Svovelavsetninger. Fri svovel i naturen

Seksjon 1. Bestemmelse av svovel.

Avsnitt 2. Naturlige mineraler svovel.

Seksjon 3. Funnhistoriesvovel.

Seksjon 4. Opprinnelsen til navnet svovel.

Seksjon 5. Svovels opprinnelse.

Seksjon 6. Kvitteringsvovel.

Seksjon 7. Produsentersvovel.

Seksjon 8. Egenskapersvovel.

- Underseksjon 1. Fysiskegenskaper.

- Underseksjon2. Kjemiskegenskaper.

Seksjon 10. Brannfarlige egenskaper til svovel.

- Underseksjon1. Branner i svovellagre.

Seksjon 11. Å være i naturen.

Seksjon 12. Biologisk rollesvovel.

Seksjon 13. Søknadsvovel.

Definisjonsvovel

svovel er element av den sjette gruppen av den tredje perioden av det periodiske systemet for kjemiske elementer av D.I. Mendeleev, med atomnummer 16. Utviser ikke-metalliske egenskaper. Angitt med symbolet S (latinsk svovel). I hydrogen- og oksygenforbindelser finnes det i forskjellige ioner og danner mange syrer og salter. Mange svovelholdige salter er dårlig løselige i vann.

Svovel - S, kjemisk element med atomnummer 16, atommasse 32.066. Det kjemiske symbolet for svovel S uttales "es". Naturlig svovel består av fire stabile nuklider: 32S (innhold 95,084 vekt%), 33S (0,74%), 34S (4,16%) og 36S (0,016%). Radiusen til svovelatomet er 0,104 nm. Ioneradier: S2- ion 0,170 nm (koordinasjonsnummer 6), S4+ ion 0,051 nm (koordinasjonsnummer 6) og S6+ ion 0,026 nm (koordinasjonsnummer 4). De sekvensielle ioniseringsenergiene til det nøytrale svovelatomet fra S0 til S6+ er henholdsvis 10,36, 23,35, 34,8, 47,3, 72,5 og 88,0 eV. Svovel er lokalisert i VIA-gruppen til D.I. Mendeleevs periodiske system, i 3. periode, og tilhører kalkogenene. Konfigurasjonen av det ytre elektroniske laget er 3s23p4. De mest karakteristiske oksidasjonstilstandene i forbindelser er -2, +4, +6 (henholdsvis valens II, IV og VI). Pauling elektronegativitetsverdien til svovel er 2,6. Svovel er et ikke-metall.

I sin frie form fremstår svovel som gule, sprø krystaller eller gult pulver.

Svovel er

Naturlig mineraler svovel

Svovel er det sekstende mest tallrike grunnstoffet i jordskorpen. Det finnes i en fri (innfødt) tilstand og bundet form.

De viktigste naturlige svovelforbindelsene: FeS2 - jernkis eller pyritt, ZnS - sinkblanding eller sfaleritt (wurtzitt), PbS - blyglans eller galena, HgS - kanel, Sb2S3 - stibnitt. I tillegg er svovel tilstede i svart gull, naturlig kull, naturgasser og skifer. Svovel er det sjette mest tallrike elementet i naturlig vann, det finnes hovedsakelig i form av sulfationer og forårsaker den "konstante" hardheten til ferskvann. Et viktig element for høyere organismer, en integrert del av mange proteiner, er konsentrert i håret.

Svovel er

Oppdagelseshistoriesvovel

svovel i sin opprinnelige tilstand, så vel som i form av svovelforbindelser, har vært kjent siden antikken. Mennesket ble trolig kjent med lukten av brennende svovel, den kvelende effekten av svoveldioksid og den ekle lukten av hydrogensulfid tilbake i forhistorisk tid. Det var på grunn av disse egenskapene at svovel ble brukt av prester som en del av hellig røkelse under religiøse ritualer. Svovel ble ansett som arbeidet til overmenneskelige vesener fra åndenes verden eller underjordiske guder. For veldig lenge siden begynte svovel å bli brukt som en del av forskjellige brennbare blandinger til militære formål. Homer beskrev allerede "svovelholdige røyk" dødelig effekt utslipp av brennende svovel. Svovel var sannsynligvis en del av den "greske ilden" som skremte motstandere. Rundt 800-tallet Kineserne begynte å bruke det i pyrotekniske blandinger, spesielt i blandinger som krutt. Brennbarheten til svovel, hvor lett det kombineres med metaller for å danne sulfider (for eksempel på overflaten av stykker metall), forklare det faktum at det ble ansett som "brennbarhetsprinsippet" og en viktig komponent i metallmalm. Presbyter Theophilus (1100-tallet) beskriver en metode for oksidativ brenning av sulfidkobbermalm, sannsynligvis kjent i det gamle Egypt. I periode Arabisk alkymi oppsto kvikksølv-svovel-teorien om sammensetning metaller, ifølge hvilken svovel ble æret som en essensiell komponent (far) av alle metaller. Senere ble det et av alkymistenes tre prinsipper, og senere ble "brennbarhetsprinsippet" grunnlaget for teorien om flogiston. Den elementære naturen til svovel ble etablert av Lavoisier i sine forbrenningseksperimenter. Med introduksjonen av krutt i Europa begynte utviklingen av naturlig svovelutvinning, samt utviklingen av en metode for å produsere det fra pyritt; sistnevnte var utbredt i gamle russ. Det ble først beskrevet i litteraturen av Agricola. Således er den nøyaktige opprinnelsen til svovel ikke fastslått, men som nevnt ovenfor ble dette elementet brukt før Kristi fødsel, og har derfor vært kjent for folk siden antikken.

Svovel forekommer i naturen i en fri (innfødt) tilstand, så det var kjent for mennesket allerede i antikken. Svovel vakte oppmerksomhet med sin karakteristiske farge, blå flammer og en spesifikk lukt som oppstår under forbrenning (lukten av svoveldioksid). Det ble antatt at brennende svovel kjørte bort onde ånder. Bibelen snakker om bruken av svovel for å rense syndere. For middelalderens mennesker var lukten av "svovel" assosiert med underverdenen. Bruken av brennende svovel til desinfeksjon er nevnt av Homer. I det gamle Roma ble stoffer bleket med svoveldioksid.

Svovel har lenge vært brukt i medisin - pasienter ble desinficert med flammen, det ble inkludert i forskjellige salver for behandling av hudsykdommer. På 1000-tallet Avicenna (Ibn Sina), og deretter europeiske alkymister mente at metaller, inkludert sølv, består av svovel og kvikksølv i forskjellige proporsjoner. Derfor spilte svovel en viktig rolle i alkymistenes forsøk på å finne «de vises stein» og forvandle uedle metaller til edle. På 1500-tallet Paracelsus betraktet svovel, sammen med kvikksølv og "salt", et av de viktigste "prinsippene" i naturen, "sjelen" til alle kropper.

Den praktiske betydningen av svovel økte kraftig etter oppfinnelsen av svart krutt (som nødvendigvis inkluderer svovel). I 673 brente bysantinene, som forsvarte Konstantinopel, fiendens flåte ved hjelp av såkalt gresk ild - en blanding av salpeter, svovel, harpiks og andre stoffer - hvis flamme ikke ble slukket av vann. I middelalderen Europa Det ble brukt svart krutt, hvis sammensetning var nær en blanding av gresk ild. Siden den gang har svovel blitt mye brukt til militære formål.

Den viktigste svovelforbindelsen har lenge vært kjent - svovelsyre. En av skaperne av iatrokjemi, munken Vasily Valentin, beskrev på 1400-tallet i detalj produksjonen av svovelsyre ved å kalsinere jernsulfat ( gammelt navn svovelsyre - olje av vitriol).

Den elementære naturen til svovel ble etablert i 1789 av A. Lavoisier. I titler kjemiske forbindelser svovelholdige stoffer inneholder ofte prefikset "tio" (for eksempel kalles Na2S2O3-reagensen som brukes i fotografering natriumtiosulfat). Opprinnelsen til dette prefikset er relatert til det greske navnet for svovel - teion.

Opprinnelsen til navnet svovel

Russisk navn svovel går tilbake til det proto-slaviske *sěra, som er assosiert med lat. serum "serum".

Latinsk svovel (en hellenisert skrivemåte av den eldre svovelen) kommer fra den indoeuropeiske roten *swelp- «å brenne».

Opprinnelsen til svovel

Store ansamlinger av naturlig svovel er ikke veldig vanlig. Det er oftere til stede i noen malmer. Innfødt svovelmalm er en bergart ispedd rent svovel.

