Де використовується сірка у чистому вигляді. Чиста жовта сірка

У східній частині острова Ява, що знаходиться в Індонезії, є дивовижне за красою, але дуже небезпечне за своєю природою місце – вулкан Kawah Ijen. Вулкан знаходиться на висоті близько 2400 метрів над рівнем моря, діаметр кратера 175 метрів, а глибина – 212 метрів. У його жерлі розташоване, напевно, найдивніше озеро прекрасного яблучно-смарагдового кольору, в якому ризикне викупатися хіба що Термінатор, оскільки замість води в ньому сірчана кислота. А точніше сказати – суміш сірчаної та соляної кислотиобсягом 40 млн. Тонн.

Відомий французький фотограф Олів'є Грюневальда нещодавно здійснив кілька подорожей у сірчані копальні в кратері вулкана Kawaha Ijen, що знаходиться в Східній Яві, Індонезія. Там він зробив за допомогою спеціального обладнання захоплюючі сюрреалістичні фотографії цього місця в місячному світлі, освітленого смолоскипами і синім полум'ям розплавленої сірки, що горить.

Спуск у кальдеру вулкана Kawaha Ijen, де знаходиться озеро із сірчаною кислотою завширшки кілометр. На його берегах видобувають сірку

Кожен літр цієї смертельної жижі містить додатково по 5 г розплавленого алюмінію. Загалом у озері за приблизними підрахунками міститься понад 200 тонн алюмінію. На поверхні озерця температура коливається в районі 60 градусів, а на дні і всі 200!

Кислі гази та пара виділяються з жовтих шматків сірки

Щоб люди могли уявити всю небезпеку озера для своїх життів, був проведений експеримент. В озеро на 20 хвилин опустили лист алюмінію, вже при зануренні він став покриватися бульбашками, а по закінченні всього часу алюмінієвий лист став тонким, наче шматок тканини.

Робочий відламує шматок від твердої сірки. Потім сірку несуть на станцію зважування.

Проте озеро і кратер вулкана Kawah Ijen використовується не для залучення туристів, а для видобутку сірки в дуже несприятливих для людини умовах. А сірки в цьому кратері незліченна кількість, але оскільки це все ж таки ЮВА, то повністю використовується ручна праця.

Ніч. Шахтар зі смолоскипом знаходиться всередині кратера вулкану Ijen Kawaha, дивлячись на потік рідкої сірки, що світиться надприродним блакитним кольором.

Робітники – місцеві жителібез будь-яких захисних костюмів і протигазів, а вдихати запах сірки та ще огида, добувають шматки сірки день і ніч, використовуючи при цьому лише свої нічим незахищені руки та хустку, пов'язану на обличчі для захисту рота та носа.

Шахтарі працюють тут в пекельних умовах під час видобутку сірки. Фотограф Олів'є Грюневальда описав тутешній запах як нестерпний, який потребує маски або протигазу для техніки безпеки. Деякі з гірників їх носять, решта працюють без них.

Шахтарі з ломами, якими відколюють шматки сірки:

Робочий укладає шматки сірки в кошики, щоб виносити її з вулкана:

Вам здається, це все намальовано? Подивіться відео:

Повірили?

Ці химерні форми утворилися з потоку рідкої сірки всередині кратеру вулкану Kawaha Ijen. Коли сірка розплавлена, вона має криваво-червоний колір. У міру охолодження вона стає все більш жовтою

Розплавлена сірка капає із керамічної труби, яка конденсує сірчані гази від вулкана в рідину. Потім вона остигає, твердне, і її видобувають робітники

Шахтар дійшов до пункту призначення зі своїм вантажем. Шахтарі роблять два або три ходки за сіркою на день, отримуючи за свій важка працяблизько $13 США за зміну

Механізм для початкової переробки сірки, де великі шматки розбиваються на дрібніші

Потім шматки сірки збожеволіють над вогнем, і вона знову розплавляється

Розплавлена сірка розливається за ємностями

Останній етап цього процесу - розподіл рідкої сірки на плитах для охолодження. Коли вона охолоне і перетвориться на сірчані листи, вони вирушають на місцеві місцеві заводи з вулканізації гуми та інших промислових об'єктів.

Фотограф Олів'є Грюневальда: «Відчуття таке, що знаходишся на іншій планеті». Грюневальд втратив одну камеру та два об'єктиви у суворих умовах кратера. Коли зйомки були закінчені, він викинув усі свої речі на сміття: сірчаний запах був настільки сильним, що його неможливо буде позбутися.

