Lưu huỳnh được sử dụng ở dạng nguyên chất ở đâu? Lưu huỳnh màu vàng tinh khiết

Ở phía đông của đảo Java, thuộc Indonesia, có một nơi có vẻ đẹp đáng kinh ngạc, nhưng có tính chất rất nguy hiểm - núi lửa Kawah Ijen. Núi lửa nằm ở độ cao khoảng 2400 mét so với mực nước biển, đường kính miệng núi lửa là 175 mét và độ sâu là 212 mét. Trong miệng nó có lẽ có một cái hồ kỳ lạ và đáng sợ nhất có màu ngọc lục bảo tuyệt đẹp, trong đó chỉ có Kẻ hủy diệt mới dám bơi, vì thay vì có nước trong đó axit sulfuric. Hay đúng hơn là hỗn hợp lưu huỳnh và của axit clohiđric khối lượng 40 triệu tấn.

Nhiếp ảnh gia nổi tiếng người Pháp Olivier Grunewald gần đây đã thực hiện một số chuyến đi đến các mỏ lưu huỳnh trong miệng núi lửa Kawaha Ijen ở Đông Java, Indonesia. Ở đó, bằng cách sử dụng thiết bị đặc biệt, anh đã chụp được những bức ảnh ngoạn mục, siêu thực về nơi này dưới ánh trăng, được chiếu sáng bởi những ngọn đuốc và ngọn lửa xanh của lưu huỳnh nóng chảy đang cháy.

Đi xuống miệng núi lửa Kawaha Ijen, nơi có một hồ chứa axit sulfuric rộng một km. Lưu huỳnh được khai thác trên bờ của nó

Mỗi lít thứ bùn chết người này chứa thêm 5 gam nhôm nóng chảy. Tổng cộng, theo ước tính sơ bộ, hồ chứa hơn 200 tấn nhôm. Trên mặt hồ, nhiệt độ dao động khoảng 60 độ, còn dưới đáy là 200!

Khí axit và hơi nước thoát ra từ lưu huỳnh màu vàng nhạt

Để mọi người có thể tưởng tượng được mối nguy hiểm mà hồ gây ra cho cuộc sống của họ, một thí nghiệm đã được tiến hành. Một tấm nhôm được hạ xuống hồ trong 20 phút; ngay khi ngâm nó, nó bắt đầu nổi đầy bong bóng, và sau thời gian đó, tấm nhôm trở nên mỏng như một mảnh vải.

Một công nhân đập vỡ một mảnh lưu huỳnh rắn. Sau đó lưu huỳnh được đưa đến trạm cân.

Tuy nhiên, bản thân hồ và miệng núi lửa Kawah Ijen không được sử dụng để thu hút khách du lịch mà để khai thác lưu huỳnh trong điều kiện rất bất lợi cho con người. Và có vô số lượng lưu huỳnh trong miệng núi lửa này, nhưng vì đây vẫn là Đông Nam Á nên lao động thủ công hoàn toàn được sử dụng.

Đêm. Một người thợ mỏ cầm đuốc đứng bên trong miệng núi lửa Ijen Kawaha, nhìn dòng lưu huỳnh lỏng phát sáng màu xanh kỳ lạ.

Công nhân – cư dân địa phương Không có quần áo bảo hộ hay mặt nạ phòng độc, hít phải mùi lưu huỳnh thậm chí còn kinh tởm, họ khai thác các mảnh lưu huỳnh cả ngày lẫn đêm, chỉ sử dụng bàn tay không được bảo vệ và một chiếc khăn quàng cổ buộc trên mặt để bảo vệ miệng và mũi.

Những người thợ mỏ làm việc ở đây trong điều kiện khắc nghiệt khi khai thác lưu huỳnh. Nhiếp ảnh gia Olivier Grunewald mô tả mùi hôi ở đây thật khó chịu, cần phải đeo mặt nạ hoặc mặt nạ phòng độc để đảm bảo an toàn. Một số thợ mỏ đeo chúng, số còn lại làm việc mà không có chúng.

Thợ mỏ dùng xà beng để đập vỡ lưu huỳnh:

Một công nhân bỏ những mảnh lưu huỳnh vào giỏ để mang ra khỏi núi lửa:

Bạn có nghĩ rằng tất cả điều này được vẽ? Xem video:

Bạn có tin điều đó không?

Những hình dạng kỳ lạ này được hình thành từ dòng lưu huỳnh lỏng bên trong miệng núi lửa Kawaha Ijen. Khi lưu huỳnh nóng chảy sẽ có màu đỏ như máu. Khi nguội đi nó càng trở nên vàng hơn

Lưu huỳnh nóng chảy nhỏ giọt từ ống gốm làm ngưng tụ khí lưu huỳnh từ núi lửa thành chất lỏng. Sau đó nó nguội đi, cứng lại và công nhân khai thác nó

Người thợ mỏ đã đến đích cùng với hàng hóa của mình. Những người thợ mỏ thực hiện hai hoặc ba chuyến đi tìm lưu huỳnh mỗi ngày, nhận được lao động nặng nhọc khoảng 13 USD mỗi ca

Cơ chế xử lý lưu huỳnh ban đầu, trong đó các mảnh lớn được chia thành các mảnh nhỏ hơn

Sau đó, những mảnh lưu huỳnh được đặt trên lửa và nó lại tan chảy

Lưu huỳnh nóng chảy được đổ vào thùng chứa

Giai đoạn cuối cùng của quá trình này là phân phối lưu huỳnh lỏng trên các tấm làm mát. Sau khi nguội và biến thành các tấm lưu huỳnh, chúng được gửi đến các nhà máy lưu hóa cao su địa phương và các cơ sở công nghiệp khác.

Nhiếp ảnh gia Olivier Grunewald: “Cảm giác như bạn đang ở một hành tinh khác.” Grunewald bị mất một máy ảnh và hai ống kính trong điều kiện khắc nghiệt của miệng núi lửa. Khi quay xong, anh ném tất cả đồ đạc của mình vào thùng rác: mùi lưu huỳnh nồng nặc đến mức không thể loại bỏ được.

Và bây giờ là báo cáo hàng ngày từ mỏ này:

Một thợ mỏ Indonesia vận chuyển lưu huỳnh từ Ijen vào ngày 24 tháng 5 năm 2009 gần Banyuwangi, Đông Java, Indonesia.