Når ble disse inneslutningene dannet - samtidig med de medfølgende bergartene eller senere? Retningen for prospekterings- og letearbeidet avhenger av svaret på dette spørsmålet. Men til tross for tusenvis av år med kommunikasjon med svovel, har menneskeheten fortsatt ikke et klart svar. Det er flere teorier hvis forfattere har motstridende synspunkter.

Teorien om syngenese (det vil si samtidig dannelse av svovel og vertsbergarter) antyder at dannelsen av naturlig svovel skjedde i grunne bassenger. Spesielle bakterier reduserte sulfater oppløst i vann til hydrogensulfid, som steg oppover, kom inn i oksidasjonssonen, og her, kjemisk eller med deltagelse av andre bakterier, ble oksidert til elementært svovel. Svovelet la seg til bunnen, og deretter dannet den svovelholdige silt malm.

Teorien om epigenese (svovelinneslutninger dannet senere enn hovedbergartene) har flere alternativer. Den vanligste av dem antar at grunnvann, som trenger gjennom berglag, er beriket med sulfater. Hvis slikt vann kommer i kontakt med avleiringer svart gull eller Naturgass, så reduseres sulfationer av hydrokarboner til hydrogensulfid. Hydrogensulfid stiger til overflaten og, når det oksideres, frigjør det rent svovel i hulrom og sprekker i bergarter.

I de siste tiårene har en av variantene av teorien om epigenese funnet mer og mer bekreftelse - teorien om metasomatose (oversatt fra gresk, "metasomatose" betyr erstatning). Ifølge den skjer transformasjonen av gips CaSO4-H2O og anhydritt CaSO4 til svovel og kalsitt CaCO3 konstant i dypet. Denne teorien ble opprettet i 1935 av sovjetiske forskere L. M. Miropolsky og B. P. Krotov. Spesielt taler dette faktum til sin fordel.

Mishraq ble oppdaget i Irak i 1961. Svovelet her er inneholdt i karbonatbergarter, som danner en bue støttet av søyler som går dypt (i geologi kalles de vinger). Disse vingene består hovedsakelig av anhydritt og gips. Det samme bildet ble observert ved det innenlandske Shor-Su-feltet.

Den geologiske originaliteten til disse forekomstene kan bare forklares fra synspunktet om metasomatismeteorien: primær gips og anhydritter omgjort til sekundære karbonatmalmer ispedd naturlig svovel. Det er ikke bare nabolaget som betyr noe mineraler— gjennomsnittlig svovelinnhold i malmen i disse forekomstene er lik innholdet av kjemisk bundet svovel i anhydritt. Og studier av den isotopiske sammensetningen av svovel og karbon i malmen til disse forekomstene ga tilhengere av teorien om metasomatisme ytterligere argumenter.

Men det er ett "men": kjemien i prosessen med å konvertere gips til svovel og kalsitt er ennå ikke klar, og derfor er det ingen grunn til å betrakte teorien om metasomatisme som den eneste riktige. Det er fortsatt innsjøer på jorden (spesielt Sernoye-sjøen nær Sernovodsk), hvor syngenetisk avsetning av svovel forekommer og den svovelholdige silt inneholder verken gips eller anhydritt.

Alt dette betyr at mangfoldet av teorier og hypoteser om opprinnelsen til naturlig svovel er resultatet ikke bare og ikke så mye av ufullstendigheten i vår kunnskap, men av kompleksiteten til fenomenene som oppstår i undergrunn. Vi vet alle fra grunnskolens matematikk at ulike veier kan føre til samme resultat. Dette strekker seg også til geokjemi.

Kvitteringsvovel

svovel oppnås hovedsakelig ved å smelte naturlig svovel direkte på steder der det forekommer under jorden. Svovelmalm utvinnes på forskjellige måter, avhengig av forekomstforholdene. Svovelavsetninger er nesten alltid ledsaget av ansamlinger av giftige gasser - svovelforbindelser. I tillegg må vi ikke glemme muligheten for dens spontane forbrenning.

Dagbruddsutvinning av malm skjer slik. Gående gravemaskiner fjerner lag med stein som malm ligger under. Malmlaget knuses ved eksplosjoner, hvoretter malmblokkene sendes til et svovelsmelteverk, hvor svovel trekkes ut av konsentratet.

I 1890 foreslo Hermann Frasch å smelte svovel under jorden og pumpe det til overflaten gjennom oljebrønner. Det relativt lave (113 °C) smeltepunktet for svovel bekreftet virkeligheten til Fraschs idé. I 1890 begynte tester som førte til suksess.

Det er flere kjente metoder for å oppnå svovel fra svovelmalm: dampvann, filtrering, termisk, sentrifugal og ekstraksjon.

Svovel finnes også i store mengder i Naturgass i gassform (i form av hydrogensulfid, svoveldioksid). Under gruvedrift avsettes det på veggene til rør og utstyr, noe som gjør dem ubrukelige. Derfor utvinnes den fra gassen så raskt som mulig etter produksjon. Det resulterende kjemisk rene fine svovelet er et ideelt råmateriale for kjemisk industri og gummiindustri.

Den største forekomsten av naturlig svovel av vulkansk opprinnelse ligger på øya Iturup med reserver av kategori A+B+C1 - 4227 tusen tonn og kategori C2 - 895 tusen tonn, som er nok til å bygge et foretak med en kapasitet på 200 tusen tonn granulert svovel per år.

Produsentersvovel

De viktigste svovelprodusentene i Den russiske føderasjonen er bedrifter OJSC Gazprom: LLC Gazprom Dobycha Astrakhan og LLC Gazprom Dobycha Orenburg, mottar det som et biprodukt under gassrensing.

Egenskapersvovel

1) Fysisk

svovel skiller seg betydelig fra oksygen i sin evne til å danne stabile kjeder og sykluser av atomer. De mest stabile er de kroneformede sykliske S8-molekylene, som danner ortorombisk og monoklinisk svovel. Dette er krystallinsk svovel - et sprøtt gult stoff. I tillegg er molekyler med lukkede (S4, S6) kjeder og åpne kjeder mulig. Denne sammensetningen har plast svovel, et stoff brun, som oppnås ved kraftig avkjøling av det smeltede svovelet (plastsvovel blir sprøtt i løpet av få timer og får gul og blir gradvis til en rombisk form). Formelen for svovel skrives oftest ganske enkelt S, siden den, selv om den har en molekylstruktur, er en blanding enkle stoffer med forskjellige molekyler. Svovel er uløselig i vann, noen av dets modifikasjoner løses opp i organiske løsemidler, som karbondisulfid og terpentin. Smeltingen av svovel er ledsaget av en merkbar økning i volum (ca. 15%). Smeltet svovel er en gul, lett bevegelig væske, som over 160 °C blir til en veldig tyktflytende mørkebrun masse. Svovelsmelten får den høyeste viskositeten ved en temperatur på 190 °C; en ytterligere økning i temperatur er ledsaget av en reduksjon i viskositet og over 300 °C blir smeltet svovel igjen mobilt. Dette er fordi når svovel varmes opp, polymeriserer det gradvis, og øker lengden på kjeden når temperaturen øker. Når svovel varmes opp over 190 °C, begynner polymerenhetene å kollapse. Svovel kan tjene som det enkleste eksemplet på en elektret. Når det gnis, får svovel en sterk negativ ladning.

Svovel brukes til produksjon av svovelsyre, gummivulkanisering, som soppdrepende middel i landbruket og som kolloidalt svovel - legemiddel. Svovel i svovelbitumensammensetninger brukes også til å produsere svovelasfalt, og som en erstatning for Portland-sement for å produsere svovelbetong.

2) Kjemisk

Brennende svovel

I luft brenner svovel og danner svoveldioksid - en fargeløs gass med en skarp lukt:

Ved å bruke spektralanalyse ble det fastslått at faktisk prosess Oksydasjonen av svovel til dioksid er en kjedereaksjon og skjer med dannelse av en rekke mellomprodukter: svovelmonoksid S2O2, molekylært svovel S2, frie svovelatomer S og frie radikaler svovelmonoksid SO.

