løjtnanten, "at denne svovlaflejring ikke er af nogen teknisk betydning, bortset fra en helbredende egenskab ved kilderne, som lover store fordele." Tynde hvidlige aflejringer af svovl kan stadig observeres ved Chokrak og andre kilder til svovlbrintevand, for eksempel i nærheden af Sudak.

Native svovl dannes ofte under forvitring af sulfider - pyrit og markasit. Det blev fundet på Krim i forbindelse med forskellige klipper: i mergel nær Feodosia, kalksten i nærheden af Bakhchisarai, granodioriter nær Alushta. Svovl af denne type indgår normalt i sammensætningen af jordiske tilslag blandet med jernsulfater og hydroxyler og er repræsenteret af små uregelmæssige korn, nogle gange krystaller. Det er ofte ledsaget af gips. Fint pulverformet svovl er til stede i silt af saltsøer, for eksempel Saki.

De største ophobninger af svovl blev opdaget på Krim i 1883 af N.I. Andrusov på Kerch-halvøen nær landsbyen Chekur-Koyash. Senere viste det sig, at her lå et helt depositum. Svovl er begrænset til gipsholdig ler og mergel og danner lag og knuder, der varierer i størrelse fra flere millimeter til 30 cm. Indholdet i malm varierer fra 10 til 30%.

Ifølge en af de accepterede hypoteser blev naturligt svovl dannet af gips under påvirkning af hydrogensulfidvand beriget med organiske stoffer med deltagelse af bakterier.

Efter dagens målestok ville depositum se beskedent ud. Men på et tidspunkt spillede det en vigtig rolle. Faktum er, at før revolutionen blev svovl importeret til Rusland fra udlandet. Og Chekur-Koyashskoye-forekomsten var en af de første til at producere industrielt svovl. Her kort historie dens udvikling.

I det sidste århundrede blev der kun udvundet lidt svovl ved hjælp af håndværksmæssige metoder til lokale behov. Forekomsten er næppe blevet undersøgt. I 1906 lejede et belgisk firma det og begyndte geologisk udforskning og forberedelse til udnyttelse. Det tekniske niveau af arbejdet var lavt. Arbejdet var dårligt ventileret. Dette førte til tragisk død en arbejder og en administrator blev forgiftet af svovlgas ved minefladen, hvorefter arbejdet blev indstillet.

Siden begyndelsen af første verdenskrig udviklede en kritisk situation med svovl i landet, og efter beslutning fra den militær-industrielle komité begyndte udforskningen af Chekur-Koyash i 1915. I 1916 var forberedelserne til udvikling og tilhørende produktion allerede i gang. 1600 tons malm blev udvundet. Omkring 10 tons svovl blev manuelt udvalgt fra det. Men i 1917 blev arbejdet indstillet, og minerne blev oversvømmet med vand.

Genoplivningen af minen begyndte med etableringen af sovjetmagten på Krim. Først blev en lille mængde svovl opnået på en lille fabrik fra tidligere udvundet malm. Derefter gennemførte de en grundig geologisk udforskning og beregning af svovlreserver. I 1928 begyndte minen og anlægget, som praktisk talt blev bygget på ny, at producere svovl. Minedrift varede i omkring 10 år, og forekomsten var opbrugt. Krim svovl spillede en vigtig rolle i den indledende periode af produktionen. "Kerch svovl er af stor betydning for Unionen af vores republikker," bemærkede pressen i 30'erne. Med opdagelsen og udviklingen af store forekomster i Centralasien beholdt Chekur-Koyasha svovl kun lokal betydning. I øjeblikket er omkring et dusin ikke-industrielle manifestationer af svovl kendt på Kerch-halvøen.