Một hồ chứa đầy axit bên trong miệng núi lửa Ijen sâu 200 mét và rộng một km. Ảnh chụp ngày 24 tháng 5 năm 2009 tại Đông Java, Indonesia. Hồ chứa đầy dung dịch axit sulfuric và A-xít clohidricở nhiệt độ 33 độ C.

Một công nhân sửa chữa các đường ống có chứa khí sulfur dioxide ngưng tụ. Khu phức hợp núi lửa Ijen ngày 24 tháng 5 năm 2009 ở vùng lân cận Banyuwangi, Đông Java, Indonesia.

Một thợ mỏ chiết xuất lưu huỳnh từ một đường ống tại miệng núi lửa Ijen ngày 24 tháng 5 năm 2009 ở Đông Java, Indonesia. Lưu huỳnh nóng chảy chảy ra khỏi đường ống có màu đỏ đậm, khi nguội, nó dần chuyển sang màu vàng và cứng lại.

Các công nhân đang sửa chữa các đường ống chứa khí sulfur dioxide ngưng tụ. Khu phức hợp núi lửa Ijen ngày 24 tháng 5 năm 2009 ở vùng lân cận Banyuwangi, Đông Java, Indonesia.

Một thợ mỏ chiết xuất lưu huỳnh từ một đường ống gần miệng núi lửa Ijen vào ngày 24 tháng 5 năm 2009 ở Đông Java, Indonesia.

Trong bức ảnh này chụp qua một đoạn ống gốm thay thế, các công nhân đang sửa chữa một ống ngưng tụ lưu huỳnh lớn. Khu phức hợp núi lửa Ijen ngày 24 tháng 5 năm 2009 ở vùng lân cận Banyuwangi, Đông Java, Indonesia.

Một mảnh lưu huỳnh được chiết xuất từ núi lửa Ijen. Ảnh chụp ngày 24 tháng 5 năm 2009, Đông Java, Indonesia.

Một thợ mỏ chiết xuất lưu huỳnh từ một đường ống tại miệng núi lửa Ijen vào ngày 24 tháng 5 năm 2009 ở Đông Java, Indonesia.

Những chiếc giỏ chất đầy màu xám, sẵn sàng được khiêng lên vách núi lửa dốc rồi đến trạm cân. Ngày 24 tháng 5 năm 2009.

Một thợ mỏ tiếp cận đỉnh của miệng núi lửa dọc theo con đường mòn dẫn đến núi lửa Kawah Ijen vào ngày 25 tháng 5 năm 2009 ở Đông Java, Indonesia.

Bức ảnh cho thấy tải trọng nặng đến mức nào - trọng lượng của nó có thể lên tới 70 kg - điều này thể hiện rõ ở làn da và cơ bắp bị nén của người thợ mỏ mang lưu huỳnh đến trạm cân vào ngày 25 tháng 5 năm 2009.

Một thợ mỏ có vết loét và vết sẹo do mang lưu huỳnh từ núi lửa Ijen, ngày 24 tháng 5 năm 2009 ở Đông Java, Indonesia.

Người thợ mỏ đến trạm cân và treo tải lưu huỳnh của mình lên cân. Ngày 25 tháng 5 năm 2009 tại Đông Java, Indonesia.

Người thợ mỏ nghỉ ngơi tại trại căn cứ, được gọi là "Trại Sulfutara". Ngày 24 tháng 5 năm 2009 tại Indonesia.

Và các ngành công nghiệp khác.

Ở Nga, họ có thể chiết xuất “lưu huỳnh dễ cháy” từ các nguồn hydro sunfua ở một số nơi. Lãnh thổ phía Bắc. Vào giữa thế kỷ 17, tiền gửi được phát hiện ở vùng Samara và Kazan Volga lưu huỳnh tự nhiên. nó đã được thực hiện với số lượng nhỏ kể từ thời Peter I. Đến đầu thế kỷ 20. việc sản xuất nó đã ngừng và kể từ năm 1911, Nga đã nhập khẩu lưu huỳnh từ các nước khác. Năm 1913, 26 nghìn tấn lưu huỳnh đã được nhập khẩu vào nước này.

Khoảng 50% tổng trữ lượng có thể được phát triển phương pháp mở tiếp theo là làm giàu và nấu chảy lưu huỳnh từ chất cô đặc. Dự trữ còn lại phù hợp để khai thác bằng phương pháp PVA. Các lĩnh vực phát triển: Yazovskoye, Nemirovskoye, Rozdolskoye, Podorozhnenskoye, Zagaypolskoye ở vùng Ciscarpathian, Vodinskoye ở vùng Trung Volga, Gaurdakskoye ở Trung Á. Các doanh nghiệp chế biến lưu huỳnh tự nhiên lớn nhất là hiệp hội sản xuất Rozdolsk và Yavorovsk và nhà máy lưu huỳnh Gaurdak.

Lưu huỳnh tự nhiên thu được bằng phương pháp kết hợp (nồi hấp hoặc không dùng thuốc thử) bằng cách nấu chảy nó từ quặng lưu huỳnh cô đặc. Tại khai thác mởĐề án công nghệ làm giàu quặng lưu huỳnh bao gồm: nghiền mịn trong môi trường nước và tuyển nổi (để biết chi tiết xem Lưu huỳnh tự nhiên). Tổng lượng thu hồi lưu huỳnh bằng phương pháp kết hợp là 82-86%. Hệ số khai thác lưu huỳnh từ quá trình nấu chảy dưới lòng đất là 40%. Độ sâu phát triển là từ 120 đến 600 m, đôi khi nhiều hơn.

Lưu huỳnh khí công nghiệp thu được từ hydro sunfua và lưu huỳnh đioxit trong quá trình tinh chế khí tự nhiên và khí liên quan, khí từ ngành công nghiệp lọc dầu và luyện kim màu. Hydro sunfua được tách ra khỏi khí phương pháp hấp thụ. Lưu huỳnh thu được từ khí (từ sulfur dioxide, v.v.) bằng cách khử nó bằng than, v.v. Có nhiều phương án và phương thức công nghệ, hiệu quả của chúng phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng các hợp chất chứa lưu huỳnh trong nguyên liệu thô chế biến.