I tillegg til oksygen reagerer svovel med mange ikke-metaller, men når romtemperatur svovel - bare med fluor, som viser gjenopprettende egenskaper:

Smeltet svovel reagerer med klor, og dannelsen av to lavere klorider er mulig:

2S + Cl2 = S2Cl2

Ved oppvarming reagerer svovel også med fosfor, og danner tilsynelatende en blanding av fosforsulfider, blant annet det høyere sulfid P2S5:

I tillegg, når det varmes opp, reagerer svovel med hydrogen, karbon, silisium:

S + H2 = H2S (hydrogensulfid)

C + 2S = CS2 (karbondisulfid)

Ved oppvarming samhandler svovel med mange metaller, ofte ganske voldsomt. Noen ganger antennes en blanding av metall og svovel når den antennes. Denne interaksjonen produserer sulfider:

2Al + 3S = Al2S3

Sulfidløsninger alkalimetaller reagerer med svovel for å danne polysulfider:

Na2S + S = Na2S2

Fra komplekse stoffer Det skal først og fremst bemerkes reaksjonen av svovel med smeltet alkali, der svovel er uforholdsmessig lik klor:

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

Den resulterende smelten kalles svovellever.

Svovel reagerer med konsentrerte oksiderende syrer (HNO3, H2SO4) bare under langvarig oppvarming, oksiderende:

S + 6HNO3(konsentrert) = H2SO4 + 6NO2 + 2H2O

S + 2H2SO4(kons.) = 3S02 + 2H2O

Svovel er

Svovel er

Brannfarlige egenskaper til svovel

Finmalt svovel er utsatt for kjemisk spontan forbrenning i nærvær av fuktighet, ved kontakt med oksidasjonsmidler, og også i en blanding med kull, fett og oljer. Svovel danner eksplosive blandinger med nitrater, klorater og perklorater. Antenner spontant ved kontakt med blekemiddel.

Slukningsmidler: sprøytet vann, luftmekanisk skum.

I følge V. Marshall er svovelstøv klassifisert som eksplosivt, men for en eksplosjon kreves det en tilstrekkelig høy konsentrasjon av støv - ca 20 g/m3 (20 000 mg/m3), denne konsentrasjonen er mange ganger høyere enn maksimalt tillatt konsentrasjon for mennesker i luften i arbeidsområdet - 6 mg /m3.

Damper danner en eksplosiv blanding med luft.

Forbrenningen av svovel skjer bare i smeltet tilstand, lik forbrenning av væsker. Det øverste laget av brennende svovel koker, og skaper damper som danner en svakt lysende flamme som er opptil 5 cm høy. Flammetemperaturen ved brenning av svovel er 1820 °C.

Siden luft i volum består av ca. 21 % oksygen og 79 % nitrogen, og når svovel brenner, produserer ett volum oksygen ett volum SO2, er det maksimale teoretisk mulige SO2-innholdet i gassblandingen 21 %. I praksis skjer forbrenning med noe overskudd av luft, og det volumetriske innholdet av SO2 i gassblandingen er mindre enn teoretisk mulig, vanligvis på 14...15 %.

Påvisning av svovelforbrenning ved brannautomatikk er et vanskelig problem. Flammen er vanskelig å oppdage med det menneskelige øyet eller et videokamera. Spekteret av blå flamme ligger hovedsakelig i det ultrafiolette området. Forbrenning skjer ved lav temperatur. For å detektere forbrenning med en varmedetektor må den plasseres rett i nærheten av svovelet. Svovelflamme sender ikke ut infrarød stråling. Dermed vil den ikke bli oppdaget av vanlige infrarøde detektorer. De vil bare oppdage sekundære branner. En svovelflamme slipper ikke ut vanndamp. Derfor vil ikke UV-flammedetektorer som bruker nikkelforbindelser fungere.

For å oppfylle kravene brannsikkerhet på svovellagre er det nødvendig:

Strukturer og teknologisk utstyr må rengjøres regelmessig for støv;

Lagerlokalene skal konstant ventileres med naturlig ventilasjon med dørene åpne;

Knusing av svovelklumper på bunkerristen bør gjøres med treslegger eller verktøy laget av ikke-gnistgivende materiale;

Transportører for tilførsel av svovel til industrilokaler må være utstyrt med metalldetektorer;

På steder hvor svovel lagres og brukes, er det nødvendig å skaffe innretninger (brett, terskler med rampe osv.) som sikrer nødsituasjon forhindre spredning av smeltet svovel utenfor rommet eller det åpne området;

På svovellageret er det forbudt:

Produksjon av alle typer virker bruk av åpen ild;

Lagre og lagre oljeholdige filler og filler;

Når du utfører reparasjoner, bruk verktøy laget av gnistfri materiale.

Branner i svovellagre

I desember 1995, på et åpent svovellager bedrifter, som ligger i byen Somerset i Western Cape-provinsen i Republikken Sør-Afrika, oppsto en stor brann som tok livet av to mennesker.

Den 16. januar 2006, rundt fem om kvelden, tok et lager med svovel fyr på Cherepovets-bedriften "Ammofos". Totalt areal brann - ca 250 kvadratmeter. Det var mulig å eliminere det helt først i begynnelsen av den andre natten. Det er ingen personskader eller personskader.

Den 15. mars 2007, tidlig om morgenen ved Balakovo Fiber Materials Plant LLC, oppsto en brann i et lukket svovellager. Brannarealet var på 20 kvm. Det var 4 brannmannskaper med 13 personer som jobbet med brannen. Etter en drøy halvtime var brannen slukket. Ingen skade gjort.

Den 4. og 9. mars 2008 oppsto en svovelbrann i Atyrau-regionen i TCO-svovellagringsanlegget på Tengiz-feltet. I det første tilfellet ble brannen slukket raskt i det andre tilfellet, svovelet brant i 4 timer. Volumet av brent oljeraffineringsavfall, som ifølge Kasakhstan lover tilskrevet svovel, utgjorde mer enn 9 tusen kilo.

I april 2008, ikke langt fra landsbyen Kryazh, Samara-regionen, tok et lager hvor 70 tonn svovel var lagret fyr. Brannen ble tildelt den andre kategorien av kompleksitet. 11 brannvesen og redningsmannskap rykket ut til skadestedet. I det øyeblikket, da brannmenn befant seg i nærheten av lageret, brant ikke alt svovelet, men bare en liten del av det - omtrent 300 kilo. Brannområdet, inkludert områder med tørt gress ved siden av lageret, utgjorde 80 kvadratmeter. Brannmenn klarte raskt å slukke flammene og lokalisere brannen: brannene var dekket med jord og fylt med vann.

I juli 2009 brant svovel i Dneprodzerzhinsk. Det oppsto en brann ved et av de kokskjemiske fabrikkene i Bagleysky-distriktet i byen. Brannen forbrukte mer enn åtte tonn svovel. Ingen av de ansatte på anlegget ble skadet.

Å være i naturensvovel

MED Tiden er ganske utbredt i naturen. I jordskorpen er innholdet anslått til 0,05 % av massen. I naturen er det ofte betydelige innskudd innfødt svovel (vanligvis nær vulkaner); V Europa de ligger sør i Italia, på Sicilia. Enda større innskudd innfødt svovel er tilgjengelig i USA (i delstatene Louisiana og Texas), så vel som i Sentral Asia, i Japan, i Mexico. I naturen finnes svovel både i bulk og i form av krystallinske lag, noen ganger danner det utrolig vakre grupper av gjennomskinnelige gule krystaller (de såkalte druser).

I vulkanske områder frigjøres ofte hydrogensulfidgass H2S fra bakken; i de samme områdene finnes hydrogensulfid oppløst i svovelholdig vann. Vulkangasser inneholder ofte også svoveldioksid SO2.

Forekomster av forskjellige sulfidforbindelser er utbredt på overflaten av planeten vår. De vanligste blant dem er: jernkis (pyritt) FeS2, kobberkis (kalkopiritt) CuFeS2, blyglans PbS, cinnaber HgS, sfaleritt ZnS og dets krystallmodifikasjonswurtzitt, stibnite Sb2S3 og andre. Tallrike forekomster av forskjellige sulfater er også kjent, for eksempel kalsiumsulfat (gips CaSO4 2H2O og anhydritt CaSO4), magnesiumsulfat MgSO4 (bittersalt), bariumsulfat BaSO4 (baritt), strontiumsulfat SrSO4 (celestine), natriumsulfat Na2SO4 10H2O ( mirabilite ) og etc.

Steinkull inneholder i gjennomsnitt 1,0-1,5 % svovel. Svovel kan også være en del av svart gull. En rekke naturlige brennbare gassfelt (for eksempel Astrakhan) inneholder hydrogensulfid som en urenhet.

