أين يستخدم الكبريت في شكله النقي؟ الكبريت الأصفر النقي

في الجزء الشرقي من جزيرة جاوة، التي تقع في إندونيسيا، يوجد مكان ذو جمال مذهل ولكنه خطير للغاية بطبيعته - بركان كاواه إيجين. ويقع البركان على ارتفاع حوالي 2400 متر فوق سطح البحر، ويبلغ قطر فوهة البركان 175 متراً، وعمقها 212 متراً. ربما توجد في فمها البحيرة الأكثر غرابة والأكثر رعبًا ذات اللون الزمردي التفاحي الجميل، والتي لن يجرؤ على السباحة فيها سوى المنهي، لأنه بدلاً من الماء فيها حمض الكبريتيك. أو بالأحرى خليط من الكبريتيك و من حمض الهيدروكلوريكحجم 40 مليون طن.

قام المصور الفرنسي الشهير أوليفييه جرونوالد مؤخرًا بعدة رحلات إلى مناجم الكبريت في فوهة بركان كاواها إيجين في جاوة الشرقية بإندونيسيا. وهناك، وباستخدام معدات خاصة، التقط صوراً سريالية تحبس الأنفاس للمكان تحت ضوء القمر، مضاءة بالمشاعل واللهب الأزرق الناتج عن حرق الكبريت المنصهر.

النزول إلى كالديرا بركان كاواها إيجين، حيث توجد بحيرة بحمض الكبريتيك بعرض كيلومتر واحد. ويتم استخراج الكبريت على ضفافه

يحتوي كل لتر من هذا الملاط القاتل على 5 جرامات إضافية من الألومنيوم المنصهر. وفي المجمل، تحتوي البحيرة، حسب التقديرات التقريبية، على أكثر من 200 طن من الألمنيوم. وتتراوح درجة الحرارة على سطح البحيرة حوالي 60 درجة، وفي قاعها تصل إلى 200 درجة!

تنطلق الغازات الحمضية والبخار من قطع الكبريت الصفراء

ولكي يتمكن الناس من تخيل الخطر الذي تشكله البحيرة على حياتهم، تم إجراء تجربة. تم إنزال لوح من الألمنيوم في البحيرة لمدة 20 دقيقة، وحتى عندما تم غمره بدأ يغطى بالفقاعات، وبعد كل هذا الوقت، أصبحت لوح الألمنيوم رقيقاً مثل قطعة القماش.

عامل يكسر قطعة من الكبريت الصلب. ثم يتم نقل الكبريت إلى محطة الوزن.

ومع ذلك، فإن البحيرة وفوهة بركان كاواه إيجين نفسها لا تستخدم لجذب السياح، ولكن لاستخراج الكبريت في ظروف غير مواتية للغاية للإنسان. وهناك كمية لا حصر لها من الكبريت في هذه الحفرة، ولكن نظرًا لأن هذه المنطقة لا تزال جنوب شرق آسيا، يتم استخدام العمل اليدوي بالكامل.

ليلة. عامل منجم يحمل شعلة داخل فوهة بركان إيجين كاواها، وينظر إلى تيار من الكبريت السائل يتوهج باللون الأزرق الغريب.

عمال - السكان المحليينوبدون أي بدلات واقية أو أقنعة غاز، واستنشاق رائحة الكبريت أمر مثير للاشمئزاز، فإنهم يستخرجون قطع الكبريت ليل نهار، ويستخدمون فقط أيديهم غير المحمية ووشاحًا مربوطًا على وجوههم لحماية أفواههم وأنفهم.

يعمل عمال المناجم هنا في ظروف جهنمية أثناء استخراج الكبريت. ووصف المصور أوليفييه جرونوالد الرائحة هنا بأنها لا تطاق، وتتطلب قناعًا أو قناع غاز للسلامة. يرتديها بعض عمال المناجم، ويعمل الباقون بدونها.

عمال المناجم الذين يستخدمون العتلات المستخدمة لكسر قطع الكبريت:

عامل يضع قطع الكبريت في سلال ليخرجها من البركان:

هل تعتقد أن كل هذا مرسوم؟ شاهد الفيديو:

هل تصدق ذلك؟

تشكلت هذه الأشكال الغريبة من تدفق الكبريت السائل داخل فوهة بركان كاواها إيجين. عندما يذوب الكبريت، يكون لونه أحمر كالدم. عندما يبرد يصبح لونه أصفر أكثر فأكثر

يقطر الكبريت المنصهر من أنبوب خزفي يعمل على تكثيف غازات الكبريت المنبعثة من البركان إلى سائل. ثم يبرد، ويصلب، ويقوم العمال باستخراجه

وصل عامل المنجم إلى وجهته بحمولته. يقوم عمال المناجم برحلتين أو ثلاث رحلات للحصول على الكبريت يوميًا، ويحصلون على ذلك الأشغال الشاقةحوالي 13 دولارًا أمريكيًا لكل وردية

آلية المعالجة الأولية للكبريت، حيث يتم تقسيم القطع الكبيرة إلى قطع أصغر

ثم توضع قطع من الكبريت فوق النار فيذوب مرة أخرى

يسكب الكبريت المنصهر في حاويات

المرحلة الأخيرة من هذه العملية هي توزيع الكبريت السائل على ألواح التبريد. وبمجرد أن يتم تبريده وتحويله إلى صفائح كبريتية، يتم إرسالها إلى مصانع فلكنة المطاط المحلية وغيرها من المنشآت الصناعية.

المصور أوليفييه جرونوالد: "يبدو الأمر وكأنك على كوكب آخر." فقدت جرونوالد كاميرا واحدة وعدستين في ظروف الحفرة القاسية. وعندما انتهى التصوير، ألقى جميع ممتلكاته في سلة المهملات: كانت رائحة الكبريت قوية لدرجة أنه كان من المستحيل التخلص منها.

والآن التقرير اليومي من هذا المنجم:

عامل منجم إندونيسي يحمل الكبريت من إيجين في 24 مايو 2009 بالقرب من بانيووانجي، جاوة الشرقية، إندونيسيا.