А тепер денний репортаж із цієї шахти:

Індонезійський шахтар несе сірку з Ijen 24 травня 2009 року в околицях Banyuwangi, Східна Ява, Індонезія.

Заповнене кислотою озеро всередині кратера вулкану Ijen 200 метрів завглибшки та кілометр завширшки. Фото зроблено 24 травня 2009 року у Східній Яві, Індонезія. Озеро наповнюється розчином сірчаної кислоти та хлористого воднюпри температурі 33 °С.

Працівник ремонтує труби, в яких конденсуються сірчисті гази. Комплекс вулкану Ijen 24 травня 2009 року в околицях Banyuwangi, Східна Ява, Індонезія.

Шахтар витягує сірку з труби на кратері вулкану Ijen на 24 травня 2009 року в Східній Яві, Індонезія. Розплавлена сірка витікає з труб глибокого червоного кольору, і в міру охолодження поступово стає жовтою та твердне.

Працівники лагодять труби, в яких, конденсуються сірчисті гази. Комплекс вулкану Ijen 24 травня 2009 року в околицях Banyuwangi, Східна Ява, Індонезія.

Шахтар витягує сірку з труби біля кратера вулкану Ijen 24 травня 2009 року у Східній Яві, Індонезія.

На цьому фото, зробленому через сегмент запасної керамічної труби працівники ремонтують велику трубу для конденсації сірки. Комплекс вулкана Ijen 24 травня 2009 року в околицях Banyuwangi, Східна Ява, Індонезія.

Шматок сірки, що видобувається з вулкану Ijen. Фото зроблено 24 травня 2009, Східна Ява, Індонезія.

Шахтар витягує сірку з труби на кратер вулкана Ijen на 24 травня 2009 року в Східній Яві, Індонезія.

Завантажені сірого кошика, готові до того, щоб їх несли вгору по крутих стінах кратера, а потім до станції зважування. 24 травня 2009 року.

Шахтар наближається до верхньої частини стіни кратера по стежці, що веде до вулкану Kawah Ijen 25 травня 2009 року в Східній Яві, Індонезія.

На фото видно, як важка ноша - вага її може доходити до 70кг - це помітно по стислій шкірі та м'язах шахтаря, який несе сірку на станцію зважування 25 травня 2009 року.

Шахтар показує болячки та шрами від перенесення сірки з вулкану Ijen, 24 травня 2009 року в Східній Яві, Індонезія.

Шахтар доходить до станції зважування та вішає свій вантаж сірки на ваги. 25 травня 2009 року в Східній Яві, Індонезія.

Шахтар відпочиває на базовому таборі, який має назву «Табір Sulfutara». 24 травня 2009 року в Індонезії.

та інших галузей промисловості.

У Росії вміли добувати "сірку паливну" із сірководневих ключів у ряді місць Північного краю. У 17 століття Самарському і Казанському Поволжі було відкрито родовища самородної сірки. їх у незначних кількостях велася з часів Петра I. На початку 20 в. її виробництво припинилося, і з 1911 р. Росія імпортувала сірку з інших країн. У 1913 році в країну було ввезено 26 тисяч т сірки.

Близько 50% усіх запасів можуть розроблятися відкритим способомз подальшим збагаченням та виплавкою сірки з концентратів. Інші запаси придатні для відпрацювання методом ПВС. Родовища, що розробляються: Язовське, Немирівське, Роздольське, Подорожненське, Загайпільське в Передкарпатті, Водинське в Середньому Поволжі, Гаурдацьке в Середньої Азії. Найбільші підприємства з переробки природної сірки — Роздільське та Яворівське виробничі об'єднання та Гаурдацький сірчаний завод.

Природну сірку одержують комбінованим методом (автоклавним або безреагентним) при виплавці її з концентрату при сірчаних рудах. При відкритого видобуткутехнологічна схема збагачення сірчаних руд включає: , тонке подрібнення в водному середовищіі флотацію (докладно див. Сірка самородна). Загальне вилучення сірки за комбінованого методу 82-86%. Коефіцієнт вилучення сірки з підземної виплавки 40%. Глибина розробки від 120 до 600 м-коду, іноді більше.

Сірку технічну газову одержують із сірководню та сірчистого ангідриду при очищенні природного та попутних газів, газів нафтопереробної промисловості та кольорової металургії. Сірководень із газів виділяють абсорбційними методами. Отримання сірки з газів (із сірчистого ангідриду та ін) здійснюється шляхом відновлення його, вугіллям і т.п. Існує багато технологічних схем і режимів, ефективність яких залежить в основному від вмісту сірковмісних сполук у переробній сировині.

