Добыча серных руд и получение серы

Добыча серных руд и получение серы. В древности и в средние века серу добывали примитивным способом. В землю вкапывали большой глиняный горшок, на который ставили другой, но с отверстием в дне. Последний заполняли породой, содержа щей серу, и затем нагревали. Сера плавилась и стекала в нижний горшок. В настоящее время руды добывают разными способами, в зависимости от условий их залегания. Но в любом случае большое внимание уделяется технике безопасности.

Ведь часто залежам серных руд сопутствуют скопления ядовитого газа сероводорода. Да и сама сера может самовозгораться. При открытом способе добычи серы шагающий экскаватор снимает пласты пород, под которыми залегает руда. Рудные пласты дробят взрывами и далее глыбы руды отправляют на сероплавильиый завод, где из них извлекают серу. Если сера залегает глубоко и в значительном количестве, то ее получают по методу Фраша. В этом случае серу расплавляют под землей и через скважину, подобно нефти, выкачивают на поверхность, т. е. этот способ основан на легкоплавкости серы и ее сравнительно небольшой плотности. Установка Фраша доволь проста труба в трубе.

В пространство между трубами подается перегретая вода и по нему идет в пласт, а по внутренней трубе, обогреваемой со всех сторон, поднимается расплавленная сера. В современном варианте установка Фраша дополнена третьей, более узкой, трубой. Через нее в скваж, иту подается сжатый воздух, который поднимает на поверхность расплавленную серу. Руда, полученная из шахт, карьеров, обычно перерабатывается с предварительным обогащением. Известно несколько методов извлечения серы из руд пароводяные, фильтрационные, термические, центрифугальные и экстракционные.

Термические методы извлечения серы из руд наиболее старые. Еще в XVIII в. в Неаполитанском королевстве серу выплавляли в кучах сольфаторах. До сих пор в Итални выплавляют серу в примитивных печах-калькаронах. Калькарона одна из самых старых сероплавильных печей. Это открытая сверху камера цилиндрической формы.

Обычно калькароны располагали на уступах скал или углубляли в землю. Куски руды в такие печи укладывали определенным образом внизу большие, сверху маленькие. При этом обязательно оставляли вертикальные ходы для тяги. Этот процесс малоэффективен 45 потерь, так как часть серы сжигают для получения теплоты, необходимой при выплавке серы из руды. Италия стала родиной и второго метода извлечения серы из руд пароводяного, предшественника автоклавного.

В этом процессе серная руда, содержащая до 80 серы, поступает в автоклав. Туда же под давлением подают водяной пар. Пульпу нагревают до 130С. Сера, содержащаяся в концентрате, плавится и отделяется от породы. После недолгого отстоя серу сливают и только потом из автоклава выпускают взвесь пустой породы в воде хвосты. Последние содержат довольно много серы и вновь поступают на обогатительную фабрику. Современные автоклавы это огромные аппараты высотой с четырехэтажный дом. Такие автоклавы установлены у нас в Прикарпатье, в частности на сероплавильном заводе Раздольского горнохимического комбината.

Иногда пустую породу отделяют от расплавленной серы на специальных фильтрах. В нашей стране используют метод разделения на центрифугах. Однако сера, полученная выплавкой из руды комовая сера, обычно содержит еще много примесей. Дальнейшую очистку ее производят перегонкой в рафинированных печах, где сера нагревается до кипения.

Пары серы поступают в выложенную кирпичом камеру. Вначале, пока камера холодная, сера переходит в твердое состояние и осаждается на стенках в виде светло-желтого порошка серный цвет. Когда камера нагреется выше 120С, пары конденсируются в жидкость, которую выпускают из камеры в формы, где она и застывает в виде палочек. Полученная таким образом сера называется черенковой. Способы получения серы в разных странах неодинаковы. Так, в США и Мексике применяют в основном метод Фраша. В Италии она занимает третье место по добыче серы среди капиталистических государств используют разные методы переработки серных сицилийских руд и руд из Марокко.

Япония имеет значительные запасы серы вулканического происхождения. Франция и Канада, не имеющие самородной серы, развили ее крупное производство из газов. В Англии и ФРГ перерабатывают сырье, содержащее серу FeS2, а элементарную серу покупают, так как в этих странах нет собственных серных месторождений. СССР и социалистические страны благодаря собственным источникам сырья применяют разнообразные методы добычи серы. За последние годы возросла производство серы из природных и отходящих газов цветной металлургии.