بحيرة مليئة بالأحماض داخل فوهة بركان إيجين يبلغ عمقها 200 متر وعرضها كيلومتر واحد. تم التقاط الصورة في 24 مايو 2009 في جاوة الشرقية، إندونيسيا. تمتلئ البحيرة بمحلول حمض الكبريتيك و كلوريد الهيدروجينعند درجة حرارة 33 درجة مئوية.

عامل يصلح الأنابيب التي يتكثف فيها غاز ثاني أكسيد الكبريت. مجمع بركان إيجين 24 مايو 2009 في محيط بانيووانجي، جاوة الشرقية، إندونيسيا.

عامل منجم يستخرج الكبريت من أنبوب في فوهة بركان إيجين في 24 مايو 2009 في جاوة الشرقية، إندونيسيا. ويتدفق الكبريت المنصهر من الأنابيب بلون أحمر غامق، وعندما يبرد يتحول تدريجياً إلى اللون الأصفر ويتصلب.

يقوم العمال بإصلاح الأنابيب التي تتكثف فيها غازات ثاني أكسيد الكبريت. مجمع بركان إيجين 24 مايو 2009 في محيط بانيووانجي، جاوة الشرقية، إندونيسيا.

عامل منجم يستخرج الكبريت من أنبوب بالقرب من فوهة بركان إيجين في 24 مايو 2009 في جاوة الشرقية، إندونيسيا.

في هذه الصورة الملتقطة من خلال جزء من أنبوب سيراميكي بديل، يقوم العمال بإصلاح أنبوب كبير لتكثيف الكبريت. مجمع بركان إيجين 24 مايو 2009 في محيط بانيووانجي، جاوة الشرقية، إندونيسيا.

قطعة من الكبريت مستخرجة من بركان إيجن. تم التقاط الصورة في 24 مايو 2009، جاوة الشرقية، إندونيسيا.

عامل منجم يستخرج الكبريت من أنبوب في فوهة بركان إيجين في 24 مايو 2009 في جاوة الشرقية، إندونيسيا.

سلال محملة باللون الرمادي، جاهزة للحمل على جدران الحفرة شديدة الانحدار ومن ثم إلى محطة الوزن. 24 مايو 2009.

يقترب عامل منجم من أعلى جدار الحفرة على طول المسار المؤدي إلى بركان كاواه إيجين في 25 مايو 2009 في جاوة الشرقية، إندونيسيا.

تظهر الصورة مدى ثقل الحمولة - يمكن أن يصل وزنها إلى 70 كجم - وهذا ملحوظ في الجلد المضغوط وعضلات عامل المنجم الذي يحمل الكبريت إلى محطة الوزن في 25 مايو 2009.

عامل منجم يظهر القروح والندوب الناجمة عن حمل الكبريت من بركان إيجين، 24 مايو 2009 في جاوة الشرقية، إندونيسيا.

يصل عامل المنجم إلى محطة الوزن ويعلق حمولته من الكبريت على الميزان. 25 مايو 2009 في جاوة الشرقية، إندونيسيا.

يستريح عامل المنجم في المعسكر الأساسي المسمى "معسكر سولفوتارا". 24 مايو 2009 في إندونيسيا.

وغيرها من الصناعات.

وفي روسيا تمكنوا من استخراج “الكبريت القابل للاشتعال” من ينابيع كبريتيد الهيدروجين في عدد من الأماكن الإقليم الشمالي. في منتصف القرن السابع عشر، تم اكتشاف الرواسب في منطقتي سمارة وكازان فولغا الكبريت الأصلي. تم تنفيذه بكميات صغيرة منذ زمن بطرس الأول. بحلول بداية القرن العشرين. توقف إنتاجه، ومنذ عام 1911 تستورد روسيا الكبريت من دول أخرى. في عام 1913 تم استيراد 26 ألف طن من الكبريت إلى البلاد.

يمكن تطوير حوالي 50٪ من جميع الاحتياطيات طريقة مفتوحةيليه تخصيب وصهر الكبريت من المركزات. أما الاحتياطيات المتبقية فهي مناسبة للتعدين باستخدام طريقة PVA. الحقول المتقدمة: Yazovskoye، Nemirovskoye، Rozdolskoye، Podorozhnenskoye، Zagaypolskoye في منطقة Ciscarpathian، Vodinskoye في منطقة Volga الوسطى، Gaurdakskoye في آسيا الوسطى. أكبر الشركات لمعالجة الكبريت الطبيعي هي جمعيات الإنتاج Rozdolsk و Yavorovsk ومصنع الكبريت Gaurdak.

يتم الحصول على الكبريت الطبيعي باستخدام طريقة مشتركة (الأوتوكلاف أو بدون كاشف) عن طريق صهره من التركيز من خامات الكبريت. في التعدين المفتوحيتضمن المخطط التكنولوجي لإثراء خامات الكبريت ما يلي: الطحن الدقيق البيئة المائيةوالتعويم (لمزيد من التفاصيل انظر الكبريت الأصلي). يصل إجمالي استخلاص الكبريت بالطريقة المدمجة إلى 82-86%. ويبلغ معامل استخلاص الكبريت من الصهر تحت الأرض 40%. عمق التطوير من 120 إلى 600 م، وأحيانا أكثر.

يتم الحصول على كبريت الغاز الصناعي من كبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكبريت أثناء تنقية الغازات الطبيعية والغازات المصاحبة والغازات الناتجة عن صناعة تكرير النفط والمعادن غير الحديدية. يتم عزل كبريتيد الهيدروجين من الغازات طرق الامتصاص. يتم الحصول على الكبريت من الغازات (من ثاني أكسيد الكبريت، وما إلى ذلك) عن طريق اختزاله بالفحم، وما إلى ذلك. هناك العديد من المخططات والأساليب التكنولوجية التي تعتمد فعاليتها بشكل أساسي على محتوى المركبات المحتوية على الكبريت في معالجة المواد الخام.

ويتم الحصول على الكبريت المصاحب من الغازات، والتي تحتوي الغازات منها على نسبة تصل إلى 27%.