Besynderligt udseende naturligt svovl. Farven er gul i forskellige nuancer, oftest strågul. Glansen er fedtet. Svovl danner film, jordagtige og pulveragtige masser, tynde lag og knuder og er mindre almindeligt i almindelige krystaller. Karakteristisk er tetraedriske bipyramider med afkortede spidser af det mest almindelige rombiske, eller såkaldte alfa, svovl. Den er mest stabil på jordens overflade. Det er mærkeligt, at i kalksten i området Kerch-strædet S.P. Popov opdagede i 1901, sammen med denne sort, lamellære krystaller af monoklinisk (beta) svovl, som er sjældnere i naturen. Dette er verdens første opdagelse af beta-svovl under forhold på jordens overflade uden forbindelse med vulkansk aktivitet. Formen af beta-svovlkrystaller fra Krim, men S.P. Popov er fast inkluderet i opslagsbøger om mineralogi.

Med hensyn til hårdhed er svovl lidt bedre end talkum, det blødeste mineral på Mohs-skalaen. Talkum har en hårdhed på 1, mens svovl har en hårdhed på 1-2 på denne skala. Svovl er dobbelt så tungt som vand. Dens tæthed er omkring to. En vigtig forskel er svovls evne til at brænde. Ifølge Plinius den Ældre, "antændes intet stof så let, hvoraf det er klart, at det indeholder stor ildkraft." Før fremkomsten af moderne ideer i lang tid Man mente, at svovl var en bærer af et særligt brændbart stof. Svovls evne til at brænde kan bruges som et pålideligt diagnostisk tegn. Et ubetydeligt korn af stoffet er nok til at teste. Testen kan udføres på spidsen af en pennekniv ved hjælp af en brændende tændstik eller spritlampe. Du kan også bruge en varm synål. Lugten af brændende svovl er også meget karakteristisk, der adskiller den fra andre mineraler. I fine pulveragtige og jordagtige sekreter ligner svovl jernsulfater. I modsætning til mange lignende mineraler opløses svovl i petroleum og terpentin.

Naturligt svovl indeholder ofte op til flere procent urenheder. Krim svovl indeholder calcium, selen, arsen og nogle andre elementer. Urenheder kan begrænse brugen af svovl i visse industrier.

Svovl har ekstremt mange erhverv, og har været det længe. "Dens fordele er meget omfattende," skrev V. Severgin i begyndelsen af forrige århundrede "Det bruges på forskellige måder i kemien, i lægekunsten, til udvinding af svovlsyre, til fremstilling af cinnober, krudt. , i morsomme brande... til udryddelse af insekter.” . I øjeblikket bliver svovl brugt endnu mere. Hvert år udvindes titusinder af tons naturligt svovl rundt om i verden. Det bruges til fremstilling af syntetiske fibre, gummi, farvestoffer, fødevareindustrien. Cirka halvdelen af det udvundne svovl bruges til at producere svovlsyre, en fjerdedel til papirmasse- og papirindustrien og omkring 10 % til landbruget. Krim-svovl blev hovedsageligt brugt til at bekæmpe skadedyr på vingårdene og til sanitære formål.

Svovlproduktionen steg markant efter sortkrudt blev opfundet. Svovl (sammen med kul og salpeter) er trods alt dens uundværlige komponent. I dag er svovl en af de vigtigste typer råvarer for mange kemisk produktion. Det årlige verdensforbrug af svovl er omkring 20 millioner tons. Dens industrielle forbrugere er en bred vifte af industrier: svovlsyre, papir, gummi, tændstikker osv. Svovl er også meget brugt til skadedyrsbekæmpelse landbrug, i pyroteknik, og til dels i medicin. Med hensyn til indhold i jordskorpen (0,03%) er svovl et meget almindeligt grundstof. Store ophobninger af naturligt svovl er dog ikke særlig almindelige. Det er oftere til stede i nogle malme. Native svovlmalm er en bjergart afbrudt med rent svovl. Hvornår blev disse indeslutninger dannet - samtidig med de medfølgende klipper eller senere? Retningen af efterforsknings- og efterforskningsarbejdet afhænger af svaret på dette spørgsmål. Men på trods af tusinder af års kommunikation med svovl, har menneskeheden stadig ikke et klart svar. Svovlmalm udvindes på forskellige måder afhængigt af forekomstbetingelserne. Men under alle omstændigheder skal du være meget opmærksom på sikkerhedsforanstaltninger. Svovlaflejringer er næsten altid ledsaget af ophobninger af giftige gasser - svovlforbindelser. Derudover må vi ikke glemme muligheden for selvantændelse.