Lưu huỳnh liên kết thu được từ các loại khí và các loại khí này chứa tới 27%.

Các loại sản phẩm chính thu được từ lưu huỳnh tự nhiên và khí là lưu huỳnh cục và lưu huỳnh lỏng. GOST 127-76 "Lưu huỳnh kỹ thuật" cũng quy định việc sản xuất lưu huỳnh dạng hạt, nghiền và dạng mảnh. GOST quy định xác định việc sản xuất 4 loại lưu huỳnh tự nhiên (hàm lượng lưu huỳnh từ 99,2 đến 99,95%) và 3 loại lưu huỳnh khí (từ 99 đến 99,98%). Đối với mỗi giống, định mức về phần khối lượng được thiết lập tạp chất khác nhau(%): tro 0,05-0,4, axit 0,002-0,002, chất hữu cơ 0,01-0,5, độ ẩm 0,1-1, asen lên tới 0,005, v.v.

Ngành công nghiệp sản xuất lưu huỳnh tự nhiên được quản lý bởi Hiệp hội toàn liên minh "Soyuzsera". Hiệp hội này phụ trách Viện công nghiệp VNIPIser, Hiệp hội sản xuất Rozdolsk và Yavorovsk, cũng như các nhà máy lưu huỳnh Gaurdak và Kuibyshev. Các doanh nghiệp sản xuất lưu huỳnh liên quan chủ yếu trực thuộc các Bộ khí đốt, công nghiệp lọc dầu và luyện kim màu.

Ở các nước xã hội chủ nghĩa công nghiệp lưu huỳnhđược phát triển và (để biết thêm chi tiết, hãy xem phần “Khai thác” trong các bài viết về các quốc gia này).

Việc khai thác và sản xuất lưu huỳnh được thực hiện ở khoảng 60 nước công nghiệp tư bản và các quốc gia phát triểnỒ. Cho đến đầu những năm 50. Thế kỷ 20 nó được lấy từ quặng bản địa, từ pyrit là quặng chính và từ quặng kim loại lưu huỳnh làm sản phẩm phụ. Vào những năm 50-60. Công nghệ thu được lưu huỳnh trong quá trình thanh lọc rất phổ biến khí tự nhiên. Công nghệ tương tự bắt đầu được sử dụng trong lọc dầu, dẫn đến sự gia tăng đáng kể quy mô khai thác lưu huỳnh từ khí trong quá trình nứt dầu. Sản phẩm chính là lưu huỳnh nguyên tố. Các nhà sản xuất lưu huỳnh hàng đầu là các quốc gia tiến hành sản xuất dầu và khí tự nhiên quy mô lớn hoặc có trữ lượng lưu huỳnh tự nhiên lớn, được khai thác, tùy thuộc vào điều kiện xuất hiện, bằng phương pháp lộ thiên hoặc lỗ khoan. Quặng cấp thấp được làm giàu trước. Để chiết xuất lưu huỳnh từ quặng giàu và tinh quặng, một phương pháp kết hợp được sử dụng trong công nghiệp. Đối với quặng giàu lưu huỳnh ở vùng sâu, người ta sử dụng phương pháp nấu chảy dưới lòng đất.

Trong số các nước tư bản công nghiệp hóa và các nước đang phát triển, phần lớn tiền gửi lớn lưu huỳnh tự nhiên có trong , . Tổng sản lượng lưu huỳnh các loại ở các nước này năm 1986 vượt quá 36,7 triệu tấn, với phần lớn tổng sản lượng diễn ra ở các nước tư bản công nghiệp hóa (bảng).

Khoảng 51% tổng lượng lưu huỳnh được sản xuất ở Mỹ và Tại Hoa Kỳ, sản lượng lưu huỳnh năm 1986 lên tới khoảng 12 triệu tấn, trong đó khoảng 5,8 triệu tấn là lưu huỳnh khử nguyên tố thu được từ quá trình lọc dầu, từ khí đốt tự nhiên và than cốc, 4 triệu tấn là lưu huỳnh tự nhiên được chiết xuất bằng phương pháp giếng, và 1,1 triệu tấn - lưu huỳnh chứa trong axit sunfuric thu được dưới dạng sản phẩm phụ trong quá trình luyện kim kim loại màu, cũng như trong pyrit, sulfur dioxide và hydro sunfua.

Ở Canada, lưu huỳnh thu được chủ yếu từ quá trình lọc khí tự nhiên và nứt dầu (87%), cũng như từ tinh quặng pyrit, v.v.

Nhật Bản đứng thứ ba về sản xuất lưu huỳnh: 2,5 triệu tấn vào năm 1986, trong đó khoảng 1,2 triệu tấn là sản phẩm phụ của quá trình luyện kim, 1 triệu tấn từ quá trình lọc khí tự nhiên và cracking dầu, và 0,2 triệu tấn từ .

Sản lượng lưu huỳnh tự nhiên ở các nước tư bản công nghiệp hóa và các nước đang phát triển năm 1986 lên tới 6,2 triệu tấn; kể từ đầu những năm 80. trình độ sản xuất không ngừng suy giảm. Nó được khai thác chủ yếu ở Mỹ, Mexico, Iraq và Chile.

Pyrit là một dạng hóa thạch quan trọng của nguyên liệu thô chứa lưu huỳnh, việc khai thác nó, giống như lưu huỳnh tự nhiên, có xu hướng giảm. Năm 1985, sản lượng pyrit trên thế giới (không bao gồm các nước xã hội chủ nghĩa) lên tới 4,2 triệu lưu huỳnh, phần lớn sản lượng diễn ra ở các nước Tây Âu. Các nhà sản xuất chính là (30% tổng sản lượng), Mỹ, Ý.

Các nhà xuất khẩu lưu huỳnh chính là Canada, Mỹ, Mexico và Pháp, nhưng sự cạnh tranh từ các nước sản xuất dầu ở Cận Đông và Trung Đông đang gia tăng. Trên 1/2 lượng xuất khẩu của các nước tư bản công nghiệp và đang phát triển là lưu huỳnh dạng hạt (nhà cung cấp chính là Canada), khoảng 35% là dạng lỏng (Canada và Mexico), còn lại là lưu huỳnh dạng cục.