الأنواع الرئيسية للمنتجات التي يتم الحصول عليها من الكبريت الطبيعي والغاز هي الكبريت المقطوع والسائل. GOST 127-76 "الكبريت الفني" ينص أيضًا على إنتاج الكبريت المحبب والمطحون والمتقشر. تحدد GOST المحددة إنتاج 4 درجات من الكبريت الطبيعي (محتوى الكبريت من 99.2 إلى 99.95٪) و3 درجات من الكبريت الغازي (من 99 إلى 99.98٪). تم تحديد معايير الكسر الشامل لكل صنف الشوائب المختلفة(%): الرماد 0.05-0.4، الحمض 0.002-0.002، المواد العضوية 0.01-0.5، الرطوبة 0.1-1، الزرنيخ حتى 0.005، إلخ.

تتم إدارة صناعة إنتاج الكبريت الطبيعي من قبل جمعية عموم الاتحاد "سويوزسيرا". الجمعية مسؤولة عن معهد VNIPIser الصناعي، وجمعيات الإنتاج في Rozdolsk وYavorovsk، بالإضافة إلى مصانع الكبريت Gaurdak وKuibyshev. تخضع الشركات المنتجة للكبريت المصاحب بشكل أساسي لوزارات الغاز وتكرير النفط والمعادن غير الحديدية.

في الدول الاشتراكية صناعة الكبريتتم تطويره في و (لمزيد من التفاصيل، راجع قسم "التعدين" في المقالات حول هذه البلدان).

يتم التعدين وإنتاج الكبريت في حوالي 60 دولة رأسمالية صناعية و الدول الناميةأوه. حتى بداية الخمسينيات. القرن ال 20 تم الحصول عليه من الخامات المحلية، من البيريت باعتباره الخام الرئيسي ومن خامات فلز الكبريت كمنتجات ثانوية. في الخمسينيات والستينيات. تكنولوجيا الحصول على الكبريت أثناء التنقية منتشرة على نطاق واسع غاز طبيعي. وبدأ استخدام تكنولوجيا مماثلة في تكرير النفط، مما أدى إلى زيادة كبيرة في حجم استخلاص الكبريت من الغازات أثناء تكسير النفط. المنتج الرئيسي هو الكبريت العنصري. المنتجون الرئيسيون للكبريت هم البلدان التي تنفذ إنتاجًا واسع النطاق للغاز الطبيعي والنفط أو لديها احتياطيات كبيرة من الكبريت الأصلي، والذي يتم استخراجه، اعتمادًا على ظروف حدوثه، عن طريق الحفر المفتوحة أو طرق الآبار. يتم تخصيب الخامات منخفضة الجودة مسبقًا. لاستخراج الكبريت من الخامات الغنية والمركزات، يتم استخدام طريقة مشتركة في الصناعة. بالنسبة لخامات الكبريت الغنية العميقة، يتم استخدام طريقة الصهر تحت الأرض.

ومن بين الدول الرأسمالية الصناعية والنامية، الأكثر ودائع كبيرةالكبريت الأصلي في , . وقد تجاوز إجمالي إنتاج الكبريت بأنواعه في هذه الدول عام 1986 ما يزيد عن 36.7 مليون طن، وكان معظم الإنتاج الإجمالي في الدول الرأسمالية الصناعية (الجدول).

يتم إنتاج حوالي 51٪ من إجمالي الكبريت في الولايات المتحدة الأمريكية و. وفي الولايات المتحدة الأمريكية، بلغ إنتاج الكبريت عام 1986 حوالي 12 مليون طن، منها حوالي 5.8 مليون طن عبارة عن كبريت مختزل أولي يتم الحصول عليه من تكرير النفط، ومن الغازات الطبيعية وغازات أفران فحم الكوك، و4 ملايين طن كبريت أصلي مستخرج بطريقة البئر، و 1.1 مليون طن - الكبريت الموجود في حامض الكبريتيك الذي يتم الحصول عليه كمنتج ثانوي أثناء المعالجة المعدنية للمعادن غير الحديدية، وكذلك في البايرايت وثاني أكسيد الكبريت وكبريتيد الهيدروجين.

في كندا، يتم الحصول على الكبريت بشكل رئيسي من تنقية الغاز الطبيعي وتكسير النفط (87٪)، وكذلك من مركزات البيريت، وما إلى ذلك.

تحتل اليابان المرتبة الثالثة في إنتاج الكبريت: 2.5 مليون طن في عام 1986، منها حوالي 1.2 مليون طن تم الحصول عليها كمنتج ثانوي لإنتاج المعادن، ومليون طن من تكرير الغاز الطبيعي وتكسير النفط، و0.2 مليون طن من .

بلغ إنتاج الكبريت الأصلي في البلدان الرأسمالية والنامية الصناعية عام 1986 نحو 6.2 مليون طن؛ منذ بداية الثمانينات. مستويات الإنتاج في انخفاض مستمر. يتم استخراجه بشكل رئيسي في الولايات المتحدة الأمريكية والمكسيك والعراق وتشيلي.

البيريت هو نوع أحفوري مهم من المواد الخام التي تحتوي على الكبريت، والتي يميل استخراجها، مثل الكبريت الأصلي، إلى الانخفاض. في عام 1985، بلغ الإنتاج العالمي من البيريت (باستثناء الدول الاشتراكية) 4.2 مليون من الكبريت، معظم الإنتاج حدث في البلدان أوروبا الغربية. المنتجون الرئيسيون هم (30٪ من إجمالي الإنتاج) والولايات المتحدة الأمريكية وإيطاليا.

المصدرون الرئيسيون للكبريت هم كندا والولايات المتحدة والمكسيك وفرنسا، لكن المنافسة من الدول المنتجة للنفط في الشرق الأدنى والشرق الأوسط آخذة في التزايد. أكثر من نصف صادرات البلدان الرأسمالية والنامية الصناعية عبارة عن كبريت محبب (المورد الرئيسي هو كندا)، وحوالي 35٪ سائل (كندا والمكسيك)، والباقي عبارة عن كبريت مقطوع.

الكبريت هو أحد العناصر الموجودة فيه الجدول الدوري. وتصنف المادة في المجموعة 16 تحت الفترة الثالثة. العدد الذريالكبريت - 16. يمكن العثور عليه في الطبيعة شكل نقي، ومختلطة. في الصيغ الكيميائيةتم تعيين الكبريت حرف لاتيني S. وهو عنصر في العديد من البروتينات وله عدد كبيرالخصائص الفيزيائية والكيميائية، مما يجعلها في الطلب.