Svovlmalm udvindes på forskellige måder - i afhængig af betingelserne for forekomsten. Men under alle omstændigheder skal du være meget opmærksom på sikkerhedsforanstaltninger. Svovlaflejringer er næsten altid ledsaget af ophobninger af giftige gasser - svovlforbindelser. Derudover må vi ikke glemme muligheden for selvantændelse.

Udvinding af malm i dagbrud foregår på denne måde. Gående gravemaskiner fjerner lag af sten, som malm ligger under. Malmlaget knuses ved eksplosioner, hvorefter malmblokkene sendes til forarbejdningsanlæg, og derfra til svovlsmelteren, hvor svovl udvindes fra koncentratet. Ekstraktionsmetoder er forskellige. Nogle af dem vil blive diskuteret nedenfor. Og her er det passende kort at beskrive brøndmetoden til at udvinde svovl fra undergrunden, som gjorde det muligt for USA og Mexico at blive de største leverandører af svovl.

I slutningen af forrige århundrede blev rige forekomster af svovlmalm opdaget i det sydlige USA. Men det var ikke let at nærme sig lagene: svovlbrinte lækkede ind i minerne (det var nemlig planlagt at udvikle forekomsten ved hjælp af minemetoden) og blokerede adgangen til svovl. Desuden gjorde sandet kviksand det svært at trænge igennem til de svovlholdige lag. En løsning blev fundet af kemikeren Hermann Frasch, som foreslog at smelte svovl under jorden og pumpe det til overfladen gennem brønde, der ligner oliebrønde 1890 begyndte tests, der førte til succes.

I princippet er installationen af Frasch meget enkel: et rør i et rør. Overophedet vand tilføres i mellemrummet mellem rørene og strømmer gennem det ind i formationen. Og smeltet svovl stiger gennem det indre rør, opvarmet fra alle sider. Den moderne version af Frasch-installationen er suppleret med en tredje - det smalleste rør. Gennem den tilføres komprimeret luft ind i brønden, hvilket hjælper med at hæve det smeltede svovl til overfladen. En af hovedfordelene ved Frasch-metoden er, at den giver mulighed for at opnå relativt rent svovl allerede i det første produktionstrin. Denne metode er meget effektiv, når der udvindes rige malme.

Tidligere mente man, at metoden til underjordisk smeltning af svovl kun var anvendelig under de specifikke forhold i "saltkuplerne" på Stillehavskysten i USA og Mexico. Eksperimenter udført i Polen og USSR afviste imidlertid denne udtalelse. I det populære Polen udvindes allerede store mængder svovl ved denne metode; i 1968 blev de første svovlbrønde søsat i USSR.

Og malm opnået i stenbrud og miner skal behandles (ofte med foreløbig berigelse) ved hjælp af forskellige teknologiske metoder.

Der er flere kendte metoder til at opnå svovl fra svovlmalme: damp-vand, filtrering, termisk, centrifugal og ekstraktion.

Termiske metoder til udvinding af svovl er de mest forældede. Tilbage i det 18. århundrede, i kongeriget Napoli, blev svovl smeltet i dynger - "solfatarer". Svovl smeltes stadig i Italien i primitive ovne - "calcarones". Den varme, der kræves for at smelte svovl fra malm, opnås ved at brænde en del af det udvundne svovl. Denne proces er ineffektiv, tabene når op på 45%.

Italien blev også fødestedet for dampvandsmetoder til at udvinde svovl fra malme. I 1859 modtog Giuseppe Gill patent på sit apparat - forløberen for nutidens autoklaver. Autoklavemetoden (naturligvis væsentligt forbedret) bruges stadig i mange lande.