Svovel er et av elementene som er essensielle for levende organismer, siden det er en essensiell komponent i proteiner. Proteiner inneholder 0,8-2,4 % (i vekt) kjemisk bundet svovel. Planter henter svovel fra sulfater som finnes i jorda. Ubehagelig lukt som oppstår fra råtnende dyrelik, forklares hovedsakelig av frigjøring av svovelforbindelser (hydrogensulfid og merkaptaner) dannet under nedbrytning av proteiner. I sjøvann ca. 8,7·10-2% svovel er tilstede.

Kvitteringsvovel

MED Svovel oppnås hovedsakelig ved å smelte det fra bergarter som inneholder naturlig (elementært) svovel. Den såkalte geoteknologiske metoden gjør det mulig å oppnå svovel uten å heve malmen til overflaten. Denne metoden ble foreslått på slutten av 1800-tallet av den amerikanske kjemikeren G. Frasch, som sto overfor oppgaven med å utvinne svovel fra forekomstene i sør til jordoverflaten. USA, hvor sandjorda i stor grad komplisert utvinningen ved hjelp av den tradisjonelle gruvemetoden.

Frasch foreslo å bruke overopphetet vanndamp for å løfte svovel til overflaten. Overopphetet damp føres gjennom et rør inn i et underjordisk lag som inneholder svovel. Svovelet smelter (smeltepunktet er litt under 120°C) og stiger til toppen gjennom et rør plassert inne i det som vanndamp pumpes gjennom under jorden. For å sikre stigningen av flytende svovel, pumpes trykkluft gjennom det tynneste innerrøret.

Ifølge en annen (termisk) metode, som ble spesielt utbredt på begynnelsen av 1900-tallet på Sicilia, blir svovel smeltet, eller sublimert, fra knust stein i spesielle leirovner.

Det finnes andre metoder for å separere naturlig svovel fra stein, for eksempel ved ekstraksjon med karbondisulfid eller flotasjonsmetoder.

På grunn av at behovet industri i svovel er svært høy, er det utviklet metoder for produksjon av hydrogensulfid H2S og sulfater.

Metoden for å oksidere hydrogensulfid til elementært svovel ble først utviklet i Storbritannia, hvor de lærte å oppnå betydelige mengder svovel fra Na2CO3 som ble igjen etter produksjonen av brus ved å bruke metoden til den franske kjemikeren N. Leblanc av kalsiumsulfid CaS. Leblancs metode er basert på reduksjon av natriumsulfat med kull i nærvær av kalkstein CaCO3.

Na2SO4 + 2C = Na2S + 2CO2;

Na2S + CaCO3 = Na2CO3 + CaS.

Sodaen utlutes deretter med vann, og den vandige suspensjonen av dårlig løselig kalsiumsulfid behandles med karbondioksid:

CaS + CO2 + H2O = CaCO3 + H2S

Det resulterende hydrogensulfid H2S blandet med luft føres i en ovn over et katalysatorsjikt. I dette tilfellet, på grunn av den ufullstendige oksidasjonen av hydrogensulfid, dannes svovel:

2H2S + O2 = 2H20 +2S

En lignende metode brukes for å oppnå elementært svovel fra hydrogensulfid som følger med naturgasser.

Fordi moderne teknologi krever høy renhet svovel, utviklet effektive metoder svovelraffinering. I dette tilfellet brukes spesielt forskjeller i den kjemiske oppførselen til svovel og urenheter. Dermed fjernes arsen og selen ved å behandle svovel med en blanding av salpetersyre og svovelsyre.

Ved å bruke metoder basert på destillasjon og rektifisering er det mulig å oppnå høyrent svovel med et urenhetsinnhold på 10-5 - 10-6 vekt%.

applikasjonsvovel

OM omtrent halvparten av svovelet som produseres brukes til produksjon av svovelsyre, omtrent 25% brukes til å produsere sulfitter, 10-15% brukes til å kontrollere skadedyr på landbruksvekster (hovedsakelig druer og bomull) (løsningen av kobbersulfat CuSO4 5H2O er av størst betydning her), ca. 10 % brukt gummi industri for gummivulkanisering. Svovel brukes i produksjon av fargestoffer og pigmenter, eksplosiver (det er fortsatt en del av krutt), kunstige fibre og fosfor. Svovel brukes i produksjon av fyrstikker, da det er en del av sammensetningen som fyrstikkhoder lages av. Noen salver som brukes til å behandle hudsykdommer inneholder fortsatt svovel. For å gi stål spesielle egenskaper, tilsettes små tilsetninger av svovel i dem (selv om det som regel er en blanding av svovel i stål uønsket).

Biologisk rollesvovel

MEDæra er konstant tilstede i alle levende organismer, og er et viktig biogent element. Innholdet i planter er 0,3-1,2%, hos dyr 0,5-2% ( marine organismer inneholder mer svovel enn terrestriske). Biologisk betydning svovel bestemmes først og fremst av det faktum at det er en del av aminosyrene metionin og cystein og derfor en del av peptider og proteiner. Disulfidbindinger -S-S- i polypeptidkjeder er involvert i dannelsen av den romlige strukturen til proteiner, og sulfhydrylgrupper (-SH) spiller en viktig rolle i de aktive sentrene til enzymer. I tillegg er svovel inkludert i molekylene til hormoner og viktige stoffer. Mye svovel er inneholdt i keratin i hår, bein og nervevev. Uorganiske svovelforbindelser er nødvendige for mineralernæringen til planter. De tjener som underlag oksidative reaksjoner utført av svovelbakterier som er vanlige i naturen.

Kroppen til en gjennomsnittlig person (kroppsvekt 70 kg) inneholder omtrent 1402 g svovel. En voksens daglige behov for svovel er omtrent 4.

Men når det gjelder dens negative innvirkning på miljøet og mennesker, er svovel (mer presist, dets forbindelser) et av de første stedene. Hovedkilden til svovelforurensning er forbrenning kull og annet brennstoff som inneholder svovel. Samtidig kommer omtrent 96 % av svovelet i drivstoffet inn i atmosfæren i form av svoveldioksid SO2.

I atmosfæren blir svoveldioksid gradvis oksidert til svoveloksid (VI). Begge oksidene - svoveloksid (IV) og svoveloksid (VI) - reagerer med vanndamp for å danne en sur løsning. Disse løsningene faller så ut i form av sur nedbør. Når det først er i jorda, hemmer surt vann utviklingen av jordfauna og planter. Som et resultat, ugunstige forhold for utvikling av vegetasjon, spesielt i nordlige strøk der kjemisk forurensning tilføres det harde klimaet. Som et resultat dør skog, gressdekke blir ødelagt, og tilstanden til vannforekomster forverres. Sur nedbørødelegge monumenter laget av marmor og andre materialer, dessuten forårsaker de ødeleggelse av selv steinbygninger og handelsvarer fra metaller. Derfor er det nødvendig å iverksette ulike tiltak for å forhindre utslipp av svovelforbindelser fra drivstoff til atmosfæren. For å gjøre dette renses petroleumsprodukter fra svovelforbindelser, og gassene som dannes under drivstoffforbrenning renses.

Svovel i seg selv i form av støv irriterer slimhinner og luftveier og kan forårsake alvorlige sykdommer. Maksimal tillatt konsentrasjon av svovel i luften er 0,07 mg/m3.

Mange svovelforbindelser er giftige. Spesielt bemerkelsesverdig er hydrogensulfid, hvis innånding raskt sløver reaksjonen på det. dårlig lukt og kan føre til alvorlig forgiftning, til og med død. Maksimal tillatt konsentrasjon av hydrogensulfid i luften i arbeidslokaler er 10 mg/m3, i atmosfærisk luft 0,008 mg/m3.

Kilder

Kjemisk leksikon: i 5 bind / Redaksjon: Zefirov N. S. (sjefredaktør). - Moskva: Soviet Encyclopedia, 1995. - T. 4. - S. 319. - 639 s. — 20 000 eksemplarer. — ISBN 5—85270—039—8

Great Medical Encyclopedia

SVOVEL- kjemi. element, symbol S (lat. Svovel), kl. n. 16, kl. m. 32.06. Eksisterer i form av flere allotropiske modifikasjoner; blant dem er monoklinisk svovel (tetthet 1960 kg/m3, tsmelte = 119°C) og ortorombisk svovel (tetthet 2070 kg/m3, ίπι = 112,8... ... Big Polytechnic Encyclopedia

SVOVEL- (betegnet S), et kjemisk grunnstoff i gruppe VI i PERIODISKE TABEL, et ikke-metall, kjent siden antikken. Forekommer i naturen både som et eget grunnstoff og i form av sulfidmineraler som GALENITT og PYRITT, og sulfatmineraler,... ... Vitenskapelig og teknisk encyklopedisk ordbok

svovel- I mytologien til de irske kelterne er Sera faren til Parthalon (se kapittel 6). Ifølge noen kilder var det Sera, og ikke Parthalon, som var Dilgneids ektemann. (

Svovel- et sitrongult mineral, noen ganger honninggult, gulgrått eller brunaktig, er molekylært svovel - S, mineralet er veldig sprøtt, hardhet 1-2.