Lưu huỳnh là một trong những nguyên tố có trong bảng tuần hoàn. Chất này được phân loại vào nhóm 16, thuộc giai đoạn thứ ba. Số nguyên tử lưu huỳnh – 16. Trong tự nhiên nó có thể được tìm thấy ở cả thể tinh khiết, và hỗn hợp. TRONG công thức hóa học lưu huỳnh được chỉ định chữ cái Latinh S. Nó là một nguyên tố trong nhiều protein và có một số lượng lớn tính chất vật lý và hóa học, làm cho nó có nhu cầu.

Tính chất vật lý và hóa học của lưu huỳnh

Nền tảng tính chất vật lý lưu huỳnh:

Thành phần tinh thể rắn (dạng hình thoi có màu vàng nhạt và dạng đơn tà, được phân biệt bằng màu vàng mật ong).
Màu sắc thay đổi khi nhiệt độ tăng từ 100°C.
Nhiệt độ tại đó một nguyên tố trở thành chất lỏng trạng thái tập hợp– 300°С.
Có độ dẫn nhiệt thấp.
Không hòa tan trong nước.
Dễ dàng hòa tan trong amoniac đậm đặc và carbon disulfide.

Nền tảng tính chất hóa học lưu huỳnh:

Nó là một tác nhân oxy hóa cho kim loại và tạo thành sunfua.
Tích cực tương tác với hydro ở nhiệt độ lên tới 200°C.
Tạo thành oxit khi tương tác với oxy ở nhiệt độ lên tới 280°C.
Tương tác tốt với phốt pho, carbon như một tác nhân oxy hóa, cũng như với flo và các chất khác chất phức tạpđóng vai trò là chất khử.

Lưu huỳnh có thể được tìm thấy ở đâu trong tự nhiên?

Lưu huỳnh tự nhiên với khối lượng lớn thường không được tìm thấy trong tự nhiên. Theo quy định, nó được tìm thấy trong một số loại quặng nhất định. Đá có tinh thể lưu huỳnh tinh khiết được gọi là quặng gắn cờ lưu huỳnh.

Định hướng tiếp theo của công việc thăm dò và thăm dò trực tiếp phụ thuộc vào cách các thể vùi này được hình thành trong đá. Nhưng nhân loại vẫn chưa tìm được câu trả lời rõ ràng cho câu hỏi này.

Có nhiều giả thuyết khác nhau về nguồn gốc của lưu huỳnh tự nhiên trong đá, nhưng chưa có giả thuyết nào được chứng minh đầy đủ vì sự hình thành nguyên tố này khá phức tạp. Các phiên bản hoạt động của sự hình thành quặng lưu huỳnh bao gồm:

thuyết tổng hợp: nguồn gốc đồng thời của lưu huỳnh với đá chủ;
thuyết biểu sinh: lưu huỳnh hình thành muộn hơn đá cơ bản;
lý thuyết về biến chất: một trong những tiểu loại của lý thuyết biểu sinh, bao gồm việc chuyển đổi thạch cao và anhydrit thành lưu huỳnh.

Phạm vi ứng dụng

Lưu huỳnh được dùng để làm Vật liệu khác nhau, trong đó:

giấy và diêm;
sơn và vải;
thuốc và mỹ phẩm;
cao su và nhựa;
hỗn hợp dễ cháy;
phân bón;
chất nổ và chất độc.

Để sản xuất một chiếc ô tô, bạn cần tiêu tốn 14 kg chất này. Nhờ đó phạm vi rộngứng dụng lưu huỳnh, chúng ta có thể nói một cách an toàn rằng tiềm năng sản xuất của nhà nước phụ thuộc vào trữ lượng và mức tiêu thụ của nó.

Phần lớn sản lượng quặng trên thế giới được dành cho sản xuất giấy, vì các hợp chất lưu huỳnh góp phần sản xuất xenlulô. Để sản xuất 1 tấn nguyên liệu thô này phải tiêu tốn hơn 1 cent lưu huỳnh. Khối lượng lớn chất này là cần thiết để thu được cao su trong quá trình lưu hóa cao su.

Ứng dụng lưu huỳnh trong nông nghiệp và công nghiệp hóa chất khai khoáng

Lưu huỳnh, cả ở dạng tinh khiết và ở dạng hợp chất, được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp. Nó được tìm thấy trong phân khoáng và thuốc trừ sâu. Lưu huỳnh rất hữu ích cho cây trồng, như phốt pho, kali và các chất khác, mặc dù phần lớn phân bón bón vào đất không được chúng hấp thụ mà góp phần hấp thụ phốt pho.

Vì vậy, lưu huỳnh được đưa vào lòng đất cùng lúc với đá phốt phát. Vi khuẩn trong đất oxy hóa nó và tạo thành axit sunfuric và lưu huỳnh, phản ứng với phốt pho, tạo thành hợp chất phốt pho, được cây trồng hấp thụ tốt.

Ngành công nghiệp khai thác mỏ và hóa chất là ngành dẫn đầu trong số những người tiêu dùng lưu huỳnh. Khoảng một nửa số tài nguyên được khai thác trên thế giới được sử dụng để sản xuất axit sulfuric. Để sản xuất được 1 tấn chất này phải tốn 3 tạ lưu huỳnh. Và axit sunfuric trong công nghiệp hóa chất sánh vai trò của nước đối với cơ thể sống.

Cần một khối lượng đáng kể lưu huỳnh và axit sunfuric để sản xuất chất nổ và Chất này đã được tinh chế từ tất cả các chất phụ gia, cần thiết trong quá trình sản xuất thuốc nhuộm và hợp chất phát sáng.

Các hợp chất lưu huỳnh được sử dụng trong ngành lọc dầu. Chúng chính xác là những gì cần thiết trong quá trình sản xuất chất chống kích nổ, dầu máy và chất bôi trơn cho các thiết bị áp suất cực cao, cũng như trong chất làm mát giúp tăng tốc quá trình xử lý kim loại, có thể chứa tới 18% lưu huỳnh.

Lưu huỳnh không thể thiếu trong công nghiệp khai khoáng và sản xuất số lượng lớn sản phẩm thực phẩm.