I autoklaveprocessen pumpes beriget svovlmalmkoncentrat indeholdende op til 80 % svovl ind i autoklaven i form af en flydende pulp med reagenser. Der tilføres vanddamp under tryk. Pulpen opvarmes til 130° C. Svovlen i koncentratet smelter og skilles fra klippen. Efter en kort bundfældning drænes det smeltede svovl. Så frigives "tailings" - en suspension af gråsten i vand - fra autoklaven? Affaldet indeholder ret meget svovl og returneres til forarbejdningsanlægget.

I Rusland blev autoklavemetoden først brugt af ingeniør K. G. Patkanov i 1896.

Moderne autoklaver er enorme enheder på højden af en fire-etagers bygning. Sådanne autoklaver er især installeret på svovlsmelteanlægget i Rozdol Mining and Chemical Plant i Karpaterne.

I nogle industrier, for eksempel på et stort svovlanlæg i Tarnobrzeg (Polen), adskilles gråsten fra smeltet svovl ved hjælp af specielle filtre. Separationsmetoden ved hjælp af specielle centrifuger blev for nylig udviklet i vores land. Kort sagt, "guldmalm (mere præcist, gylden malm) kan adskilles fra gråsten" på forskellige måder.

De tilfredsstiller deres svovlbehov på forskellige måder forskellige lande. Mexico og USA bruger hovedsageligt Frasch-metoden. Italien, som ligger på tredjepladsen blandt kapitalistiske stater i svovlproduktion, fortsætter med at udvinde og forarbejde (forskellige metoder) svovlmalme fra de sicilianske forekomster og provinsen Marco. Japan har betydelige reserver af vulkansk svovl. Frankrig og Canada, som ikke har naturligt svovl, har udviklet en storstilet produktion af det fra gasser. England og Tyskland har ikke deres egne svovlforekomster. De dækker deres behov for svovlsyre ved at forarbejde svovlholdige råvarer (hovedsageligt pyrit) og importerer elementært svovl.

Rusland opfylder fuldt ud sine behov takket være sine egne kilder til råmaterialer. Efter opdagelsen og udviklingen af de rige Karpater-aflejringer øgede USSR og Polen svovlproduktionen betydeligt. Denne industri fortsætter med at udvikle sig. Nye store virksomheder blev bygget i Ukraine, gamle anlæg på Volga og Turkmenistan blev rekonstrueret, og svovlproduktion fra naturgas og affaldsgasser.

Og andre industrier.

I Rusland vidste de, hvordan man udvinder "brandbart svovl" fra svovlbrintekilder en række steder i det nordlige territorium. I midten af det 17. århundrede blev aflejringer af naturligt svovl opdaget i Samara- og Kazan-Volga-regionerne. det er blevet udført i små mængder siden Peter I's tid. Ved begyndelsen af det 20. århundrede. dens produktion ophørte, og siden 1911 har Rusland importeret svovl fra andre lande. I 1913 blev 26 tusinde tons svovl importeret til landet.

Omkring 50 % af alle reserver kan udvikles ved åben minedrift med efterfølgende berigelse og smeltning af svovl fra koncentrater. De resterende reserver er velegnede til minedrift ved brug af PVA-metoden. Udviklede marker: Yazovskoye, Nemirovskoye, Rozdolskoye, Podorozhnenskoye, Zagaypolskoye i Ciscarpathian-regionen, Vodinskoye i Mellem-Volga-regionen, Gaurdakskoye i Centralasien. De største virksomheder til forarbejdning af naturligt svovl er Rozdolsk og Yavorovsk produktionsforeninger og svovlfabrikken Gaurdak.

Naturligt svovl opnås ved hjælp af en kombineret metode (autoklave eller reagensfri) ved at smelte det fra koncentrat fra svovlmalme. I åbne minedrift omfatter den teknologiske ordning for berigelse af svovlmalme: finformaling i et vandigt miljø og flotation (for detaljer, se Native svovl). Den samlede svovlgenvinding med den kombinerede metode er 82-86%. Koefficienten for svovludvinding fra underjordisk smeltning er 40%. Udviklingsdybden er fra 120 til 600 m, nogle gange mere.