Inneslutninger av organisk materiale og oljedråper kan gi krystaller en brun eller svart farge.

Krystalliserer i det rombiske systemet. Det forekommer i form av pyramidale krystaller og i granulære aggregater. Noen ganger observeres sintrede nyreformede former og avleiringer og jordmasser.

Glansen er diamantlignende, fettete ved bruddet og gjennomskinnelig i krystallene. Innfødt svovel er følsomt for høye temperaturer og sprekker selv fra varmen fra hendene dine. Med en fyrstikk smelter den lett og lyser opp med en blå flamme.

Navn

Opprinnelsen til det latinske ordet svovel er ukjent. Det russiske navnet på elementet er vanligvis avledet fra sanskrit "sira" - lys gul. Det kan være et forhold mellom "svovel" og den hebraiske "serafer" - flertall. nummer fra "seraf" - bokstavelig talt "brennende", og svovel brenner godt. På gammelrussisk og gammelkirkeslavisk er "svovel" vanligvis ethvert brennbart stoff, inkludert fett.

Opprinnelse

Svovel dannes utelukkende på overflaten av jordskorpen, som et resultat vulkanutbrudd, utfelling i form av sublimater, og noen ganger helles ut i smeltet form. Det dannes under forvitring av sulfider (hovedsakelig pyritt), eller akkumuleres i marine sedimenter, oljer og bitumen, biokjemisk. Kan assosieres med gips, skiller seg ut fra tykkelsen. Store ansamlinger av naturlig svovel er ganske sjeldne i naturen. Oftere er det tilstede i vertsbergarten i form av små inneslutninger.

Fødselssted

Svovelavsetninger er utbredt i Sentral-Asia, Gaurdak- og Shor-Su-avsetningene finnes i sprekker og hulrom i forskjellige sedimentære bergarter i forbindelse med olje, gips,
celestin, kalsitt, aragonitt osv. I Kara-Kum-ørkenen i form av hauger dekket med kiselholdige skorper, i assosiasjon med gips, kvarts, kalsedon, opal osv. Store sedimentære avsetninger
er tilgjengelig i Volga-regionen (nær byen Kuibyshev). Forekomstene på Sicilia, kraftige forekomster i delstatene Texas og Louisiana (USA), Bolivia, Mishrak og Irak, Sør-Polen og Stassfurt i Tyskland er veldig kjente. Områder med vulkanisme: Kamchatka, Japan, Italia, Indonesia.

applikasjon

Hovedbruken av svovel er i produksjonen av svovelsyre, brukt i mange industrier; brukes i landbruket for skadedyrbekjempelse, i gummiproduksjon (gummivulkaniseringsprosess), i produksjon av fyrstikker, maling og pyroteknikk.

Helbredende og magiske egenskaper

Det antas at svovel har evnen til å absorbere negativ energi, bidrar til å unngå konflikter og krangel, og beroliger følelsesmessige impulser.

En betydelig del av naturlige helbredelsesmetoder er basert på bruk av svovelforbindelser, enten det er et fedd hvitløk eller et Matsesta-hydrogensulfidbad. Polysulfider - forbindelser av svovel og hydrogensulfid - er ansvarlige for den helbredende effekten her.

Svovel har lenge vært kjent for mennesket. Bevis for bruken i Egypt dateres tilbake til det andre årtusen f.Kr. e. Både de gamle grekerne og romerne kjente til svovel. Det er nevnt i de berømte verkene til Homer, Plinius den eldste og i Bibelen. Svovel har vært mye brukt i medisin i lang tid. I medisinske formål Siden antikken har det blitt brukt i Rus. En av de første innenlandske forskerne som studerte svovel, M.V. Lomonosov skrev: "Jorden i sitt dyp inneholder en slik mengde svovel at ikke bare undergrunnen er fylt med det ... men dette fossilet skiller seg ut selv på jordens overflate. ," og bemerker samtidig at det forekommer "det er innfødt og rent, men sjelden." Noe senere vurderte akademiker V. Severgin fordelingen av svovel mer optimistisk: «Native svovel er rent og blandet med land i Russland i overflod.» I dag er over 400 mineraler som inneholder svovel kjent. Og innholdet i jordskorpen er omtrent 0,05%.

Tilstedeværelsen av naturlig svovel på Krim ble indikert i midten av forrige århundre. Mining Journal skrev om "søket" etter svovel her i 1849. Det handlet om nærheten av Lake Chokrak på Kerch-halvøya, hvor "veldig klare, men veldig små krystaller av naturlig svovel" ble oppdaget i kalksteinen. Løytnant Antipov utførte letearbeid her etter ordre fra prins Vorontsov med utgraving av gruvearbeid. Det viste seg at svovel bare er begrenset til utløpene av hydrogensulfidkilder. Dannelsen ble forklart av nedbrytningen av hydrogensulfid. "Avslutningsvis må jeg si," skriver løytnanten, "at denne svovelforekomsten ikke er av noen teknisk betydning, bortsett fra en helbredende egenskap ved kildene, som lover store fordeler." Tynne, hvitaktige forekomster av svovel kan fortsatt observeres ved Chokrak og andre kilder til hydrogensulfidvann, for eksempel i nærheten av Sudak.

Native svovel dannes ofte under forvitring av sulfider - pyritt og markasitt. Den ble funnet på Krim i forbindelse med forskjellige bergarter: i mergel nær Feodosia, kalksteiner i nærheten av Bakhchisarai, granodioritter nær Alushta. Svovel av denne typen er vanligvis inkludert i sammensetningen av jordiske aggregater blandet med jernsulfater og hydroksyler og er representert av små uregelmessige korn, noen ganger krystaller. Det er ofte ledsaget av gips. Fint pulveraktig svovel er tilstede i silt av saltsjøer, for eksempel Saki.

De største ansamlingene av svovel ble oppdaget på Krim i 1883 av N.I. Andrusov på Kerch-halvøya nær landsbyen Chekur-Koyash. Senere viste det seg at det var en hel forekomst her. Svovel er begrenset til gipsholdige leire og mergel og danner lag og knuter som varierer i størrelse fra flere millimeter til 30 cm. Innholdet i malm varierer fra 10 til 30%.

I følge en av de aksepterte hypotesene ble naturlig svovel dannet fra gips under påvirkning av hydrogensulfidvann beriket med organiske stoffer med deltakelse av bakterier.

Etter dagens målestokk ville innskuddet se beskjedent ut. Men en gang spilte det en viktig rolle. Faktum er at før revolusjonen ble svovel importert til Russland fra utlandet. Og Chekur-Koyashskoye-forekomsten var en av de første som produserte industriell innenlandsk svovel. Her Novelle dens utvikling.

I forrige århundre ble det kun utvunnet litt svovel ved hjelp av håndverksmetoder for lokale behov. Forekomsten er knapt studert. I 1906 leide et belgisk selskap det og begynte geologisk leting og forberedelse til utnyttelse. Det tekniske nivået på arbeidet var lavt. Arbeidene var dårlig ventilert. Dette førte til tragisk død en arbeider og en administrator ble forgiftet av svovelgass ved gruven, hvoretter arbeidet ble stoppet.

Siden begynnelsen av første verdenskrig utviklet det seg en kritisk situasjon med svovel i landet, og etter vedtak fra den militær-industrielle komiteen begynte utforskningen av Chekur-Koyash i 1915. I 1916 var forberedelsene til utbygging og tilhørende produksjon allerede i gang. 1600 tonn malm ble utvunnet. Omtrent 10 tonn svovel ble manuelt valgt fra den. Men i 1917 ble arbeidet stanset og gruvene ble oversvømmet med vann.