Các mỏ lưu huỳnh là nơi tích tụ quặng lưu huỳnh. Theo số liệu nghiên cứu, trữ lượng lưu huỳnh trên thế giới tương đương 1,4 tỷ tấn. Ngày nay, các mỏ quặng này đã được tìm thấy ở góc khác nhau những hành tinh. Ở Nga - gần bờ trái sông Volga và Urals, cũng như ở Turkmenistan. Có nhiều mỏ quặng ở Mỹ, cụ thể là ở Texas và Louisiana. Các mỏ lưu huỳnh kết tinh đã được tìm thấy và vẫn đang được phát triển ở các vùng Sicily và Romagna của Ý.

Quặng lưu huỳnh được phân loại theo phần trăm họ có thành phần này. Do đó, có sự phân biệt giữa quặng giàu có hàm lượng lưu huỳnh trên 25% và quặng nghèo lên tới 12%. Ngoài ra còn có các mỏ lưu huỳnh:

Tìm thấy lưu huỳnh trong tự nhiên

phân tầng;
vòm muối;
núi lửa.

Loại tiền gửi này, phân tầng, là phổ biến nhất. Những mỏ này chiếm 60% sản lượng toàn cầu. Một tính năng đặc biệt của các trầm tích như vậy là mối liên hệ của chúng với các trầm tích sunfat-cacbonat. Quặng nằm trong đá sunfat. Kích thước của các khối lưu huỳnh có thể đạt tới vài trăm mét và có độ dày vài chục mét.

Các mỏ dạng vòm muối chiếm 35% tổng sản lượng lưu huỳnh trên thế giới. Chúng được đặc trưng bởi quặng lưu huỳnh màu xám.

Tỷ lệ của các mỏ núi lửa là 5%. Chúng được hình thành do kết quả của các vụ phun trào núi lửa. Hình thái của các thân quặng trong các mỏ như vậy có dạng dạng tấm hoặc hình thấu kính. Những mỏ như vậy chứa khoảng 40% lưu huỳnh. Trầm tích núi lửa là đặc trưng của vành đai núi lửa Thái Bình Dương.

Ngoài lưu huỳnh tự nhiên, một khoáng chất quan trọng có chứa lưu huỳnh và các hợp chất của nó là pyrit sắt hoặc pyrit. Hầu hết sản lượng pyrit thế giới rơi vào các nước châu Âu. Phần khối lượng hợp chất lưu huỳnh trong pyrit là 80%. Các quốc gia dẫn đầu về sản xuất quặng bao gồm Tây Ban Nha, Nam Phi, Nhật Bản, Ý và Hoa Kỳ.

Quá trình khai thác

Việc khai thác lưu huỳnh được thực hiện bởi một trong phương pháp có thể, việc lựa chọn tùy thuộc vào loại tiền gửi. Khai thác có thể là lộ thiên hoặc dưới lòng đất.

Khai thác quặng lưu huỳnh lộ thiên là phổ biến nhất. Khi bắt đầu quá trình khai thác lưu huỳnh bằng phương pháp này, một lớp đất đá đáng kể sẽ được loại bỏ bằng máy xúc. Sau đó quặng được nghiền nát. Các mảnh quặng được khai thác được vận chuyển đến các nhà máy chế biến để trải qua quá trình tinh chế. Sau đó, lưu huỳnh được đưa vào sản xuất, tại đó nó được nấu chảy và chất cuối cùng thu được từ chất cô đặc.

Phương pháp nấu chảy ngầm

Ngoài ra, phương pháp Frasch dựa trên quá trình nấu chảy lưu huỳnh dưới lòng đất cũng có thể được sử dụng. Cách tiếp cận này được khuyến khích sử dụng cho các trầm tích sâu của vật chất. Sau khi hóa thạch tan chảy trong mỏ, lưu huỳnh lỏng được bơm ra ngoài. Với mục đích này, các giếng đặc biệt được lắp đặt. Phương pháp Frasch chỉ khả thi do chất này dễ nóng chảy và mật độ tương đối thấp.

Phương pháp tách quặng bằng máy ly tâm

Điểm đặc biệt của nó nằm ở một đặc điểm tiêu cực: lưu huỳnh chiết xuất bằng máy ly tâm có nhiều tạp chất và cần phải tinh chế thêm. Kết quả là, phương pháp này được coi là khá tốn kém.

Khai thác quặng trong một số trường hợp có thể được thực hiện bằng các phương pháp sau:

hơi nước;
lỗ khoan;
lọc;
khai thác;
nhiệt.

Bất kể phương pháp nào sẽ được sử dụng để khai thác từ lòng trái đất, việc tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn và quy định an toàn là bắt buộc. Mối nguy hiểm chính Quá trình phát triển quặng lưu huỳnh là hydro sunfua độc hại và dễ nổ có thể tích tụ trong các mỏ của nó.

Lưu huỳnh là nguyên tố bảng tuần hoàn nguyên tố hóa học và thuộc nhóm chalcogen. Vật phẩm này là người tham gia tích cực vào việc hình thành nhiều axit và muối. Các hợp chất hydro và axit có chứa lưu huỳnh, thường là một phần của các ion khác nhau. Một số lượng lớn muối, trong đó có lưu huỳnh, thực tế không tan trong nước.

Lưu huỳnh là một nguyên tố khá phổ biến trong tự nhiên. Theo cach riêng của tôi hàm lượng hóa học V. vỏ trái đất nó được gán số mười sáu, và dựa trên sự hiện diện của nó trong các vùng nước - số sáu. Nó có thể xảy ra ở cả trạng thái tự do và trạng thái ràng buộc.

Đến điều quan trọng nhất khoáng sản tự nhiên các nguyên tố gồm: pyrit sắt (pyrit) - FeS 2, kẽm blende (sphalerit) - ZnS, galena - PbS, chu sa - HgS, stibnite - Sb 2 S 3. Ngoài ra, nguyên tố thứ mười sáu của bảng tuần hoàn được tìm thấy trong dầu, than tự nhiên, khí tự nhiên và đá phiến. Sự hiện diện của lưu huỳnh trong môi trường nước được thể hiện bằng các ion sunfat. Đó là sự hiện diện của nó trong nước ngọt gây cứng khớp vĩnh viễn. Cô ấy cũng là một trong yếu tố cần thiết hoạt động quan trọng của các sinh vật bậc cao, là một phần trong cấu trúc của nhiều protein và cũng tập trung ở tóc.