Industrigassvovl opnås fra svovlbrinte og svovldioxid under rensning af naturgasser og tilhørende gasser, gasser fra olieraffineringsindustrien og non-ferro metallurgi. Hydrogensulfid isoleres fra gasser ved hjælp af absorptionsmetoder. Svovl fås fra gasser (fra svovldioxid osv.) ved at reducere det med kul mv. Der er mange teknologiske ordninger og metoder, hvis effektivitet hovedsageligt afhænger af indholdet af svovlholdige forbindelser i forarbejdningsråmaterialerne.

Tilknyttet svovl opnås fra gasser, og hvis gasser indeholder op til 27 % .

De vigtigste typer produkter fremstillet af natur- og gassvovl er svovl i klumper og flydende svovl. GOST 127-76 "Teknisk svovl" giver også mulighed for produktion af granuleret, formalet og flaget svovl. Den specificerede GOST definerer produktionen af 4 typer naturligt svovl (svovlindhold fra 99,2 til 99,95%) og 3 typer gassvovl (fra 99 til 99,98%). For hver sort er der fastsat standarder for massefraktionen af forskellige urenheder (%): aske 0,05-0,4, syre 0,002-0,002, organisk stof 0,01-0,5, fugtighed 0,1-1, arsen op til 0,005 osv.

Industrien til produktion af naturligt svovl ledes af All-Union Association "Soyuzsera". Foreningen er ansvarlig for VNIPIser Industrial Institute, Rozdolsk og Yavorovsk Production Associations, samt Gaurdak og Kuibyshev svovlfabrikkerne. Virksomheder til produktion af associeret svovl er hovedsageligt underlagt ministerierne for gas, olieraffineringsindustri og non-ferro metallurgi.

I socialistiske lande er svovlindustrien udviklet i, og (for flere detaljer, se afsnittet "Mineindustri" i artikler om disse lande).

Svovl udvindes og produceres i cirka 60 industrialiserede kapitalistiske lande og udviklingslande. Indtil begyndelsen af 50'erne. 20. århundrede det blev opnået fra indfødte malme, fra pyrit som den vigtigste og fra svovlmetalmalme som biprodukter. I 50-60'erne. Teknologien til at producere svovl fra naturgasrensning er ved at blive udbredt. Lignende teknologi begyndte at blive brugt i olieraffinering, hvilket førte til en betydelig stigning i omfanget af svovludvinding fra gasser under oliekrakning. Hovedproduktet er elementært svovl. De førende producenter af svovl er lande, der udfører storstilet produktion af naturgas og olie eller har store reserver af naturligt svovl, som udvindes, afhængigt af forekomstbetingelserne, ved hjælp af åbne- eller borehulsmetoder. Malme af lav kvalitet er forberiget. For at udvinde svovl fra rige malme og koncentrater anvendes en kombineret metode i industrien. Til dybtliggende rige svovlmalme anvendes den underjordiske smeltemetode.

Blandt de industrialiserede kapitalistiske lande og udviklingslande er de største forekomster af naturligt svovl placeret i. Den samlede produktion af svovl af alle typer i disse lande i 1986 oversteg 36,7 millioner tons, hvor størstedelen af den samlede produktion fandt sted i industrialiserede kapitalistiske lande (tabel).

Omkring 51 % af alt svovl blev produceret i USA og. I USA udgjorde svovlproduktionen i 1986 omkring 12 millioner tons, hvoraf omkring 5,8 millioner tons var elementært reduceret svovl opnået fra olieraffinering, fra naturlige og koksovnsgasser, 4 millioner tons var naturligt svovl udvundet ved brøndmetoden, og 1,1 millioner tons - svovl indeholdt i svovlsyre opnået som et biprodukt under den metallurgiske forarbejdning af ikke-jernholdige metaller samt i pyrit, svovldioxid og hydrogensulfid.

I Canada opnås svovl hovedsageligt fra naturgasrensning og oliekrakning (87%) samt fra pyritkoncentrater mv.