Gjenopplivingen av gruven begynte med etableringen av sovjetmakt på Krim. Til å begynne med ble en liten mengde svovel oppnådd på en liten fabrikk fra tidligere utvunnet malm. Deretter gjennomførte de en grundig geologisk undersøkelse og beregning av svovelreserver. I 1928 begynte gruven og anlegget, som praktisk talt ble bygget på nytt, å produsere svovel. Gruvedriften varte i rundt 10 år, og forekomsten var oppbrukt. Krim-svovel spilte en viktig rolle i den første produksjonsperioden. "Kerch-svovel er av stor betydning for unionen av våre republikker," bemerket pressen på 30-tallet. Med oppdagelsen og utviklingen av store forekomster i Sentral-Asia, beholdt svovelet Chekur-Koyasha bare lokal betydning. For tiden er omtrent et dusin ikke-industrielle manifestasjoner av svovel kjent på Kerch-halvøya.

Merkelig utseende naturlig svovel. Fargen er gul i forskjellige nyanser, oftest strågul. Glansen er fettete. Svovel danner filmer, jord- og pulvermasser, tynne lag og knuter, og er mindre vanlig i vanlige krystaller. Karakteristisk er tetraedriske bipyramider med avkuttede topper av det vanligste rombeske, eller såkalte alfa, svovel. Den er mest stabil på jordoverflaten. Det er merkelig at i kalksteinene i området Kerchstredet S.P. Popov oppdaget i 1901, sammen med denne varianten, lamellformede krystaller av monoklinisk (beta) svovel, som er sjeldnere i naturen. Dette er verdens første oppdagelse av beta-svovel under forhold på jordoverflaten som ikke er relatert til vulkansk aktivitet. Formen av beta-svovelkrystaller fra Krim, men S.P. Popov er fast inkludert i oppslagsverk om mineralogi.

Når det gjelder hardhet, er svovel litt bedre enn talkum, det mykeste mineralet på Mohs-skalaen. Talkum har en hardhet på 1, mens svovel har en hardhet på 1-2 på denne skalaen. Svovel er dobbelt så tungt som vann. Dens tetthet er omtrent to. En viktig forskjell er svovelets evne til å brenne. I følge Plinius den eldste, "antenner intet stoff så lett, hvorfra det er klart at det inneholder stor ildkraft." Før fremkomsten av moderne ideer i lang tid Det ble antatt at svovel var en bærer av et spesielt brennbart stoff. Svovels evne til å brenne kan brukes som et pålitelig diagnostisk tegn. Et ubetydelig korn av stoffet er nok til å teste. Testen kan utføres på tuppen av et pennekniv ved hjelp av en brennende fyrstikk eller spritlampe. Du kan også bruke en varm synål. Lukten av brennende svovel er også veldig karakteristisk, og skiller den fra andre mineraler. I fine pulveraktige og jordiske sekreter ligner svovel på jernsulfater. I motsetning til mange lignende mineraler, oppløses svovel i parafin og terpentin.

Naturlig svovel inneholder ofte opptil flere prosent urenheter. Krim-svovel inneholder kalsium, selen, arsen og noen andre elementer. Urenheter kan begrense bruken av svovel i visse bransjer.

Svovel har ekstremt mange yrker, og har vært det lenge. "Fordelene er svært omfattende," skrev V. Severgin i begynnelsen av forrige århundre "Den brukes på forskjellige måter i kjemien, i medisinkunsten, for utvinning av svovelsyre, til fremstilling av kanel, krutt. , i morsomme branner... for utryddelse av insekter.» For tiden brukes svovel enda mer. Hvert år utvinnes titalls millioner tonn naturlig svovel rundt om i verden. Den brukes i produksjon av syntetiske fibre, gummi, fargestoffer, Mat industri. Omtrent halvparten av det utvunne svovelet brukes til å produsere svovelsyre, en fjerdedel til tremasse- og papirindustrien, og rundt 10 % til landbruket. Krim-svovel ble hovedsakelig brukt til å bekjempe skadedyr i vingården og til sanitære formål.

Svovelproduksjonen økte betydelig etter at svartkrutt ble oppfunnet. Tross alt er svovel (sammen med kull og salpeter) dens uunnværlige komponent. I våre dager er svovel en av de viktigste råvarene for mange kjemisk produksjon. Det årlige verdensforbruket av svovel er rundt 20 millioner tonn. Dens industrielle forbrukere er en rekke industrier: svovelsyre, papir, gummi, fyrstikker, etc. Svovel er også mye brukt til skadedyrbekjempelse Jordbruk, i pyroteknikk, og delvis i medisin. Når det gjelder innhold i jordskorpen (0,03%) er svovel et svært vanlig grunnstoff. Store ansamlinger av naturlig svovel er imidlertid ikke veldig vanlig. Det er oftere til stede i noen malmer. Innfødt svovelmalm er en bergart ispedd rent svovel. Når ble disse inneslutningene dannet - samtidig med de medfølgende bergartene eller senere? Retningen for prospekterings- og letearbeidet avhenger av svaret på dette spørsmålet. Men til tross for tusenvis av år med kommunikasjon med svovel, har menneskeheten fortsatt ikke et klart svar. Svovelmalm utvinnes på forskjellige måter, avhengig av forekomstforholdene. Men uansett må du være veldig oppmerksom på sikkerhetstiltak. Svovelavsetninger er nesten alltid ledsaget av ansamlinger av giftige gasser - svovelforbindelser. I tillegg må vi ikke glemme muligheten for selvantennelse.

Svovelmalm utvinnes på forskjellige måter - i avhengig av forekomstforholdene. Men uansett må du være veldig oppmerksom på sikkerhetstiltak. Svovelavsetninger er nesten alltid ledsaget av ansamlinger av giftige gasser - svovelforbindelser. I tillegg må vi ikke glemme muligheten for selvantennelse.

Dagbruddsutvinning av malm skjer slik. Gående gravemaskiner fjerner lag med stein som malm ligger under. Malmlaget knuses ved eksplosjoner, hvoretter malmblokkene sendes til prosessanlegg, og derfra til svovelsmelteverket, hvor svovel utvinnes fra konsentratet. Ekstraksjonsmetoder er forskjellige. Noen av dem vil bli diskutert nedenfor. Her er det på sin plass å kort beskrive brønnmetoden for å utvinne svovel fra undergrunnen, som gjorde at USA og Mexico ble de største leverandørene av svovel.

På slutten av forrige århundre ble det oppdaget rike forekomster av svovelmalm i det sørlige USA. Men det var ikke lett å nærme seg lagene: Hydrogensulfid lekket inn i gruvene (det var nemlig planlagt å utvikle forekomsten ved hjelp av gruvemetoden) og blokkerte tilgangen til svovel. I tillegg gjorde sandholdig kvikksand det vanskelig å bryte gjennom til de svovelholdige lagene. En løsning ble funnet av kjemikeren Hermann Frasch, som foreslo å smelte svovel under jorden og pumpe det til overflaten gjennom brønner som ligner på oljebrønner. Det relativt lave (mindre enn 120 ° C) smeltepunktet for svovel bekreftet virkeligheten til Fraschs idé 1890 begynte tester som førte til suksess.

I prinsippet er installasjonen av Frasch veldig enkel: et rør i et rør. Overopphetet vann tilføres rommet mellom rørene og strømmer gjennom det inn i formasjonen. Og smeltet svovel stiger gjennom det indre røret, oppvarmet fra alle sider. Den moderne versjonen av Frasch-installasjonen er supplert med en tredje - det smaleste røret. Gjennom den tilføres komprimert luft inn i brønnen, noe som bidrar til å heve det smeltede svovelet til overflaten. En av hovedfordelene med Frasch-metoden er at den lar en oppnå relativt rent svovel allerede i første produksjonsstadium. Denne metoden er svært effektiv ved utvinning av rik malm.

Tidligere ble det antatt at metoden for underjordisk smelting av svovel bare var anvendelig under de spesifikke forholdene til "saltkuplene" på Stillehavskysten i USA og Mexico. Eksperimenter utført i Polen og Sovjetunionen tilbakeviste imidlertid denne oppfatningen. I det populære Polen utvinnes allerede store mengder svovel ved denne metoden; i 1968 ble de første svovelbrønnene lansert i USSR.

Og malm oppnådd i steinbrudd og gruver må behandles (ofte med foreløpig anrikning), ved hjelp av ulike teknologiske metoder.

Det er flere kjente metoder for å oppnå svovel fra svovelmalm: dampvann, filtrering, termisk, sentrifugal og ekstraksjon.