Bảng 1. Tính chất của lưu huỳnh

đặc trưng	Nghĩa
Tính chất của nguyên tử
Tên, ký hiệu, số	Lưu huỳnh/Lưu huỳnh (S), 16
Khối lượng nguyên tử (khối lượng mol)	[comm. 1] a. e.m. (g/mol)
Cấu hình điện tử	3s2 3p4
Bán kính nguyên tử	127 giờ chiều
Tính chất hóa học
Bán kính hóa trị	102 giờ tối
Bán kính ion	30 (+6e) 184 (-2e) chiều
độ âm điện	2,58 (thang Pauling)
Thế điện cực	0
Trạng thái oxy hóa	+6, +4, +2, +1, 0, -1, −2
Năng lượng ion hóa (electron thứ nhất)	999,0 (10,35) kJ/mol (eV)
Tính chất nhiệt động của một chất đơn giản
Mật độ (ở điều kiện bình thường)	2,070 g/cm³
Nhiệt độ nóng chảy	386 K (112,85 °C)
Nhiệt độ sôi	717,824 K (444,67 °C)
Ud. sức nóng của phản ứng tổng hợp	1,23 kJ/mol
Ud. nhiệt bay hơi	10,5 kJ/mol
Nhiệt dung mol	22,61 J/(Kmol)
thể tích mol	15,5 cm³/mol
Mạng tinh thể của một chất đơn giản
Cấu trúc mạng	trực giao
Thông số mạng	a=10,437 b=12,845 c=24,369 Å
Các đặc điểm khác
Dẫn nhiệt	(300 K) 0,27 W/(m·K)
số CAS	7704-34-9

Quặng lưu huỳnh

Không thể nói rằng trạng thái tự do của lưu huỳnh trong tự nhiên là một sự xuất hiện phổ biến. Lưu huỳnh tự nhiên khá hiếm. Nó thường là một trong những thành phần của một số quặng. Quặng lưu huỳnh là một loại đá có chứa lưu huỳnh tự nhiên. Các thể vùi lưu huỳnh trong đá có thể hình thành cùng với các đá đi kèm hoặc muộn hơn chúng. Thời điểm hình thành của chúng ảnh hưởng đến phương hướng công tác tìm kiếm, thăm dò. Các chuyên gia xác định một số lý thuyết về sự hình thành lưu huỳnh trong quặng.

Lý thuyết tổng hợp. Theo lý thuyết này, lưu huỳnh và đá chủ được hình thành đồng thời. Nơi hình thành của chúng là các lưu vực nông. Sunfat có trong nước được khử thành hydro sunfua với sự trợ giúp của vi khuẩn đặc biệt. Tiếp theo, nó tăng lên vùng oxy hóa, trong đó hydro sunfua bị oxy hóa thành lưu huỳnh nguyên tố. Nó chìm xuống đáy, lắng đọng trong phù sa, theo thời gian biến thành quặng.
Lý thuyết biểu sinh cho rằng sự hình thành các thể vùi lưu huỳnh xảy ra muộn hơn các loại đá chính. Theo lý thuyết này, người ta tin rằng sự thâm nhập xảy ra nước ngầm vào các tầng đá, kết quả là nước được làm giàu bằng sunfat. Tiếp theo, những vùng nước này tiếp xúc với các mỏ dầu hoặc khí đốt, dẫn đến sự khử các ion sunfat với sự trợ giúp của hydrocacbon thành hydro sunfua, chất này nổi lên bề mặt và oxy hóa, giải phóng lưu huỳnh tự nhiên trong các khoảng trống và vết nứt của đá .
Lý thuyết về sự biến chất. Lý thuyết này là một trong những tiểu loại của lý thuyết biểu sinh. Hiện nay, điều đó ngày càng được khẳng định. Bản chất của nó nằm ở việc chuyển đổi thạch cao (CaSO 4 -H 2 O) và anhydrite (CaSO 4) thành lưu huỳnh và canxit (CaCO 3-). Lý thuyết này được hai nhà khoa học Miropolsky và Krotov đề xuất vào nửa đầu thế kỷ XX. Vài năm sau, mỏ Mishrak được tìm thấy, điều này khẳng định sự hình thành lưu huỳnh theo cách này. Tuy nhiên, quá trình biến đổi thạch cao thành lưu huỳnh và canxit cho đến ngày nay vẫn chưa rõ ràng. Về vấn đề này, lý thuyết về siêu hình không phải là lý thuyết đúng duy nhất. Ngoài ra, ngày nay trên hành tinh có những hồ có trữ lượng lưu huỳnh tổng hợp, tuy nhiên, thạch cao hoặc anhydrit vẫn chưa được tìm thấy trong phù sa. Những hồ như vậy bao gồm Hồ Sernoye, nằm gần Sernovodsk.

Vì vậy, không có lý thuyết rõ ràng nào về nguồn gốc của các thể vùi lưu huỳnh trong quặng. Sự hình thành vật chất phần lớn phụ thuộc vào các điều kiện và hiện tượng xảy ra trong lòng trái đất.

Tiền gửi lưu huỳnh

Lưu huỳnh được khai thác ở những nơi tập trung quặng lưu huỳnh - các mỏ. Theo một số báo cáo, trữ lượng lưu huỳnh trên thế giới lên tới khoảng 1,4 tỷ tấn. Ngày nay, các mỏ lưu huỳnh đã được tìm thấy ở nhiều nơi trên Trái đất - ở Turkmenistan, Hoa Kỳ, vùng Volga, gần bờ trái sông Volga, chạy từ Samara, v.v. Đôi khi dải đá có thể kéo dài vài km.

Texas và Louisiana nổi tiếng với trữ lượng lưu huỳnh lớn. Các tinh thể lưu huỳnh, nổi bật bởi vẻ đẹp của chúng, cũng được tìm thấy ở Romagna và Sicily (Ý). Đảo Vulcano được coi là nơi sản sinh ra lưu huỳnh đơn tà. Nga, đặc biệt là vùng Urals, cũng nổi tiếng vì có trữ lượng nguyên tố thứ mười sáu trong bảng tuần hoàn Mendeleev.