Супутню сірку отримують з газів і газів, гази яких містять до 27%.

Основними видами продукції, що отримується з природної та газової сірки, є комова та рідка сірка. ГОСТ 127-76 "Сірка технічна" передбачає також випуск гранульованої, меленої та лускованої сірки. Зазначений ГОСТ визначає виробництво 4 сортів природної сірки (зміст сірки від 99,2 до 99,95%) та 3 сортів газової сірки (від 99 до 99,98%). Для кожного сорту встановлено норми масової частки різних домішок(%): золи 0,05-0,4, кислоти 0,002-0,002, органічної речовини 0,01-0,5, вологи 0,1-1, миш'яку до 0,005 та ін.

Управління галуззю із виробництва природної сірки здійснює Всесоюзне об'єднання "Союзсера". У веденні об'єднання знаходиться галузевий інститут ВНІПІсеру, Роздольське та Яворівське ПЗ, а також Гаурдацький та Куйбишевський сірчані заводи. Підприємства з виробництва попутної сірки перебувають у підпорядкуванні переважно міністерств газової, нафтопереробної промисловості, кольорової металургії.

У соціалістичних країнах сірчана промисловістьрозвинена в , і (докладніше див. розділ "Гірська промисловість" у статтях про ці країни).

Видобуток і випуск сірки ведеться приблизно в 60 промислово розвинених капіталістичних та країн, що розвиваютьсяах. До початку 50-х років. 20 ст. її отримували з самородних руд, з піриту як основного і з руд сірчистих металів як побічний продукт. У 50-60-ті роки. широко поширюється технологія отримання сірки під час очищення природного газу. Подібну технологію почали застосовувати і під час переробки нафти, що призвело до значного зростання масштабів вилучення сірки з газів при крекінгу нафти. Основним продуктом є елементарна сірка. Провідними виробниками сірки є країни, які здійснюють широкомасштабний видобуток природного газу та нафти або мають великі запаси самородної сірки, яку видобувають залежно від умов залягання відкритим способом або свердловинним методом. Бідні руди попередньо збагачують. Для отримання сірки з багатих руд і концентратів у промисловості застосовують комбінований метод. Для глибоко залягаючих багатих сірчаних руд використовують метод підземної виплавки.

Серед промислово розвинених капіталістичних країн та країн, що розвиваються, найбільше великі родовищасамородної сірки знаходяться в , . Сумарне виробництво сірки всіх видів цих країнах у 1986 перевищило 36,7 млн. т, причому більшість загального виробництва посідає промислово розвинені капіталістичні країни (табл.).

Близько 51% всієї сірки було вироблено США і США. У виробництво сірки в 1986 становило близько 12 млн. т, їх близько 5,8 млн. т — елементарна відновлена сірка, отримана під час переробки нафти, з природних і коксових газів, 4 млн. т — самородна сірка, видобута свердловинним методом, і 1,1 млн. т — сірка, що міститься в сірчаній кислоті, отриманої як побічний продукт при металургійному переділі кольорових металів, а також у піриті, сірчистому ангідриді та сірковододі.

У Канаді сірку отримують переважно при очищенні природного газу та крекінгу нафти (87%), а також з піритових концентратів та ін.

Третє місце з виробництва сірки займає Японія: 2,5 млн. т 1986, їх близько 1,2 млн. т було отримано як побічної продукції металургійного виробництва, 1 млн. т під час рафінування газу і крекінгу нафти і 0,2 млн. т із .

Видобуток самородної сірки в промислово розвинених капіталістичних країнах, що розвиваються, в 1986 склав 6,2 млн. т; з початку 80-х років. рівень видобутку постійно скорочується. Вона видобувається переважно у США, Мексиці, Іраку, Чилі.

Пірит є важливим викопним видом сірковмісної сировини, видобуток якої так само, як і самородної сірки, має тенденцію до скорочення. У 1985 світовий видобуток піриту (без соціалістичних країн) склав 4,2 млн. у перерахунку на сірку, більша частина видобутку припадала на країни Західної Європи. Основні виробники - (30% всього видобутку), США, Італія.

Основні експортери сірки - Канада, США, Мексика та Франція, проте зростає конкуренція з боку нафтовидобувних держав Близького та Середнього Сходу. Понад 1/2 експорту промислово розвинених капіталістичних країн, що розвиваються, припадає на гранульовану сірку (основний постачальник — Канада), близько 35% на рідку (Канада і Мексика), інше — на комову.