Termiske metoder for utvinning av svovel er de mest utdaterte. Tilbake på 1700-tallet, i kongeriket Napoli, ble svovel smeltet i hauger - "solfatarer". Svovel smeltes fortsatt i Italia i primitive ovner - "calcarones". Varmen som kreves for å smelte svovel fra malm, oppnås ved å brenne en del av det utvunne svovelet. Denne prosessen er ineffektiv, tapene når 45%.

Italia ble også fødestedet for dampvannmetoder for å utvinne svovel fra malm. I 1859 fikk Giuseppe Gill patent på apparatet sitt – forgjengeren til dagens autoklaver. Autoklavmetoden (betraktelig forbedret, selvfølgelig) brukes fortsatt i mange land.

I autoklaveprosessen pumpes anriket svovelmalmkonsentrat som inneholder opptil 80 % svovel inn i autoklaven i form av en flytende masse med reagenser. Der tilføres vanndamp under trykk. Massen varmes opp til 130°C. Svovelet i konsentratet smelter og skilles fra bergarten. Etter en kort bunnfelling tappes det smeltede svovelet. Da slippes "avgangsmassene" - en suspensjon av gråberg i vann - fra autoklaven? Avgangsmassene inneholder ganske mye svovel og føres tilbake til prosessanlegget.

I Russland ble autoklavemetoden først brukt av ingeniøren K. G. Patkanov i 1896.

Moderne autoklaver er enorme enheter på høyden av en fire-etasjers bygning. Slike autoklaver er installert, spesielt ved svovelsmelteanlegget til Rozdol Mining and Chemical Plant i Karpatene.

I noen industrier, for eksempel ved et stort svovelanlegg i Tarnobrzeg (Polen), skilles gråberg fra smeltet svovel ved hjelp av spesielle filtre. Separasjonsmetoden ved hjelp av spesielle sentrifuger ble nylig utviklet i vårt land. Kort sagt, "gullmalm (mer presist, gullmalm) kan skilles fra gråberg" på forskjellige måter.

De tilfredsstiller svovelbehovet deres på forskjellige måter forskjellige land. Mexico og USA bruker hovedsakelig Frasch-metoden. Italia, som rangerer på tredjeplass blant kapitalistiske stater i svovelproduksjon, fortsetter å utvinne og behandle (ulike metoder) svovelmalm fra sicilianske forekomster og provinsen Marco. Japan har betydelige reserver av vulkansk svovel. Frankrike og Canada, som ikke har naturlig svovel, har utviklet storskala produksjon av det fra gasser. England og Tyskland har ikke egne svovelforekomster. De dekker behovet for svovelsyre ved å behandle svovelholdige råvarer (hovedsakelig pyritt), og importerer elementært svovel.

Russland oppfyller fullt ut sine behov takket være sine egne kilder til råvarer. Etter oppdagelsen og utviklingen av de rike karpatene, økte Sovjetunionen og Polen svovelproduksjonen betydelig. Denne industrien fortsetter å utvikle seg. Nye store bedrifter ble bygget i Ukraina, gamle anlegg på Volga og i Turkmenistan ble rekonstruert, og svovelproduksjon fra naturgass og avfallsgasser.

Og andre bransjer.

I Russland visste de hvordan de skulle utvinne «brennbart svovel» fra hydrogensulfidkilder på en rekke steder i det nordlige territoriet. På midten av 1600-tallet ble det oppdaget forekomster av naturlig svovel i Samara og Kazan Volga-regionene. det har blitt utført i små mengder siden Peter I. Ved begynnelsen av det 20. århundre. produksjonen opphørte, og siden 1911 har Russland importert svovel fra andre land. I 1913 ble det importert 26 tusen tonn svovel til landet.

Omtrent 50 % av alle reserver kan bygges ut ved dagbrudd med påfølgende anrikning og smelting av svovel fra konsentrater. De resterende reservene er egnet for gruvedrift ved bruk av PVA-metoden. Utviklede felt: Yazovskoye, Nemirovskoye, Rozdolskoye, Podorozhnenskoye, Zagaypolskoye i Ciscarpathian-regionen, Vodinskoye i Midt-Volga-regionen, Gaurdakskoye i Sentral-Asia. De største foretakene for prosessering av naturlig svovel er produksjonsforeningene Rozdolsk og Yavorovsk og svovelanlegget Gaurdak.

Naturlig svovel oppnås ved å bruke en kombinert metode (autoklav eller reagensfri) ved å smelte det fra konsentrat fra svovelmalm. I dagbruddsdrift inkluderer den teknologiske ordningen for anrikning av svovelmalm: finmaling i et vandig miljø og flotasjon (for detaljer, se Native svovel). Den totale svovelutvinningen med den kombinerte metoden er 82-86%. Koeffisienten for svovelutvinning fra underjordisk smelting er 40 %. Utbyggingsdybden er fra 120 til 600 m, noen ganger mer.

Industriell gass svovel oppnås fra hydrogensulfid og svoveldioksid under rensing av naturgasser og tilhørende gasser, gasser fra oljeraffineringsindustrien og ikke-jernholdig metallurgi. Hydrogensulfid isoleres fra gasser ved bruk av absorpsjonsmetoder. Svovel oppnås fra gasser (fra svoveldioksid osv.) ved å redusere det med kull osv. Det er mange teknologiske ordninger og moduser, hvor effektiviteten hovedsakelig avhenger av innholdet av svovelholdige forbindelser i prosesseringsråvarene.

Tilknyttet svovel oppnås fra gasser og gassene som inneholder opptil 27 % .

Hovedtypene av produkter oppnådd fra natur- og gass svovel er klump og flytende svovel. GOST 127-76 "Teknisk svovel" sørger også for produksjon av granulert, malt og flak svovel. Den spesifiserte GOST definerer produksjonen av 4 kvaliteter naturlig svovel (svovelinnhold fra 99,2 til 99,95%) og 3 kvaliteter gass svovel (fra 99 til 99,98%). For hver sort er det etablert standarder for massefraksjonen av forskjellige urenheter (%): aske 0,05-0,4, syre 0,002-0,002, organisk materiale 0,01-0,5, fuktighet 0,1-1, arsen opp til 0,005, etc.

Industrien for produksjon av naturlig svovel administreres av All-Union Association "Soyuzsera". Foreningen er ansvarlig for VNIPIser Industrial Institute, Rozdolsk og Yavorovsk produksjonsforeninger, samt svovelanleggene Gaurdak og Kuibyshev. Foretak som produserer tilknyttet svovel er hovedsakelig underlagt departementene for gass, oljeraffinering og ikke-jernholdig metallurgi.

I sosialistiske land er svovelindustrien utviklet i, og (for flere detaljer, se delen "Gruveindustri" i artikler om disse landene).

Svovel utvinnes og produseres i omtrent 60 industrialiserte kapitalistiske land og utviklingsland. Helt til begynnelsen av 50-tallet. Det 20. århundre det ble oppnådd fra innfødte malmer, fra pyritt som den viktigste og fra svovelmetallmalmer som biprodukter. På 50-60-tallet. Teknologien for å produsere svovel fra naturgassrensing er i ferd med å bli utbredt. Tilsvarende teknologi begynte å bli brukt i oljeraffinering, noe som førte til en betydelig økning i omfanget av svovelutvinning fra gasser under oljekrakking. Hovedproduktet er elementært svovel. De ledende produsentene av svovel er land som driver storskala produksjon av naturgass og olje eller har store reserver av naturlig svovel, som utvinnes, avhengig av forekomstforholdene, ved bruk av åpen gruve eller borehullsmetoder. Malm av lav kvalitet er forhåndsanriket. For å utvinne svovel fra rike malmer og konsentrater, brukes en kombinert metode i industrien. For dyptliggende rike svovelmalmer brukes den underjordiske smeltemetoden.

Blant de industrialiserte kapitalistiske landene og utviklingsland er de største forekomstene av innfødt svovel lokalisert i. Den totale produksjonen av svovel av alle typer i disse landene i 1986 oversteg 36,7 millioner tonn, og mesteparten av den totale produksjonen skjedde i industrialiserte kapitalistiske land (tabell).

Omtrent 51 % av alt svovel ble produsert i USA og. I USA utgjorde svovelproduksjonen i 1986 ca. 12 millioner tonn, hvorav ca. 5,8 millioner tonn var elementært redusert svovel hentet fra oljeraffinering, fra naturgasser og koksovnsgasser, 4 millioner tonn var naturlig svovel utvunnet ved brønnmetoden, og 1,1 millioner tonn - svovel inneholdt i svovelsyre oppnådd som et biprodukt under metallurgisk behandling av ikke-jernholdige metaller, samt i svovelkis, svoveldioksid og hydrogensulfid.