Quặng lưu huỳnh được phân loại theo lượng lưu huỳnh chứa trong đó. Như vậy, trong số đó có quặng giàu (từ 25% lưu huỳnh) và quặng nghèo (khoảng 12% chất). Ngược lại, tiền gửi lưu huỳnh được chia thành các loại sau:

Trầm tích dạng tầng (60%). Loại trầm tích này gắn liền với tầng sunfat-cacbonat. Thân quặng nằm trực tiếp trong đá sunfat. Chúng có thể đạt kích thước hàng trăm mét và có độ dày vài chục mét;
Trầm tích vòm muối (35%). Vì thuộc loại này trầm tích lưu huỳnh màu xám là điển hình;
Núi lửa (5%). Loại này bao gồm tiền gửi được hình thành bởi người trẻ và cấu trúc hiện đại. Hình dạng của nguyên tố quặng xuất hiện trong chúng là dạng tấm hoặc dạng thấu kính. Các khoản tiền gửi như vậy có thể chứa khoảng 40% lưu huỳnh. Chúng là đặc trưng của vành đai núi lửa Thái Bình Dương.

Khai thác lưu huỳnh

Lưu huỳnh được khai thác bởi một trong nhiều những cách có thể, sự lựa chọn phụ thuộc vào điều kiện xuất hiện của chất. Chỉ có hai cái chính - mở và ngầm.

Phương pháp khai thác lưu huỳnh bằng lộ thiên là phổ biến nhất. Toàn bộ quá trình khai thác một chất bằng phương pháp này bắt đầu bằng việc loại bỏ một lượng đá đáng kể bằng máy xúc, sau đó bản thân quặng sẽ bị nghiền nát. Các khối quặng thu được được vận chuyển đến nhà máy để làm giàu thêm, sau đó chúng được vận chuyển đến doanh nghiệp nơi luyện lưu huỳnh và thu được chất này từ chất cô đặc.

Ngoài ra, phương pháp Frasch đôi khi cũng được sử dụng, bao gồm việc nấu chảy lưu huỳnh dưới lòng đất. Phương pháp này Nên sử dụng ở những nơi có chất sâu. Sau khi tan chảy dưới lòng đất, chất này được bơm ra ngoài. Với mục đích này, các giếng được hình thành, là công cụ chính để bơm chất nóng chảy ra ngoài. Phương pháp này dựa trên sự dễ nóng chảy của nguyên tố và mật độ thấp của nó.

Ngoài ra còn có phương pháp tách ly tâm. Tuy nhiên, nó có một nhược điểm lớn là lưu huỳnh thu được bằng phương pháp này có nhiều tạp chất và cần phải tinh chế thêm. Kết quả là, phương pháp này được coi là khá tốn kém.

Ngoài các phương pháp trên, việc chiết lưu huỳnh trong một số trường hợp còn có thể được thực hiện:

phương pháp khoan lỗ;
phương pháp hơi nước;
phương pháp lọc;
phương pháp nhiệt;
phương pháp chiết xuất.

Điều đáng chú ý là bất kể phương pháp nào được sử dụng trong quá trình khai thác một chất từ lòng đất, điều cần thiết là Đặc biệt chú ý chú ý đến các biện pháp phòng ngừa an toàn. Điều này là do sự hiện diện của hydro sunfua cùng với cặn lưu huỳnh, chất độc hại cho con người và dễ cháy.

Quặng lưu huỳnh được khai thác những cách khác- Căn cứ vào điều kiện xảy ra. Nhưng trong mọi trường hợp, bạn phải chú ý nhiều đến các biện pháp phòng ngừa an toàn. Trầm tích lưu huỳnh hầu như luôn đi kèm với sự tích tụ khí độc - hợp chất lưu huỳnh. Ngoài ra, chúng ta không được quên khả năng tự bốc cháy.

Khai thác quặng lộ thiên xảy ra như thế này. Máy xúc di chuyển loại bỏ các lớp đá bên dưới có quặng. Lớp quặng bị nghiền nát bởi các vụ nổ, sau đó các khối quặng được gửi đến nhà máy chế biến và từ đó đến nhà máy luyện lưu huỳnh, nơi lưu huỳnh được chiết xuất từ tinh quặng. Phương pháp chiết xuất khác nhau. Một số trong số họ sẽ được thảo luận dưới đây. Ở đây thật thích hợp để mô tả ngắn gọn phương pháp khai thác lưu huỳnh từ lòng đất, phương pháp này đã cho phép Hoa Kỳ và Mexico trở thành nhà cung cấp lưu huỳnh lớn nhất.

Vào cuối thế kỷ trước, các mỏ quặng lưu huỳnh phong phú đã được phát hiện ở miền Nam Hoa Kỳ. Nhưng việc tiếp cận các lớp không hề dễ dàng: hydro sunfua đã rò rỉ vào các mỏ (cụ thể là mỏ được cho là được phát triển theo phương pháp khai thác mỏ) và cản trở việc tiếp cận lưu huỳnh. Ngoài ra, cát nổi còn gây khó khăn cho việc xuyên thủng các lớp chứa lưu huỳnh. Một giải pháp đã được tìm ra bởi nhà hóa học Hermann Frasch, người đề xuất nấu chảy lưu huỳnh dưới lòng đất và bơm nó lên bề mặt qua các giếng tương tự như giếng dầu. Điểm nóng chảy tương đối thấp (dưới 120°C) của lưu huỳnh đã khẳng định ý tưởng của Frasch là thực tế. Năm 1890, các cuộc thử nghiệm bắt đầu dẫn đến thành công.

Về nguyên tắc, việc lắp đặt Frasch rất đơn giản: ống trong ống. Nước quá nhiệt được cung cấp vào khoảng trống giữa các đường ống và chảy qua nó vào hệ tầng. Và lưu huỳnh nóng chảy bốc lên qua đường ống bên trong, nóng lên từ mọi phía. Phiên bản hiện đại Việc lắp đặt Frasch được bổ sung thêm đường ống thứ ba - đường ống hẹp nhất. Thông qua đó, khí nén được cung cấp vào giếng, giúp nâng Lưu huỳnh nóng chảy lên bề mặt. Một trong những ưu điểm chính của phương pháp Frasch là nó cho phép thu được lưu huỳnh tương đối tinh khiết ngay ở giai đoạn sản xuất đầu tiên. Phương pháp này rất hiệu quả khi khai thác quặng giàu.