Сірка – це один з елементів, представлених у періодичної таблиці. Речовина віднесено до 16 групи, під третій період. Атомний номерсірки – 16. У природі її можна зустріти як у чистому вигляді, Так і в змішаному. У хімічних формулахсірка позначається латинською літерою S. Вона є елементом у складі багатьох білків і має більшим числомфізичних та хімічних властивостей, що робить її затребуваною.

Фізичні та хімічні властивості сірки

Основні Фізичні властивостісірки:

Твердокристалічний склад (ромбічна форма зі світло-жовтим забарвленням і моноклінна форма, що відрізняється медово-жовтим забарвленням).
Змінює колір при підвищенні температури від 100°С.
Температура, коли елемент переходить у рідке агрегатний стан- 300 ° С.
Має низьку теплопровідність.
Чи не розчиняється у воді.
Легко розчиняється в аміачному концентраті та сірковуглецю.

Основні хімічні особливостісірки:

Є окислювачем для металів, формує сульфіди.
Активно взаємодіє з воднем за температур – до 200°С.
Формує оксиди при взаємодії з киснем за температур – до 280°С.
Добре взаємодіє з фосфором, вуглецем як окислювач, а ще з фтором та іншими складними речовинамияк відновник.

Де може бути сірка в природі

Самородну сірку у великих обсягах не так часто можна зустріти у природі. Як правило, вона міститься у певних рудах. Порода із чистими кристалами сірки називається рудою із сірчаними вкрапленнями.

Від того, яким чином сформувалися ці вкраплення в породі, безпосередньо залежить подальша орієнтація розвідувальних та пошукових робіт. Але однозначної відповіді на це питання людство ще не знайшло.

Є безліч різноманітних теорій щодо походження самородної сірки в породах, але не одна не доведена повністю, оскільки явище утворення цього елемента досить складне. До робочих версій формування сірчаної руди віднесено:

теорія сингенезу: одночасне походження сірки з породами, що вміщають;
теорія епігенезу: освіта сірки пізніше основних порід;
теорія метасоматозу: один з підвидів теорії епігенезу, полягає в перетворенні гіпсу та ангідриду на сірку.

Сфера використання

Сірка використовується для виготовлення різних матеріалів, серед яких:

папір та сірники;
фарби та тканини;
лікарські препарати та косметика;
гума та пластик;
горючі суміші;
добрива;
вибухівка та отрути.

Для виробництва одного автомобіля необхідно витратити 14 кг цієї речовини. Завдяки такому широкому спектрузастосування сірки можна сміливо стверджувати про те, що виробничий потенціал держави залежить від її запасів і споживання.

Левова частка світової розробки руди йде виробництво паперу, оскільки сполуки сірки сприяють отриманню целюлози. Для виробництва 1 тонни цієї сировини необхідно витратити понад 1 центнер сірки. Великі обсяги цієї речовини необхідні отримання гуми при вулканізації каучуків.

Застосування сірки у сільському господарстві та гірничохімічній галузі

Сірка як у чистому вигляді, так і у вигляді сполук широко застосовується в сільському господарстві. Вона є в мінеральних добривах та отрутохімікатах. Сірка корисна для рослин, як фосфор, калій та інші речовини, хоча основна частка внесеного до ґрунту добрива не засвоюється ними, а сприяє поглинанню фосфору.

Тому сірка додається в землю одночасно з фосфоритним борошном. Бактерії, що знаходяться в ґрунті, окислюють її та утворюють сірчану та сірчисту кислоти, які реагують з фосфоритами, утворюючи фосфорні сполуки, відмінно засвоювані рослинами.

Гірничо-хімічна промисловість є лідером серед споживачів сірки. Близько половини всього видобутого у світі ресурсу вирушає отримання сірчаної кислоти. Для виробництва однієї тонни цієї речовини необхідно витратити 3 центнери сірки. А сірчана кислота в хімічної промисловостіможна порівняти з роллю води для живого організму.

Суттєві обсяги сірки та сірчаної кислоти необхідні у виробництві вибухівки та . Очищена від усіляких добавок речовина необхідна у виробництві барвників і складів, що світяться.

Сірчані сполуки використовуються в нафтопереробній галузі промисловості. Саме вони потрібні в процесі одержання антидетонаторів, машинних масел і мастила для агрегатів надвисоких тисків, а також охолоджуючих рідинах, що прискорюють обробку металів, може входити до 18% сірки.

Сірка незамінна в гірничодобувній галузі, та у виробництві великої кількостіпродуктів харчування.