I Canada oppnås svovel hovedsakelig fra naturgassrensing og oljekrakking (87%), samt fra svovelkonsentrater, etc.

Japan rangerer på tredjeplass i svovelproduksjon: 2,5 millioner tonn i 1986, hvorav omtrent 1,2 millioner tonn ble oppnådd som et biprodukt fra metallurgisk produksjon, 1 million tonn fra naturgassraffinering og oljekrakking, og 0,2 millioner tonn fra .

Produksjonen av innfødt svovel i industrialiserte kapitalistiske land og utviklingsland i 1986 utgjorde 6,2 millioner tonn; siden begynnelsen av 80-tallet. produksjonsnivået synker stadig. Det utvinnes hovedsakelig i USA, Mexico, Irak og Chile.

Pyritt er en viktig fossil type svovelholdig råstoff, hvis utvinning, i likhet med naturlig svovel, har en tendens til å avta. I 1985 utgjorde verdensproduksjonen av svovelkis (unntatt sosialistiske land) 4,2 millioner i form av svovel, det meste av produksjonen skjedde i land Vest-Europa. Hovedprodusentene er (30 % av all produksjon), USA, Italia.

Hovedeksportørene av svovel er Canada, USA, Mexico og Frankrike, men konkurransen fra oljeproduserende land i Nær- og Midtøsten øker. Over 1/2 av eksporten til industrialiserte kapitalistiske land og utviklingsland er granulert svovel (hovedleverandøren er Canada), omtrent 35 % er flytende (Canada og Mexico), resten er svovel i klump.

Svovelmalm utvinnes på forskjellige måter, avhengig av forekomstforholdene. Men uansett må du være veldig oppmerksom på sikkerhetstiltak. Svovelavsetninger er nesten alltid ledsaget av ansamlinger av giftige gasser - svovelforbindelser. I tillegg må vi ikke glemme muligheten for selvantennelse.

Dagbruddsutvinning av malm skjer slik. Gående gravemaskiner fjerner lag med stein som malm ligger under. Malmlaget knuses ved eksplosjoner, hvoretter malmblokkene sendes til et prosessanlegg, og derfra til et svovelsmelteverk hvor svovel trekkes ut av konsentratet. Ekstraksjonsmetoder varierer. Noen av dem vil bli diskutert nedenfor. Her er det på sin plass å kort beskrive brønnmetoden for å utvinne svovel fra undergrunnen, som gjorde at USA og Mexico ble de største leverandørene av svovel.

På slutten av forrige århundre ble det oppdaget rike forekomster av svovelmalm i det sørlige USA. Men det var ikke lett å nærme seg lagene: Hydrogensulfid lekket inn i gruvene (det var nemlig planlagt å utvikle forekomsten ved hjelp av gruvemetoden) og blokkerte tilgangen til svovel. I tillegg gjorde sandflyter det vanskelig å bryte gjennom til de svovelholdige lagene. En løsning ble funnet av kjemikeren Hermann Frasch, som foreslo å smelte svovel under jorden og pumpe det til overflaten gjennom brønner som ligner på oljebrønner. Det relativt lave (mindre enn 120 °C) smeltepunktet for svovel bekreftet virkeligheten til Fraschs idé. I 1890 begynte tester som førte til suksess.

I prinsippet er installasjonen av Frasch veldig enkel: et rør i et rør. Overopphetet vann tilføres rommet mellom rørene og strømmer gjennom det inn i formasjonen. Og smeltet svovel stiger gjennom det indre røret, oppvarmet fra alle sider. Den moderne versjonen av Frasch-installasjonen er supplert med en tredje - det smaleste røret. Gjennom den tilføres komprimert luft inn i brønnen, noe som bidrar til å heve det smeltede svovelet til overflaten. En av hovedfordelene med Frasch-metoden er at den lar en oppnå relativt rent svovel allerede i første produksjonsstadium. Denne metoden er svært effektiv ved utvinning av rik malm.

Tidligere ble det antatt at metoden for underjordisk smelting av svovel bare var anvendelig under de spesifikke forholdene til "saltkuplene" på Stillehavskysten i USA og Mexico. Eksperimenter utført i Polen og Sovjetunionen tilbakeviste imidlertid denne oppfatningen. I Polen utvinnes allerede store mengder svovel ved hjelp av denne metoden: i 1968 ble de første svovelbrønnene lansert i USSR.

Og malm oppnådd i steinbrudd og gruver må behandles (ofte med foreløpig anrikning), ved hjelp av ulike teknologiske metoder.

Det er flere kjente metoder for å oppnå svovel fra svovelmalm: dampvann, filtrering, termisk, sentrifugal og ekstraksjon.

Termiske metoder for å utvinne svovel er de eldste. Tilbake på 1700-tallet. i kongeriket Napoli ble svovel smeltet i hauger - "solfatarer". Svovel smeltes fortsatt i Italia i primitive ovner - "calcarones". Varmen som kreves for å smelte svovel fra malm, oppnås ved å brenne en del av det utvunne svovelet. Denne prosessen er ineffektiv, tapene når 45%.

Italia ble også fødestedet for dampvannmetoder for å utvinne svovel fra malm. I 1859 fikk Giuseppe Gill patent på apparatet sitt – forgjengeren til dagens autoklaver. Autoklavmetoden (betraktelig forbedret, selvfølgelig) brukes fortsatt i mange land.

I autoklaveprosessen pumpes anriket svovelmalmkonsentrat som inneholder opptil 80 % svovel inn i autoklaven i form av en flytende masse med reagenser. Der tilføres vanndamp under trykk. Massen varmes opp til 130°C. Svovelet i konsentratet smeltes og separeres fra bergarten. Etter en kort bunnfelling tappes det smeltede svovelet. Deretter frigjøres "avfallet" - en suspensjon av gråberg i vann - fra autoklaven. Avgangsmassene inneholder ganske mye svovel og føres tilbake til prosessanlegget.

I Russland ble autoklavmetoden først brukt av ingeniøren K.G. Patkanov i 1896

Moderne autoklaver er enorme enheter på høyden av en fire-etasjers bygning. Slike autoklaver er spesielt installert ved svovelsmelteanlegget til Rozdol Mining and Chemical Combine i Karpatene.

I noen industrier, for eksempel ved et stort svovelanlegg i Tarnobrzeg (Polen), skilles gråberg fra smeltet svovel ved hjelp av spesielle filtre. En metode for å separere svovel og gråberg ved hjelp av sentrifuger ble utviklet i vårt land. Kort sagt, "gullmalm (mer presist, gullmalm) kan skilles fra gråberg" på forskjellige måter.

I I det siste Mer og mer oppmerksomhet rettes mot geoteknologiske metoder for borehull for svovelutvinning. Ved Yazovskoe-forekomsten i Karpatene smeltes svovel - et klassisk dielektrikum - under jorden av strømmer høy frekvens og pumpet til overflaten gjennom brønner, som i Frasch-metoden. Forskere fra Institute of Mining Chemical Raw Materials har foreslått en metode for underjordisk gassifisering av svovel. I denne metoden settes svovel i brann i formasjonen, og svoveldioksid pumpes til overflaten, som brukes til å produsere svovelsyre og andre nyttige produkter.

Ulike land tilfredsstiller sine behov for svovel på forskjellige måter. Mexico og USA bruker hovedsakelig Frasch-metoden. Italia, som rangerer på tredjeplass blant kapitalistiske stater i svovelproduksjon, fortsetter å utvinne og behandle (ulike metoder) svovelmalm fra sicilianske forekomster og provinsen Marche. Japan har betydelige reserver av vulkansk svovel. Frankrike og Canada, som ikke har naturlig svovel, har utviklet storskala produksjon fra gasser. Både England og Tyskland har ikke egne svovelforekomster. De dekker behovet for svovelsyre ved å behandle svovelholdige råvarer (hovedsakelig pyritt), og importerer elementært svovel fra andre land.

Sovjetunionen og sosialistiske land tilfredsstiller sine behov fullt ut takket være sine egne råstoffkilder. Etter oppdagelsen og utviklingen av de rike karpatene, økte Sovjetunionen og Polen svovelproduksjonen betydelig. Denne industrien fortsetter å utvikle seg. De siste årene har det blitt bygget nye store bedrifter i Ukraina, gamle anlegg på Volga og i Turkmenistan er rekonstruert, og produksjonen av svovel fra naturgass og avfallsgasser er utvidet.