الخصائص الفيزيائية والكيميائية للكبريت

أساسي الخصائص الفيزيائيةالكبريت:

• تكوين بلوري صلب (شكل معيني ذو لون أصفر فاتح وشكل أحادي الميل يتميز باللون الأصفر العسلي).
• يتغير اللون عند ارتفاع درجة الحرارة عن 100 درجة مئوية.
• درجة الحرارة التي يصبح عندها العنصر سائلاً حالة التجميع– 300 درجة مئوية.
• لديه الموصلية الحرارية المنخفضة.
• لا يذوب في الماء.
• يذوب بسهولة في تركيز الأمونيا وثاني كبريتيد الكربون.

أساسي الميزات الكيميائيةالكبريت:

• وهو عامل مؤكسد للمعادن ويشكل الكبريتيدات.
• يتفاعل بنشاط مع الهيدروجين عند درجات حرارة تصل إلى 200 درجة مئوية.
• تشكل أكاسيد عند تفاعلها مع الأكسجين عند درجات حرارة تصل إلى 280 درجة مئوية.
• يتفاعل بشكل جيد مع الفسفور والكربون كعامل مؤكسد، وكذلك مع الفلور وغيرها المواد المعقدةكعامل اختزال.

أين يمكن العثور على الكبريت في الطبيعة؟

لا يوجد الكبريت الأصلي بكميات كبيرة في الطبيعة غالبًا. وكقاعدة عامة، وجدت في بعض الخامات. تسمى الصخور التي تحتوي على بلورات الكبريت النقي بالخام المعلَّم بالكبريت.

يعتمد التوجه الإضافي لأعمال الاستكشاف والتنقيب بشكل مباشر على كيفية تشكل هذه الشوائب في الصخر. لكن البشرية لم تجد بعد إجابة واضحة على هذا السؤال.

هناك العديد من النظريات المختلفة حول أصل الكبريت الأصلي في الصخور، ولكن لم يتم إثبات أي منها بشكل كامل، لأن تكوين هذا العنصر معقد للغاية. تشمل إصدارات العمل لتشكيل خام الكبريت ما يلي:

• نظرية التوليف: الأصل المتزامن للكبريت مع الصخور المضيفة؛
• نظرية التخلق اللاجيني: تكون الكبريت متأخرًا عن الصخور الأساسية؛
• نظرية الميتاسوماتيزم: أحد الأنواع الفرعية لنظرية التخلق اللاجيني، تتمثل في تحويل الجبس والأنهيدرايد إلى كبريت.

نطاق التطبيق

يستخدم الكبريت في صنع مواد متعددة، من بينها:

• الورق والمباريات؛
• الدهانات والأقمشة.
• الأدوية ومستحضرات التجميل.
• المطاط والبلاستيك.
• مخاليط قابلة للاشتعال؛
• اسمدة؛
• المتفجرات والسموم.

لإنتاج سيارة واحدة، تحتاج إلى إنفاق 14 كجم من هذه المادة. بفضل هذا مدى واسعباستخدام الكبريت، يمكننا أن نقول بأمان أن إمكانات الإنتاج للدولة تعتمد على احتياطياتها واستهلاكها.

تذهب حصة الأسد من إنتاج الخام العالمي إلى إنتاج الورق، حيث تساهم مركبات الكبريت في إنتاج السليلوز. لإنتاج طن واحد من هذه المادة الخام، من الضروري استهلاك أكثر من سنت واحد من الكبريت. تعد كميات كبيرة من هذه المادة ضرورية للحصول على المطاط أثناء عملية الفلكنة للمطاط.

تطبيق الكبريت في الزراعة والصناعة الكيميائية التعدين

يستخدم الكبريت، سواء في شكله النقي أو في شكل مركبات، على نطاق واسع في زراعة. ويوجد في الأسمدة المعدنية والمبيدات الحشرية. والكبريت مفيد للنباتات مثل الفسفور والبوتاسيوم وغيرها من المواد، رغم أن الجزء الأكبر من الأسمدة المطبقة على التربة لا تمتصه، بل يساهم في امتصاص الفسفور.

ولذلك يضاف الكبريت إلى الأرض في نفس الوقت الذي يضاف فيه صخر الفوسفات. تقوم البكتيريا الموجودة في التربة بأكسدتها وتكوين أحماض كبريتية وكبريتية تتفاعل مع الفوسفوريت مكونة مركبات الفوسفور‎تمتصه النباتات بشكل جيد.

تعد صناعة التعدين والكيماويات رائدة بين مستهلكي الكبريت. يتم استخدام حوالي نصف الموارد المستخرجة في العالم لإنتاج حمض الكبريتيك. ولإنتاج طن واحد من هذه المادة، من الضروري إنفاق 3 قنطار من الكبريت. وحمض الكبريتيك فيه الصناعة الكيميائيةيمكن مقارنته بدور الماء بالنسبة للكائن الحي.

هناك حاجة إلى كميات كبيرة من الكبريت وحمض الكبريتيك في إنتاج المتفجرات و. وهذه المادة المنقاة من جميع أنواع المواد المضافة ضرورية في إنتاج الأصباغ والمركبات المضيئة.

وتستخدم مركبات الكبريت في صناعة تكرير النفط. وهي على وجه التحديد ما هو مطلوب في عملية إنتاج العوامل المضادة للخبط، وزيوت الآلات ومواد التشحيم لوحدات الضغط العالي للغاية، وكذلك في المبردات التي تعمل على تسريع معالجة المعادن، والتي يمكن أن تحتوي على ما يصل إلى 18٪ من الكبريت.

لا غنى عن الكبريت في صناعة التعدين وفي الإنتاج عدد كبيرمنتجات الطعام.