Родовищами сірки називаються місця скупчення сірчаної руди. За даними досліджень, світові поклади сірки дорівнюють 1,4 мільярдам тонн. На сьогодні родовища цих руд знайдені у різних куточкахпланети. У Росії - поблизу лівих берегів Волги і на Уралі, а ще в Туркменії. Покладів руди багато в США, а саме в Техасі та Луїзіані. Родовища кристалічної сірки знайдені, і досі розробляються в італійських регіонах Сицилія та Романьє.

Сірчані руди класифікуються за процентному змістуу яких цього компонента. Таким чином, розрізняються багаті руди із вмістом сірки – понад 25% та бідні – до 12%. Ще родовища сірки бувають:

Знаходження сірки у природі

стратиформними;
солянокупольними;
вулканогенними.

Такий різновид родовищ, як стратиформні, є найпопулярнішим. У світовому видобутку ці копальні займають 60%. Особливістю таких родовищ є їх зв'язок із сульфатно-карбонатними покладами. Руди розміщуються у сульфатних породах. Розміри сірчаних тіл можуть досягати кілька сотень метрів і володіти потужністю кілька десятків метрів.

Рудники солянокупольного типу – 35% від усієї світової розробки сірки. Їх характерні сірчані руди сірого кольору.

Частка вулканогенних копалень дорівнює 5%. Вони утворилися внаслідок вивержень вулканів. Морфологія рудних тіл у таких родовищах має пластоподібний вигляд або лінзовидну форму. У таких копальнях міститься близько 40% сірки. Поклади вулкогенного типу притаманні тихоокеанського вулканічного пояса.

Крім самородної сірки, важливим копалин, що містить сірку та її сполуки, є залізний колчедан або пірит. Більша частинасвітового видобутку колчедану посідає країни Європи. Масова часткасірчаних сполук у піриті дорівнює 80%. До лідерів з видобутку руди належать Іспанія, ПАР, Японія, Італія та Сполучені Штати Америки.

Процес видобутку

Видобуток сірки виробляється одним з можливих методів, вибір якого залежить від типу родовища. Видобуток може бути відкритим або підземним.

Відкрита розробка сірчаної руди є найпоширенішою. Спочатку процесу видобутку сірки у такий спосіб проводиться зняття суттєвого шару породного ґрунту екскаваторами. Потім виконується дроблення самої руди. Видобуті частини руди транспортуються на збагачувальні фабрики, щоб пройти процедуру очищення. Після цього сірка вирушає на виробництво, де виконується її плавлення та одержання кінцевої речовини з концентратів.

Метод підземного плавлення

Крім цього, ще може використовуватися спосіб Фраш, який заснований на підземній плавці сірки. Такий підхід доцільно застосовувати для глибоких залягань речовини. Після того, як викопне було розплавлено в шахті, виконується викачування рідкої сірки назовні. З цією метою влаштовуються спеціальні свердловини. Спосіб Фраш здійснимо, тільки завдяки легкості плавлення речовини і його відносно маленької щільності.

Метод розподілу руди на центрифугах

Його особливість полягає в одній негативною рисою: сірка, добута за допомогою центрифуги, має безліч домішок і потребує додаткового очищення. Внаслідок цього такий спосіб вважається досить витратним.

Розробка руд в окремих випадках може виконуватись такими методами:

пароводяний;
свердловинний;
фільтраційний;
екстракційний;
термічний.

Незалежно від того, яким підходом вироблятиметься видобуток із земних надр, потрібне чітке дотримання норм і правил техніки безпеки. Головна небезпекаПроцес розробки сірчаної руди полягає в тому, що в її покладах може накопичуватися отруйний і вибухонебезпечний сірководень.

Сірка (Sulfur) є елементом періодичної системи хімічних елементівта відноситься до групи халькогенів. Цей елементє активним учасником утворення багатьох кислот та солей. Водневі та кислотні сполуки містять сірку, як правило, у складі різних іонів. Велика кількість солей, до складу яких входить сірка, практично не розчиняються у воді.

Сірка у природі є досить поширеним елементом. По своєму хімічному вмістув земної кориїй присвоєно шістнадцятий номер, за знаходженням у водоймах - шостий. Вона може зустрічатися як у вільному, і у зв'язаному стані.

До найважливіших природним мінераламелемента відносяться: залізний колчедан (пірит) – FeS 2 , цинкова обманка (сфалерит) – ZnS, галеніт – PbS, кіновар – HgS, антимоніт – Sb 2 S 3 . Також шістнадцятий елемент періодичної системи є у складі нафти, природного вугілля, природних газів, і навіть сланців. Знаходження сірки у водному середовищі є сульфат-іонами. Саме її наявність у прісної водиє причиною постійної твердості. Також вона є одним з найважливіших елементівжиттєдіяльності вищих організмів, є частиною структури багатьох білків, а також концентрується у волоссі.