Japan ligger på tredjepladsen i svovlproduktion: 2,5 millioner tons i 1986, hvoraf omkring 1,2 millioner tons blev opnået som et biprodukt af metallurgisk produktion, 1 million tons fra naturgasraffinering og oliekrakning og 0,2 millioner tons fra .

Produktionen af naturligt svovl i industrialiserede kapitalistiske lande og udviklingslande beløb sig i 1986 til 6,2 millioner tons; siden begyndelsen af 80'erne. produktionsniveauet er konstant faldende. Det udvindes hovedsageligt i USA, Mexico, Irak og Chile.

Pyrit er en vigtig fossil type af svovlholdigt råmateriale, hvis udvinding ligesom naturligt svovl har en tendens til at falde. I 1985 udgjorde verdensproduktionen af pyrit (ekskl. socialistiske lande) 4,2 millioner udtrykt i svovl, det meste af produktionen foregik i lande Vesteuropa. De vigtigste producenter er (30% af al produktion), USA, Italien.

De største eksportører af svovl er Canada, USA, Mexico og Frankrig, men konkurrencen fra olieproducerende lande i Nær- og Mellemøsten er stigende. Over 1/2 af eksporten fra industrialiserede kapitalistiske lande og udviklingslande er granuleret svovl (hovedleverandøren er Canada), omkring 35 % er flydende (Canada og Mexico), resten er svovl i klumper.

Svovlmalm udvindes på forskellige måder afhængigt af forekomstbetingelserne. Men under alle omstændigheder skal du være meget opmærksom på sikkerhedsforanstaltninger. Svovlaflejringer er næsten altid ledsaget af ophobninger af giftige gasser - svovlforbindelser. Derudover må vi ikke glemme muligheden for selvantændelse.

Udvinding af malm i dagbrud foregår på denne måde. Gående gravemaskiner fjerner lag af sten, som malm ligger under. Malmlaget knuses ved eksplosioner, hvorefter malmblokkene sendes til et forarbejdningsanlæg, og derfra til en svovlsmelter, hvor svovl udvindes fra koncentratet. Ekstraktionsmetoder varierer. Nogle af dem vil blive diskuteret nedenfor. Og her er det passende kort at beskrive brøndmetoden til at udvinde svovl fra undergrunden, som gjorde det muligt for USA og Mexico at blive de største leverandører af svovl.

I slutningen af forrige århundrede blev rige forekomster af svovlmalm opdaget i det sydlige USA. Men det var ikke let at nærme sig lagene: svovlbrinte lækkede ind i minerne (det var nemlig planlagt at udvikle forekomsten ved hjælp af minemetoden) og blokerede adgangen til svovl. Desuden gjorde sandflydere det svært at trænge igennem til de svovlholdige lag. En løsning blev fundet af kemikeren Hermann Frasch, som foreslog at smelte svovl under jorden og pumpe det til overfladen gennem brønde svarende til oliebrønde. Det relativt lave (mindre end 120°C) smeltepunkt for svovl bekræftede virkeligheden af Fraschs idé. I 1890 begyndte tests, der førte til succes.

I princippet er installationen af Frasch meget enkel: et rør i et rør. Overophedet vand tilføres i mellemrummet mellem rørene og strømmer gennem det ind i formationen. Og smeltet svovl stiger gennem det indre rør, opvarmet fra alle sider. Den moderne version af Frasch-installationen suppleres af en tredje - det smalleste rør. Gennem den tilføres komprimeret luft ind i brønden, hvilket hjælper med at hæve det smeltede svovl til overfladen. En af hovedfordelene ved Frasch-metoden er, at den giver mulighed for at opnå relativt rent svovl allerede i det første produktionstrin. Denne metode er meget effektiv, når der udvindes rige malme.

Tidligere mente man, at metoden til underjordisk smeltning af svovl kun var anvendelig under de specifikke forhold i "saltkuplerne" på Stillehavskysten i USA og Mexico. Eksperimenter udført i Polen og USSR afviste imidlertid denne udtalelse. I Polen udvindes allerede store mængder svovl ved hjælp af denne metode: I 1968 blev de første svovlbrønde lanceret i USSR.