رواسب الكبريت هي الأماكن التي يتراكم فيها خام الكبريت. وفقا لبيانات البحث، فإن رواسب الكبريت في العالم تساوي 1.4 مليار طن. اليوم، تم العثور على رواسب هذه الخامات في زوايا مختلفةالكواكب. في روسيا - بالقرب من الضفة اليسرى لنهر الفولغا وفي جبال الأورال، وكذلك في تركمانستان. هناك العديد من رواسب الخام في الولايات المتحدة الأمريكية، وبالتحديد في تكساس ولويزيانا. تم العثور على رواسب من الكبريت البلوري ولا تزال قيد التطوير في منطقتي صقلية ورومانيا الإيطالية.

يتم تصنيف خامات الكبريت وفقا ل نسبة مئويةلديهم هذا المكون. وبالتالي، يتم التمييز بين الخامات الغنية التي تحتوي على نسبة كبريت تزيد عن 25% والخامات الفقيرة التي تصل إلى 12%. هناك أيضًا رواسب الكبريت:

العثور على الكبريت في الطبيعة

• طبقي.
• قباب الملح؛
• بركاني.

هذا النوع من الودائع، الطبقي، هو الأكثر شعبية. وتمثل هذه المناجم 60% من الإنتاج العالمي. من السمات الخاصة لهذه الرواسب ارتباطها برواسب كربونات الكبريتات. وتقع الخامات في صخور الكبريتات. يمكن أن تصل أبعاد الأجسام الكبريتية إلى عدة مئات من الأمتار ويبلغ سمكها عدة عشرات من الأمتار.

تمثل مناجم نوع قبة الملح 35% من إجمالي إنتاج الكبريت في العالم. وتتميز بوجود خامات الكبريت الرمادي.

حصة المناجم البركانية 5٪. لقد تشكلت نتيجة للانفجارات البركانية. إن مورفولوجية الأجسام الخام في مثل هذه الرواسب لها مظهر يشبه الورقة أو على شكل عدسة. تحتوي هذه المناجم على حوالي 40٪ من الكبريت. تعتبر الرواسب البركانية من سمات الحزام البركاني في المحيط الهادئ.

بالإضافة إلى الكبريت الأصلي، فإن المعدن المهم الذي يحتوي على الكبريت ومركباته هو بيريت الحديد أو البيريت. معظمالإنتاج العالمي من البيريت يقع على عاتق الدول الأوروبية. جزء الشاملنسبة مركبات الكبريت في البيريت 80%. القادة في إنتاج الخام هم إسبانيا وجنوب أفريقيا واليابان وإيطاليا والولايات المتحدة الأمريكية.

عملية التعدين

يتم استخراج الكبريت من قبل واحدة من الطرق الممكنة، والذي يعتمد اختياره على نوع الإيداع. التعدين يمكن أن يكون حفرة مفتوحة أو تحت الأرض.

يعد تعدين الحفرة المفتوحة لخام الكبريت هو الأكثر شيوعًا. في بداية عملية استخراج الكبريت باستخدام هذه الطريقة، يتم إزالة طبقة كبيرة من التربة الصخرية بواسطة الحفارات. ثم يتم سحق الخام نفسه. يتم نقل قطع الخام المستخرجة إلى مصانع المعالجة للخضوع لإجراءات التنقية. بعد ذلك، يتم إرسال الكبريت إلى الإنتاج، حيث يتم صهره ويتم الحصول على المادة النهائية من المركزات.

طريقة الذوبان تحت الأرض

بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا استخدام طريقة فراش، التي تعتمد على صهر الكبريت تحت الأرض. يُنصح باستخدام هذا النهج في الرواسب العميقة للمادة. وبعد صهر الحفرية في المنجم، يتم ضخ الكبريت السائل إلى الخارج. ولهذا الغرض، يتم تركيب آبار خاصة. طريقة Frasch مجدية فقط بسبب سهولة ذوبان المادة وكثافتها المنخفضة نسبيًا.

طريقة فصل الخام باستخدام أجهزة الطرد المركزي

خصوصيتها تكمن في واحد سمة سلبية: الكبريت المستخرج بجهاز الطرد المركزي به شوائب كثيرة ويتطلب تنقية إضافية. ونتيجة لذلك، تعتبر هذه الطريقة مكلفة للغاية.

يمكن إجراء تعدين الخام في بعض الحالات باستخدام الطرق التالية:

• ماء بخار؛
• الثقب؛
• الترشيح؛
• اِستِخلاص؛
• الحرارية.

وبغض النظر عن النهج الذي سيتم استخدامه للاستخراج من أحشاء الأرض، فإن الالتزام الصارم بمعايير وأنظمة السلامة مطلوب. الخطر الرئيسيعملية تطوير خام الكبريت هي أن كبريتيد الهيدروجين السام والمتفجّر يمكن أن يتراكم في رواسبه.

الكبريت عنصر الجدول الدوري العناصر الكيميائيةوينتمي إلى مجموعة الكالكوجينات. هذه الماده- مشارك نشط في تكوين العديد من الأحماض والأملاح. تحتوي مركبات الهيدروجين والحمض على الكبريت، عادة كجزء من الأيونات المختلفة. هناك عدد كبير من الأملاح، بما في ذلك الكبريت، غير قابلة للذوبان عمليا في الماء.

الكبريت عنصر شائع إلى حد ما في الطبيعة. بطريقتي الخاصة المحتوى الكيميائيالخامس قشرة الأرضفقد خصص لها الرقم ستة عشر، وبناء على وجودها في المسطحات المائية - العدد ستة. يمكن أن يحدث في كل من الحالات الحرة والمقيدة.

إلى الأهم المعادن الطبيعيةتشمل العناصر: بيريت الحديد (البيريت) - FeS 2، مزيج الزنك (السفاليريت) - ZnS، الجالينا - PbS، الزنجفر - HgS، ستيبنيت - Sb 2 S 3. كما يوجد العنصر السادس عشر من الجدول الدوري في النفط، والفحم الطبيعي، والغازات الطبيعية، والصخر الزيتي. ويمثل وجود الكبريت في البيئة المائية بأيونات الكبريتات. ومن وجوده في مياه عذبةيسبب تصلب دائم. وهي أيضًا واحدة من العناصر الأساسيةالنشاط الحيوي للكائنات العليا، هو جزء من بنية العديد من البروتينات، ويتركز أيضًا في الشعر.