Таблиця 1. Властивості сірки

Характеристика	Значення
Властивості атома
Назва, символ, номер	Сірка / Sulfur (S), 16
Атомна маса (молярна маса)	[Комм. 1] а. е. м. (г/моль)
Електронна конфігурація	3s2 3p4
Радіус атома	127 пм
Хімічні властивості
Валентний радіус	102 пм
Радіус іона	30 (+6e) 184 (-2e) пм
Електронегативність	2,58 (шкала Полінга)
Електродний потенціал	0
Ступінь окислення	+6, +4, +2, +1, 0, -1, −2
Енергія іонізації (перший електрон)	999,0 (10,35) кДж/моль (еВ)
Термодинамічні властивості простої речовини
Щільність (за н. у.)	2,070 г/см³
Температура плавлення	386 К (112,85 °С)
Температура кипіння	717,824 К (444,67 °С)
Уд. теплота плавлення	1,23 кДж/моль
Уд. теплота випаровування	10,5 кДж/моль
Молярна теплоємність	22,61 Дж/(K·моль)
Молярний обсяг	15,5 см³/моль
Кристалічні грати простої речовини
Структура ґрат	орторомбічна
Параметри решітки	a=10,437 b=12,845 c=24,369 Å
Інші характеристики
Теплопровідність	(300 K) 0,27 Вт/(м·К)
Номер CAS	7704-34-9

Сірчана руда

Не можна сказати про те, що вільний стан сірки в природі є частим явищем. Самородна сірка трапляється досить рідко. Найчастіше вона є однією із складових деяких руд. Сірчаною рудою називається порода, до складу якої входить самородна сірка. Сірчані вкраплення в породах можуть утворюватися разом із супутніми породами або пізніше за них. Час їхньої освіти впливає напрям пошукових і розвідувальних робіт. Фахівці виділяють кілька теорій утворення сірки у рудах.

Теорія сингенезу. Відповідно до цієї теорії сірка і породи, що вміщають, були утворені одночасно. Місцем їх формування були мілководні басейни. Сульфати, що містяться у воді, за допомогою особливих бактерій було відновлено до сірководню. Далі відбувалося його підняття до окислювальної зони, в якій сірководень окислявся до елементарної сірки. Вона опускалася на дно, осідаючи в мулі, який через час перетворювався на руду.
Теорія епігенезу, яка стверджує, що утворення вкраплень сірки відбувалося пізніше за основні породи. Відповідно до цієї теорії вважається, що відбувалося проникнення підземних водв товщі порід, внаслідок чого води збагачувалися сульфатами. Далі дані води стикалися з родовищами нафти або газу, що призводило до відновлення іонів сульфатів за допомогою вуглеводнів до сірководню, який, піднімаючись до поверхні та окислюючись, виділяв сірку самородну в порожнечах і тріщинах порід.
Теорія метасоматозу. Ця теоріяє одним із підвидів теорії епігенезу. В даний час вона все частіше знаходить підтвердження. Її суть полягає в перетворенні гіпсу (CaSO 4 -H 2 O) та ангідриту (CaSO 4) на сірку та кальцит (СаСО 3-). Теорію запропонували двоє вчених Миропольський та Кротов ще у першій половині двадцятого століття. За кілька років було знайдено родовище Мішрак, яке підтверджувало утворення сірки саме таким шляхом. Проте, досі залишається незрозумілим сам процес перетворення гіпсу на сірку і кальцит. У зв'язку з цим теорія метасоматозу не є єдино правильною. Окрім цього, сьогодні на планеті є озера, що мають сингенетичні відкладення сірки, проте в мулі не виявлено гіпсу або ангідриту. До таких озер відноситься Сірне озеро, розташоване поблизу Сірноводська.

Отже, однозначної теорії походження сірчаних вкраплень у рудах немає. Утворення речовини багато в чому залежить від умов та явищ, що протікають у земних надрах.

Родовища сірки

Сірка видобувається у місцях локалізації сірчаної руди - родовищах. За деякими даними, світові запаси сірки становлять близько 1,4 мільярда тонн. На сьогоднішній день родовища сірки знайдені в багатьох куточках Землі - в Туркменії, США, Поволжі, поблизу лівих берегів Волги, які пролягають від Самари і т.д. Іноді смуга породи може поширюватися кілька кілометрів.