Og malm opnået i stenbrud og miner skal behandles (ofte med foreløbig berigelse) ved hjælp af forskellige teknologiske metoder.

Der er flere kendte metoder til at opnå svovl fra svovlmalme: damp-vand, filtrering, termisk, centrifugal og ekstraktion.

Termiske metoder til udvinding af svovl er de ældste. Tilbage i 1700-tallet. i kongeriget Napoli blev svovl smeltet i dynger - "solfatarer". Svovl smeltes stadig i Italien i primitive ovne - "calcarones". Den varme, der kræves for at smelte svovl fra malm, opnås ved at brænde en del af det udvundne svovl. Denne proces er ineffektiv, tabene når op på 45%.

I autoklaveprocessen pumpes beriget svovlmalmkoncentrat indeholdende op til 80 % svovl ind i autoklaven i form af en flydende pulp med reagenser. Der tilføres vanddamp under tryk. Pulpen opvarmes til 130°C. Svovlen indeholdt i koncentratet smeltes og separeres fra klippen. Efter en kort bundfældning drænes det smeltede svovl. Derefter frigives "tailings" - en suspension af gråsten i vand - fra autoklaven. Affaldet indeholder ret meget svovl og returneres til forarbejdningsanlægget.

I Rusland blev autoklavemetoden først brugt af ingeniør K.G. Patkanov i 1896

Moderne autoklaver er enorme enheder på højden af en fire-etagers bygning. Sådanne autoklaver er især installeret på svovlsmelteanlægget i Rozdol Mining and Chemical Combine i Karpaterne.

I nogle industrier, for eksempel på et stort svovlanlæg i Tarnobrzeg (Polen), adskilles gråsten fra smeltet svovl ved hjælp af specielle filtre. En metode til adskillelse af svovl og gråsten ved hjælp af centrifuger blev udviklet i vores land. Kort sagt, "guldmalm (mere præcist, gylden malm) kan adskilles fra gråsten" på forskellige måder.

I på det seneste Mere og mere opmærksomhed rettes mod geoteknologiske borehulsmetoder til svovludvinding. Ved Yazovskoe-aflejringen i Karpaterne smeltes svovl - et klassisk dielektrikum - under jorden af strømme høj frekvens og pumpet til overfladen gennem brønde, som i Frasch-metoden. Forskere fra Institute of Mining Chemical Raw Materials har foreslået en metode til underjordisk forgasning af svovl. Ved denne metode sættes svovl i brand i formationen, og svovldioxid pumpes til overfladen, som bruges til at fremstille svovlsyre og andre nyttige produkter.

Forskellige lande opfylder deres behov for svovl på forskellige måder. Mexico og USA bruger hovedsageligt Frasch-metoden. Italien, som ligger på tredjepladsen blandt kapitalistiske stater i svovlproduktion, fortsætter med at udvinde og forarbejde (forskellige metoder) svovlmalme fra sicilianske forekomster og provinsen Marche. Japan har betydelige reserver af vulkansk svovl. Frankrig og Canada, som ikke har naturligt svovl, har udviklet produktion i stor skala fra gasser. Både England og Tyskland har ikke deres egne svovlforekomster. De dækker deres behov for svovlsyre ved at forarbejde svovlholdige råvarer (hovedsageligt pyrit) og importerer elementært svovl fra andre lande.

Sovjetunionen og de socialistiske lande opfylder fuldt ud deres behov takket være deres egne kilder til råmaterialer. Efter opdagelsen og udviklingen af de rige Karpater-aflejringer øgede USSR og Polen svovlproduktionen betydeligt. Denne industri fortsætter med at udvikle sig. I de senere år er der blevet bygget nye store virksomheder i Ukraine, gamle anlæg på Volga og Turkmenistan er blevet rekonstrueret, og produktionen af svovl fra naturgas og affaldsgasser er blevet udvidet.

Svovlaflejringer. Frit svovl i naturen

Relaterede artikler

Læs også