الجدول 1. خصائص الكبريت

صفة مميزة	معنى
خصائص الذرة
الاسم، الرمز، الرقم	الكبريت/الكبريت (S)، 16
الكتلة الذرية (الكتلة المولية)	[إتصالات. 1] أ. إم (جم/مول)
التكوين الإلكترونية	3س2 3ص4
نصف القطر الذري	127 م
الخواص الكيميائية
نصف قطر التكافؤ	102 م
نصف قطر ايون	30 (+6ه) 184 (-2ه) مساءً
كهرسلبية	2.58 (مقياس بولينج)
إمكانات الكهربائي	0
حالة الأكسدة	+6, +4, +2, +1, 0, -1, −2
طاقة التأين (الإلكترون الأول)	999.0 (10.35) كيلوجول/مول (إي فولت)
الخواص الديناميكية الحرارية لمادة بسيطة
الكثافة (في الظروف العادية)	2.070 جرام/سم3
درجة حرارة الانصهار	386 كلفن (112.85 درجة مئوية)
درجة حرارة الغليان	717.824 كلفن (444.67 درجة مئوية)
أود. حرارة الانصهار	1.23 كيلوجول/مول
أود. حرارة التبخير	10.5 كيلوجول/مول
السعة الحرارية المولية	22.61 جول/(ك مول)
الحجم المولي	15.5 سم مكعب/مول
شعرية بلورية من مادة بسيطة
بنية شعرية	معيني تقويمي
معلمات شعرية	أ=10.437 ب=12.845 ج=24.369 أنجستروم
مميزات وخصائص اخرى
توصيل حراري	(300 ك) 0.27 واط/(م ك)
CAS رقم	7704-34-9

خام الكبريت

لا يمكن القول أن الحالة الحرة للكبريت في الطبيعة هي كذلك حدث شائع. الكبريت الأصلي نادر جدًا. وغالبا ما يكون أحد مكونات بعض الخامات. خام الكبريت هو صخرة تحتوي على الكبريت الأصلي. يمكن أن تتشكل شوائب الكبريت في الصخور مع الصخور المصاحبة لها أو بعدها. يؤثر وقت تكوينها على اتجاه أعمال التنقيب والاستكشاف. يحدد الخبراء عدة نظريات لتكوين الكبريت في الخامات.

1. نظرية التوليف. ووفقا لهذه النظرية، تشكلت الصخور الكبريتية والمضيفة في وقت واحد. وكان مكان تشكيلها أحواض ضحلة. تم تحويل الكبريتات الموجودة في الماء إلى كبريتيد الهيدروجين بمساعدة بكتيريا خاصة. بعد ذلك، ارتفع إلى منطقة الأكسدة، حيث تم أكسدة كبريتيد الهيدروجين إلى عنصر الكبريت. لقد غرقت في القاع واستقرت في الطمي الذي تحول بمرور الوقت إلى خام.
2. نظرية التخلق التي تنص على أن تكوين شوائب الكبريت حدث في وقت متأخر عن الصخور الرئيسية. ووفقا لهذه النظرية، يعتقد أن الاختراق قد حدث المياه الجوفيةفي الطبقات الصخرية، ونتيجة لذلك تم إثراء المياه بالكبريتات. بعد ذلك، تلامست هذه المياه مع رواسب النفط أو الغاز، مما أدى إلى اختزال أيونات الكبريتات بمساعدة الهيدروكربونات إلى كبريتيد الهيدروجين، الذي عند ارتفاعه إلى السطح وتأكسده، أطلق الكبريت الأصلي في تجاويف وشقوق الصخور .
3. نظرية الميتازوماتية. هذه النظريةهو أحد الأنواع الفرعية لنظرية التخلق. حاليا، يتم تأكيد ذلك بشكل متزايد. يكمن جوهرها في تحويل الجبس (CaSO 4 -H 2 O) والأنهيدريت (CaSO 4) إلى الكبريت والكالسيت (CaCO 3-). تم اقتراح النظرية من قبل العالمين ميروبولسكي وكروتوف في النصف الأول من القرن العشرين. وبعد سنوات قليلة، تم العثور على رواسب المشراك، والتي أكدت تكوين الكبريت بهذه الطريقة. إلا أن عملية تحول الجبس إلى كبريت وكالسيت لا تزال غير واضحة حتى يومنا هذا. وفي هذا الصدد، فإن نظرية الميتاسوماتية ليست هي النظرية الصحيحة الوحيدة. بالإضافة إلى ذلك، توجد اليوم بحيرات على الكوكب تحتوي على رواسب كبريتية مخلقة، ومع ذلك، لم يتم العثور على الجبس أو الأنهيدريت في الطمي. وتشمل هذه البحيرات بحيرة سيرنوي الواقعة بالقرب من سيرنوفودسك.

وبالتالي، لا توجد نظرية لا لبس فيها حول أصل شوائب الكبريت في الخامات. يعتمد تكوين المادة إلى حد كبير على الظروف والظواهر التي تحدث في أحشاء الأرض.

رواسب الكبريت

يتم استخراج الكبريت في الأماكن التي يتم فيها توطين خام الكبريت - الرواسب. وبحسب بعض التقارير فإن الاحتياطي العالمي من الكبريت يصل إلى نحو 1.4 مليار طن. اليوم، تم العثور على رواسب الكبريت في العديد من أركان الأرض - في تركمانستان، والولايات المتحدة الأمريكية، ومنطقة الفولغا، بالقرب من البنوك اليسرى من نهر الفولغا، والتي تمتد من سمارة، وما إلى ذلك. في بعض الأحيان يمكن أن يمتد الشريط الصخري لعدة كيلومترات.

تشتهر ولايتي تكساس ولويزيانا باحتياطياتهما الكبيرة من الكبريت. كما توجد بلورات الكبريت التي تتميز بجمالها في رومانيا وصقلية (إيطاليا). تعتبر جزيرة فولكانو مسقط رأس الكبريت أحادي الميل. وتشتهر روسيا، وخاصة جبال الأورال، أيضًا بوجود رواسب العنصر السادس عشر من جدول مندليف الدوري.