Trước đây, người ta tin rằng phương pháp nấu chảy lưu huỳnh dưới lòng đất chỉ được áp dụng trong các điều kiện cụ thể của “vòm muối” ở bờ biển Thái Bình Dương của Hoa Kỳ và Mexico. Tuy nhiên, các thí nghiệm được tiến hành ở Ba Lan và Liên Xô đã bác bỏ quan điểm này. Ở Ba Lan, phương pháp này đã được trích xuất một số lượng lớn lưu huỳnh: năm 1968, giếng lưu huỳnh đầu tiên được khai thác ở Liên Xô.

Và quặng thu được từ các mỏ đá và mỏ phải được xử lý (thường là làm giàu sơ bộ), sử dụng các phương pháp công nghệ khác nhau.

Có một số phương pháp đã biết để thu được lưu huỳnh từ quặng lưu huỳnh: dùng hơi nước, lọc, nhiệt, ly tâm và chiết.

Phương pháp nhiệt để chiết xuất lưu huỳnh là phương pháp lâu đời nhất. Trở lại thế kỷ 18. ở Vương quốc Naples, lưu huỳnh được nấu chảy thành từng đống - “solfatars”. Lưu huỳnh vẫn được nấu chảy ở Ý trong các lò nung nguyên thủy - "calcarones". Nhiệt lượng cần thiết để nấu chảy lưu huỳnh từ quặng thu được bằng cách đốt một phần lưu huỳnh khai thác được. Quá trình này không hiệu quả, tổn thất lên tới 45%.

Ý cũng trở thành nơi sản sinh ra phương pháp hơi nước để tách lưu huỳnh từ quặng. Năm 1859, Giuseppe Gill nhận được bằng sáng chế cho thiết bị của mình - tiền thân của nồi hấp ngày nay. Phương pháp hấp tiệt trùng (tất nhiên là được cải tiến đáng kể) vẫn được sử dụng ở nhiều nước.

Trong quá trình hấp, quặng lưu huỳnh đậm đặc đã được làm giàu có chứa tới 80% lưu huỳnh được bơm vào nồi hấp dưới dạng bột giấy lỏng có thuốc thử. Hơi nước được cung cấp ở đó dưới áp suất. Bột giấy được làm nóng đến 130°C. Lưu huỳnh chứa trong chất cô đặc bị tan chảy và tách ra khỏi đá. Sau một thời gian lắng ngắn, lưu huỳnh tan chảy sẽ được rút hết. Sau đó, “chất thải” - hỗn hợp đá thải trong nước - được thải ra khỏi nồi hấp. Chất thải chứa khá nhiều lưu huỳnh và được đưa trở lại nhà máy chế biến.

Ở Nga, phương pháp hấp tiệt trùng lần đầu tiên được sử dụng bởi kỹ sư K.G. Patkanov năm 1896

Nồi hấp hiện đại là thiết bị khổng lồ có chiều cao bằng một tòa nhà bốn tầng. Đặc biệt, những nồi hấp như vậy được lắp đặt tại nhà máy luyện lưu huỳnh của Tổ hợp hóa chất và khai thác Rozdol ở vùng Carpathian.

Trong một số ngành công nghiệp, chẳng hạn như tại nhà máy lưu huỳnh lớn ở Tarnobrzeg (Ba Lan), đá thải được tách khỏi lưu huỳnh nóng chảy bằng các bộ lọc đặc biệt. Ở nước ta đã phát triển phương pháp tách lưu huỳnh và đá thải bằng máy ly tâm. Nói một cách dễ hiểu, “quặng vàng (chính xác hơn là quặng vàng) có thể được tách ra khỏi đá thải” theo nhiều cách khác nhau.

TRONG Gần đây Tất cả quan tâm hơn nữađược trả tiền cho các phương pháp địa công nghệ lỗ khoan khai thác lưu huỳnh. Tại mỏ Yazovskoe ở vùng Carpathian, lưu huỳnh, một chất điện môi cổ điển, được nấu chảy dưới lòng đất bằng dòng điện tần số cao và được bơm lên bề mặt qua giếng, như trong phương pháp Frasch. Các nhà khoa học thuộc Viện Nguyên liệu hóa học khai thác mỏ đã đề xuất một phương pháp khí hóa lưu huỳnh dưới lòng đất. Trong phương pháp này, lưu huỳnh được đốt cháy trong quá trình hình thành và lưu huỳnh dioxit được bơm lên bề mặt, được sử dụng để sản xuất axit sunfuric và các sản phẩm hữu ích khác.

Họ đáp ứng nhu cầu lưu huỳnh theo những cách khác nhau Những đất nước khác nhau. Mexico và Mỹ chủ yếu sử dụng phương pháp Frasch. Ý đứng thứ ba về sản xuất lưu huỳnh các nước tư bản, tiếp tục khai thác và xử lý ( phương pháp khác nhau) quặng lưu huỳnh ở mỏ Sicilia và tỉnh Marche. Nhật Bản có trữ lượng lưu huỳnh núi lửa đáng kể. Pháp và Canada, những nước không có lưu huỳnh tự nhiên, đã phát triển sản xuất quy mô lớn từ khí đốt. Cả Anh và Đức đều không có mỏ lưu huỳnh riêng. Họ đáp ứng nhu cầu về axit sulfuric bằng cách xử lý các nguyên liệu thô chứa lưu huỳnh (chủ yếu là pyrit) và nhập khẩu lưu huỳnh nguyên tố từ các nước khác.

Liên Xô và các nước xã hội chủ nghĩa đáp ứng đầy đủ nhu cầu nhờ nguồn nguyên liệu tự có. Sau khi phát hiện và phát triển các mỏ Carpathian phong phú, Liên Xô và Ba Lan đã tăng đáng kể sản lượng lưu huỳnh. Ngành công nghiệp này tiếp tục phát triển. TRONG những năm trước các doanh nghiệp lớn mới được xây dựng ở Ukraine, các nhà máy cũ trên sông Volga và Turkmenistan được xây dựng lại, đồng thời việc sản xuất lưu huỳnh từ khí tự nhiên và khí thải được mở rộng.