Великими сірчаними запасами славляться Техас та Луїзіана. Сірні кристали, що відрізняються своєю красою, також розташовуються в Романьє і Сицилії (Італія). Батьківщиною моноклинної сірки вважається острів Вулькано. Також покладами шістнадцятого елемента періодичної системи Менделєєва славиться Росія, зокрема Урал.

Сірчані руди класифікуються відповідно до кількості сірки, що міститься в них. Так, серед них розрізняють багаті руди (від 25% сірки) та бідні (близько 12% речовини). Сірчані родовища, у свою чергу, розподіляються за такими типами:

Стратиформні родовища (60%). Даний тип родовищ пов'язаний із сульфатно-карбонатними товщами. Рудні тіла розташовуються безпосередньо у сульфатних породах. Вони можуть досягати у розмірі сотень метрів та мати потужність у кілька десятків метрів;
Солянокупальні родовища (35%). Для даного типухарактерні сірчані поклади сірого кольору;
Вулканогенні (5%). До цього типу відносяться родовища, утворені вулканами молодої та сучасної структури. Форма рудного елемента, що залягає в них, пластоподібна або лінзовидна. Такі родовища можуть містити близько 40% сірки. Вони притаманні Тихоокеанського вулканічного пояса.

Видобуток сірки

Сірка видобувається одним із кількох можливих способів, Вибір якого залежить від умов залягання речовини. Основними є лише два - відкритий та підземний.

Відкритий спосіб видобутку сірки є найпопулярнішим. Весь процеси видобутку речовини даним способом починається зі зняття значної кількості породи екскаваторами, після чого відбувається подрібнення самої руди. Отримані рудні брили транспортуються на фабрику для подальшого збагачення, після чого отруюються на підприємство, де відбувається плавка сірки та одержання речовини з концентратів.

Крім цього, також іноді застосовується метод Фраш, який полягає у виплавці сірки ще під землею. Цей спосібдоцільно використовуватись у місцях глибокого залягання речовини. Після розплавлення під землею відбувається викачування речовини назовні. Для цього формуються свердловини, які є основним інструментом викачування розплавленої речовини. Метод заснований на легкості плавлення елемента та невеликій його щільності.

Існує також спосіб поділу на центрифугах. Однак він відрізняється своїм одним великим недоліком, заснованим на тому, що сірка, отримана за допомогою такого методу, має багато домішок і вимагає додаткового очищення. В результаті метод вважається досить витратним.

Крім зазначених методів, видобуток сірки в окремих випадках може також проводитися:

свердловинним методом;
пароводяним методом;
фільтраційним методом;
термічним методом;
екстракційним методом.

Варто зазначити, що незалежно від методу, який використовується під час вилучення речовини із земних надр, необхідно особливу увагуприділяти техніці безпеки. Це пов'язано з присутністю разом із покладами сірки сірководню, який є отруйним для людини і здатний спалахувати.

Сірчані руди видобувають різними способами- Залежно від умов залягання. Але в будь-якому випадку доводиться приділяти багато уваги техніці безпеки. Покладам сірки майже завжди супроводжують скупчення отруйних газів - сполук сірки. До того ж не можна забувати про можливість її самозаймання.

Видобуток руди у відкритий спосіб відбувається так. Крокуючі екскаватори знімають пласти порід, під якими залягає руда. Вибухами рудний пласт дроблять, після чого брили руди відправляють на збагачувальну фабрику, а звідти - на сіркоплавильний завод, де з концентрату витягують сірку. Методи вилучення різні. Про деяких із них буде розказано нижче. А тут доречно коротко описати свердловинний метод видобутку сірки з-під землі, що дозволило Сполученим Штатам Америки та Мексиці стати найбільшими постачальниками сірки.

Наприкінці минулого століття на півдні Сполучених Штатів було відкрито найбагатші родовища сірчаної руди. Але підступитися до пластів було непросто: у шахти (а саме шахтним способом передбачалося розробляти родовище) просочувався сірководень і перегороджував доступ до сірки. Крім того, пробитися до сіроносних пластів заважали піщані плавуни. Вихід знайшов хімік Герман Фраш, який запропонував плавити сірку під землею і через свердловини, подібні до нафтових, викачувати її на поверхню. Порівняно невисока (менше 120 ° C) температура плавлення сірки підтверджувала реальність ідеї Фраш. У 1890 р. почалися випробування, які призвели до успіху.