يتم تصنيف خامات الكبريت حسب كمية الكبريت التي تحتوي عليها. وبالتالي، هناك خامات غنية (من 25٪ كبريت) وخامات فقيرة (حوالي 12٪ من المادة). وتنقسم رواسب الكبريت بدورها إلى الأنواع التالية:

1. الودائع الطبقية (60%). يرتبط هذا النوع من الرواسب بطبقات كربونات الكبريتات. توجد أجسام الخام مباشرة في صخور الكبريتات. يمكن أن يصل حجمها إلى مئات الأمتار ويبلغ سمكها عدة عشرات من الأمتار.
2. رواسب القبة الملحية (35%). ل من هذا النوعتعتبر رواسب الكبريت الرمادية نموذجية.
3. بركانية (5%). يشمل هذا النوع الرواسب التي تكونت من الشباب و الهيكل الحديث. ويكون شكل العنصر الخام الموجود فيها على شكل صفائح أو على شكل عدسة. قد تحتوي هذه الرواسب على حوالي 40٪ كبريت. وهي من سمات الحزام البركاني في المحيط الهادئ.

تعدين الكبريت

يتم استخراج الكبريت من قبل واحد من عدة الطرق الممكنةالذي يعتمد اختياره على ظروف حدوث المادة. لا يوجد سوى نوعين رئيسيين - مفتوح وتحت الأرض.

طريقة الحفرة المفتوحة لاستخراج الكبريت هي الأكثر شعبية. تبدأ العملية الكاملة لاستخراج المادة باستخدام هذه الطريقة بإزالة كمية كبيرة من الصخور بواسطة الحفارات، وبعد ذلك يتم سحق الخام نفسه. يتم نقل كتل الخام الناتجة إلى المصنع لمزيد من التخصيب، وبعد ذلك يتم نقلها إلى المؤسسة حيث يتم صهر الكبريت ويتم الحصول على المادة من المركزات.

بالإضافة إلى ذلك، يتم أيضًا استخدام طريقة فراش في بعض الأحيان، والتي تتضمن صهر الكبريت تحت الأرض. هذه الطريقةينصح باستخدامه في الأماكن التي تكون فيها المادة عميقة. وبعد ذوبانها تحت الأرض، يتم ضخ المادة إلى الخارج. ولهذا الغرض يتم تشكيل الآبار، وهي الأداة الرئيسية لضخ المادة المنصهرة. وتعتمد الطريقة على سهولة ذوبان العنصر وقلة كثافته.

هناك أيضًا طريقة فصل بالطرد المركزي. ومع ذلك، فإن لها عيبًا واحدًا كبيرًا، وهو أن الكبريت الذي يتم الحصول عليه بهذه الطريقة يحتوي على الكثير من الشوائب ويتطلب تنقية إضافية. ونتيجة لذلك، تعتبر هذه الطريقة مكلفة للغاية.

بالإضافة إلى الطرق المذكورة أعلاه، يمكن أيضًا إجراء استخراج الكبريت في بعض الحالات:

• طريقة البئر
• طريقة الماء بالبخار
• طريقة الترشيح
• الطريقة الحرارية
• طريقة الاستخراج.

ومن الجدير بالذكر أنه بغض النظر عن الطريقة المستخدمة أثناء استخلاص المادة من أحشاء الأرض، فإنه من الضروري انتباه خاصانتبه إلى احتياطات السلامة. ويرجع ذلك إلى وجود كبريتيد الهيدروجين مع رواسب الكبريت، وهي سامة للإنسان وقابلة للاشتعال.

يتم استخراج خامات الكبريت طرق مختلفة- حسب ظروف حدوثها. ولكن في أي حال، عليك أن تولي الكثير من الاهتمام لاحتياطات السلامة. تكون رواسب الكبريت مصحوبة دائمًا بتراكم الغازات السامة - مركبات الكبريت. بالإضافة إلى ذلك، يجب ألا ننسى إمكانية الاحتراق التلقائي.

التعدين حفرة مفتوحة للخام يحدث مثل هذا. تقوم حفارات المشي بإزالة طبقات الصخور التي يقع تحتها الخام. يتم سحق الطبقة الخام عن طريق الانفجارات، وبعد ذلك يتم إرسال كتل الخام إلى مصنع المعالجة، ومن هناك إلى مصهر الكبريت، حيث يتم استخراج الكبريت من المركز. وتختلف طرق الاستخراج. سيتم مناقشة بعض منهم أدناه. ومن المناسب هنا أن نوصف بإيجاز طريقة البئر لاستخراج الكبريت من باطن الأرض، والتي سمحت للولايات المتحدة الأمريكية والمكسيك بأن تصبحا أكبر موردي الكبريت.

في نهاية القرن الماضي، تم اكتشاف رواسب غنية من خام الكبريت في جنوب الولايات المتحدة. لكن لم يكن من السهل الاقتراب من الطبقات: فقد تسرب كبريتيد الهيدروجين إلى المناجم (أي كان من المفترض أن يتم تطوير المنجم بطريقة التعدين) ومنع الوصول إلى الكبريت. بالإضافة إلى ذلك، جعلت عوامات الرمال من الصعب اختراق الطبقات الحاملة للكبريت. وقد تم التوصل إلى حل من قبل الكيميائي هيرمان فراش، الذي اقترح صهر الكبريت تحت الأرض وضخه إلى السطح عبر آبار مشابهة لآبار النفط. وأكدت نقطة انصهار الكبريت المنخفضة نسبيًا (أقل من 120 درجة مئوية) حقيقة فكرة فراش. وفي عام 1890، بدأت الاختبارات التي أدت إلى نجاحها.

من حيث المبدأ، تركيب Frasch بسيط للغاية: أنبوب في الأنبوب. يتم توفير الماء الساخن جدًا في الفراغ الموجود بين الأنابيب ويتدفق من خلاله إلى التكوين. ويصعد الكبريت المنصهر من خلال الأنبوب الداخلي، ويسخن من جميع الجهات. النسخة الحديثةيتم استكمال تركيب Frasch بثالث - أضيق الأنبوب. ومن خلاله يتم ضخ الهواء المضغوط إلى البئر مما يساعد على رفع الكبريت المنصهر إلى السطح. إحدى المزايا الرئيسية لطريقة فراش هي أنها تسمح بالحصول على كبريت نقي نسبيًا بالفعل في المرحلة الأولى من الإنتاج. هذه الطريقة فعالة للغاية عند استخراج الخامات الغنية.