Обычно в сере, которую получают из руд, остается после ее очистки 0,6 примесей, а в сере, полученной из газов, только 0,2. При этом газовая сера значительно дешевле. В настояще время в Узбекистане пущена первая очередь Мубарекского газоперерабатываюшего завода одного из крупнейших предприятий отечественной газовой химической промышленности.

Около поселка Мубарек Кашкадарьинской области было обнаружено мощное месторождение природного газа, содержащего 6 сероводорода. Серу стали получать из сероводорода при нагревании его в присутствии катализаторов. Ежедневно новое предприятие будет перерабатывать 4,7 млрд. м3 природного газа и выпускать 220 тыс. т чистой серы. Получая серу этим способом, попутно очищают большие количества природного газа от примесей. ПРИМЕНЕНИЕ СЕРЫ Основным потребителем серы является химическая промышленность. Примерно половина добываемой в мире серы идет на производство серной кислоты, роль которой в химической промышленности велика.

Чтобы получить 1 т серной кислоты, нужно сжечь 300 кг серы. Большое количество серы расходуется на производство черного пороха, сероуглерода, различных красителей, светящихся составов и бенгальских огней. Значительную часть мировой добычи серы поглощает бумажная промышленность. Для того чтобы произвести 1 7 целлюлозы, нужно затратить более 100 кг серы. В резиновой промышленности сера применяется для превращения каучука в резину.

Свои ценные свойства упругость, эластичность и др. каучук приобретает после смешивания его с серой и нагревания до определенной температуры. Такой процесс носит название вулканизации. Последняя может быть горячей и холодной. В первом случае каучук нагревают с серой до 130 160С. Этот способ был предложен в 1839 г. Ч. Гудиром. Во втором случае процесс ведут без нагревания, обрабатывая каучук хлоридом серы S2C12. Холодная вулканизация была предложена в 1J846 г. А. Парксом.

Сущность вулканизации заключается в образовании новых связей между полимерными группами. При этом мостики могут содержать 1, 2, 3 и т. д. атомов серы Состав, распределение и энергия связей С Sn С определяют многие важнейшие физико-механические свойства вулканизированных материалов. Если к каучуку присоединяется 0,5 5 серы, то образуется мягкая резина автомобильные покрышки, камеры, мячи, трубки и т. д Присоединение к каучуку 30 50 серы приводит к образованию жесткого неэластичного материала эбонита.

Он представляет собой твердое вещество и является хорошим электрическим изолятором. В сельском хозяйстве сера применяется как в элементарном виде, так и в виде соединений. Установлено, что потребность растений в этом элементе немногим меньше фосфора. Серные удобрения влияют не только на количество, но и качество урожая. Опытами доказано, что серные удобрения влияют на морозостойкость злаков.

Они способствуют образованию органических веществ, содержащих сульфогидрильные группы-S-Н. Это приводит к изменению внутренней структуры белков, их гидрофильности, что повышает морозостойкость растений в целом. Применяют серу в сельском хозяйстве и для борьбы с болезнями растений, главным образом винограда и хлопчатника. В медицине используется как элементарная сера, так и ее соединения. Например, мелкодисперсная сера основа мазей, необходимых для лечения различных грибковых заболеваний кожи. Все сульфамидные препараты, сульфидин, сульфазол, норсульфазол, сульфодимезин, стрептоцид и др. это органические соединения серы, например Растет количество серы, добываемой из недр земли, из промышленных газов, при очистке топлива.

В мире сейчас уже производится на 10 серы больше, чем используется. Ей ищут новые области применения, предполагают использовать в строительной индустрии. В Канаде уже изготовлен серный пенопласт, который будет применен в строительстве шоссейных дорог и при прокладке трубопроводов в условиях вечной мерзлоты.

В Монреале построен одноэтажный дом, состоящий из необычных блоков 70 песка и 30 серы. Приготовляются блоки в металлических формах при температуре спекания 120С. По прочности и стойкости они не уступают цементным. Защита их от окисления достигается покраской любым синтетическим лаком. Можно сооружать гаражи, магазины, склады и дачи. Появились сведения и о других строительных материалах, содержащих серу. Оказалось, что с помощью серы можно получать отличные асфальтовые покрытия, способные при сооружении автострад заменять трехкратное количество гравия. Такова, к примеру, смесь 13,5 серы, 6 асфальта и 80,5 песка.