У принципі встановлення Фраш дуже нескладна: труба в трубі. У простір між трубами подається перегріта вода і йде у пласт. А по внутрішній трубі, що обігрівається з усіх боків, піднімається розплавлена сірка. Сучасний варіантустановки Фраша доповнено третьою - найвужчою трубою. Через неї в свердловину подається стиснене повітря, яке допомагає підняти розплавлену сірку на поверхню. Одна з основних переваг методу Фраша - у тому, що він дозволяє вже на першій стадії видобутку отримати порівняно чисту сірку. При створенні багатих руд цей метод дуже ефективний.

Раніше вважалося, що метод підземної виплавки сірки застосовується лише в специфічних умовах «соляних куполів» тихоокеанського узбережжя США та Мексики. Проте досліди, проведені у Польщі та СРСР, спростували цю думку. У Польщі цим методом уже видобувають велика кількістьсірки: в 1968 р. пущені перші сірчані свердловини та в СРСР.

А руду, отриману в кар'єрах та шахтах, доводиться переробляти (часто з попереднім збагаченням), використовуючи при цьому різні технологічні прийоми.

Відомо кілька методів отримання сірки із сірчаних руд: пароводяні, фільтраційні, термічні, центрифугальні та екстракційні.

Термічні методи вилучення сірки – найстаріші. Ще у XVIII ст. у Неаполітанському королівстві виплавляли сірку в купах – «сольфатарах». Досі в Італії виплавляють сірку у примітивних печах – «калькаронах». Тепло, необхідне виплавлення сірки з руди, одержують, спалюючи частину здобутої сірки. Процес цей малоефективний, втрати сягають 45%.

Італія стала батьківщиною та пароводяних методів вилучення сірки з руд. У 1859 році Джузеппе Джілль отримав патент на свій апарат - попередник нинішніх автоклавів. Автоклавний метод (значно удосконалений, звичайно) використовується і зараз у багатьох країнах.

В автоклавному процесі збагачений концентрат сірчаної руди, що містить до 80% сірки, у вигляді рідкої пульпи з реагентами насосами подається в автоклав. Туди ж під тиском подається водяна пара. Пульпа нагрівається до 130 °C. Сірка, що міститься в концентраті, плавиться і відокремлюється від породи. Після недовгого відстою виплавлена сірка зливається. Потім з автоклава випускаються "хвости" - завись порожньої породи у воді. Хвости містять досить багато сірки і знову надходять на збагачувальну фабрику.

У Росії її автоклавний метод був вперше застосований інженером К.Г. Паткановим у 1896 р.

Сучасні автоклави – це величезні апарати заввишки з чотириповерховий будинок. Такі автоклави встановлені, зокрема, на сіркоплавильному заводі Роздольського гірничо-хімічного комбінату на Прикарпатті.

На деяких виробництвах, наприклад, на великому сірчаному комбінаті в Тарнобжегу (Польща), порожню породу відокремлюють від розплавленої сірки на спеціальних фільтрах. Метод поділу сірки та порожньої породи на центрифугах розроблений у нашій країні. Словом, «руду золоту (точніше – золотисту) відокремлювати від порожньої породи» можна по-різному.

У Останнім часомУсе більшу увагуприділяється свердловинним геотехнологічним способам видобутку сірки. На Язовському родовищі на Прикарпатті сірку – класичний діелектрик плавлять під землею струмами високої частоти та викачують на поверхню через свердловини, як у методі Фраша. Вчені Інституту гірничо-хімічної сировини запропонували спосіб підземної газифікації сірки. За цим способом сірку підпалюють у пласті, а на поверхню викачують сірчистий газ, який йде на виробництво сірчаної кислоти та інших корисних продуктів.

По-різному і задовольняють свої потреби у сірці різні країни. Мексика та США використовують переважно метод Фраша. Італія, що займає з видобутку сірки третє місце серед капіталістичних держав, продовжує видобувати та переробляти ( різними методами) сірчані руди сицилійських родовищ та провінції Марке. Японія має значні запаси сірки вулканічного походження. Франція та Канада, які не мають самородної сірки, розвинули велике виробництво її з газів. Немає власних сірчаних родовищ і в Англії та ФРН. Свої потреби в сірчаній кислоті вони покривають за рахунок переробки сировини, що містить сировину (переважно піриту), а елементарну сірку імпортують з інших країн.

Радянський Союз та соціалістичні країни повністю задовольняють свої потреби завдяки власним джерелам сировини. Після відкриття та освоєння багатих Прикарпатських родовищ СРСР та Польща значно збільшили виробництво сірки. Ця галузь промисловості продовжує розвиватись. У Останніми рокамипобудовано нові великі підприємства в Україні, реконструйовано старі комбінати на Волзі та в Туркменії, розширено виробництво сірки з природного газу та газів, що відходять.