في السابق، كان يعتقد أن طريقة صهر الكبريت تحت الأرض لا تنطبق إلا في الظروف المحددة لـ "القباب الملحية" لساحل المحيط الهادئ في الولايات المتحدة والمكسيك. ومع ذلك، دحضت التجارب التي أجريت في بولندا والاتحاد السوفياتي هذا الرأي. في بولندا، يتم استخراج هذه الطريقة بالفعل عدد كبير منالكبريت: في عام 1968، تم إطلاق أول آبار كبريتية في الاتحاد السوفييتي.

ويجب معالجة الخام الذي يتم الحصول عليه من المحاجر والمناجم (غالبًا مع التخصيب الأولي)، باستخدام طرق تكنولوجية مختلفة.

هناك عدة طرق معروفة للحصول على الكبريت من خامات الكبريت: الماء بالبخار، والترشيح، والحراري، والطرد المركزي، والاستخلاص.

الطرق الحرارية لاستخراج الكبريت هي الأقدم. مرة أخرى في القرن الثامن عشر. في مملكة نابولي، تم صهر الكبريت في أكوام - "Solfatars". لا يزال الكبريت يُصهر في إيطاليا في أفران بدائية - "الكالكارونات". يتم الحصول على الحرارة اللازمة لصهر الكبريت من الخام عن طريق حرق جزء من الكبريت المستخرج. هذه العملية غير فعالة، تصل الخسائر إلى 45%.

أصبحت إيطاليا أيضًا موطنًا لطرق البخار والماء لاستخراج الكبريت من الخامات. في عام 1859، حصل جوزيبي جيل على براءة اختراع لجهازه - وهو سلف الأوتوكلاف الحالي. لا تزال طريقة الأوتوكلاف (التي تم تحسينها بشكل كبير بالطبع) مستخدمة في العديد من البلدان.

في عملية الأوتوكلاف، يتم ضخ تركيز خام الكبريت المخصب الذي يحتوي على ما يصل إلى 80٪ من الكبريت إلى الأوتوكلاف على شكل لب سائل مع الكواشف. يتم توفير بخار الماء هناك تحت الضغط. يتم تسخين اللب إلى 130 درجة مئوية. يتم إذابة الكبريت الموجود في المركز وفصله عن الصخر. بعد تسوية قصيرة، يتم تصريف الكبريت المذاب. ثم يتم إطلاق "المخلفات" - وهي بقايا الصخور المعلقة في الماء - من الأوتوكلاف. تحتوي المخلفات على كمية كبيرة جدًا من الكبريت ويتم إعادتها إلى مصنع المعالجة.

في روسيا، تم استخدام طريقة الأوتوكلاف لأول مرة من قبل المهندس ك. باتكانوف في عام 1896

الأوتوكلاف الحديث عبارة عن أجهزة ضخمة يصل ارتفاعها إلى مبنى مكون من أربعة طوابق. يتم تركيب هذه الأوتوكلاف، على وجه الخصوص، في مصنع صهر الكبريت التابع لشركة Rozdol Mining and Chemical Combine في منطقة الكاربات.

في بعض الصناعات، على سبيل المثال في مصنع كبير للكبريت في تارنوبرزيج (بولندا)، يتم فصل نفايات الصخور عن الكبريت المنصهر باستخدام مرشحات خاصة. تم تطوير طريقة لفصل الكبريت والنفايات الصخرية باستخدام أجهزة الطرد المركزي. باختصار، "يمكن فصل خام الذهب (أو بالأحرى الخام الذهبي) عن نفايات الصخور" بطرق مختلفة.

في مؤخراالجميع انتباه اكتريتم دفعها إلى الطرق الجيوتكنولوجية لاستخراج الكبريت. في رواسب يازوفسكي في منطقة الكاربات، يتم صهر الكبريت، وهو مادة عازلة كلاسيكية، تحت الأرض بتيارات عالية التردد ويتم ضخه إلى السطح من خلال الآبار، كما هو الحال في طريقة فراش. اقترح علماء من معهد تعدين المواد الخام الكيميائية طريقة لتغويز الكبريت تحت الأرض. وفي هذه الطريقة يتم إشعال النار في الكبريت في التكوين، ويتم ضخ ثاني أكسيد الكبريت إلى السطح، والذي يستخدم لإنتاج حامض الكبريتيك ومنتجات مفيدة أخرى.

إنهم يلبون احتياجاتهم من الكبريت بطرق مختلفة دول مختلفة. تستخدم المكسيك والولايات المتحدة الأمريكية بشكل رئيسي طريقة فراش. إيطاليا التي تحتل المركز الثالث في إنتاج الكبريت الدول الرأسمالية، يستمر في التعدين والمعالجة ( طرق مختلفة) خامات الكبريت من رواسب صقلية ومقاطعة ماركي. وتمتلك اليابان احتياطيات كبيرة من الكبريت البركاني. وقد طورت فرنسا وكندا، اللتان ليس لديهما الكبريت الأصلي، إنتاجًا واسع النطاق من الغازات. ليس لدى كل من إنجلترا وألمانيا رواسب الكبريت الخاصة بهما. وهي تغطي احتياجاتها من حمض الكبريتيك عن طريق معالجة المواد الخام المحتوية على الكبريت (البيريت بشكل رئيسي)، واستيراد الكبريت الأولي من بلدان أخرى.

يلبي الاتحاد السوفييتي والدول الاشتراكية احتياجاتهم بالكامل بفضل مصادر المواد الخام الخاصة بهم. بعد اكتشاف وتطوير رواسب الكاربات الغنية، قام الاتحاد السوفييتي وبولندا بزيادة إنتاج الكبريت بشكل كبير. تستمر هذه الصناعة في التطور. في السنوات الاخيرةتم بناء مؤسسات كبيرة جديدة في أوكرانيا، وأعيد بناء المصانع القديمة على نهر الفولغا وفي تركمانستان، وتم توسيع إنتاج الكبريت من الغاز الطبيعي والغازات العادمة.