Caracteristicile sulfului. Utilizarea sulfului. sulf medical. Industria sulfului

Sulful este una dintre puținele substanțe cu care au funcționat primii „chimiști” în urmă cu câteva mii de ani. Ea a început să slujească omenirea cu mult înainte de a ocupa celula numărul 16 din tabelul periodic.

Una dintre cele mai vechi (deși ipotetice!) Utilizări ale sulfului este descrisă în multe cărți vechi. Atât Noul, cât și Vechiul Testament descriu sulful ca sursă de căldură în timpul tratamentului termic al păcătoșilor. Și dacă cărțile de acest fel nu oferă temeiuri suficiente pentru săpăturile arheologice în căutarea rămășițelor arbuștilor cerești sau a iadului de foc, atunci dovezile lor că anticii erau familiarizați cu sulful și cu unele dintre proprietățile acestuia pot fi luate pe baza credinței.

Unul dintre motivele acestei faime este prevalența sulfului nativ în țările celor mai vechi civilizații. Depozitele acestei substanțe combustibile galbene au fost dezvoltate de greci și romani, în special în Sicilia, care până la sfârșitul secolului trecut era renumită în principal pentru sulf.

Din cele mai vechi timpuri, sulful a fost folosit în scopuri religioase și mistice, a fost aprins în diferite ceremonii și ritualuri. Dar la fel de mult timp în urmă, elementul nr. 16 a dobândit scopuri destul de banale: armele erau înnegrite cu gri, era folosit la fabricarea de unguente cosmetice și medicinale, era ars pentru a înălbi țesăturile și pentru a lupta împotriva insectelor. Producția de sulf a crescut semnificativ după ce a fost inventată pulberea neagră. La urma urmei, sulful (împreună cu cărbunele și nitratul) este componenta sa indispensabilă.

Și acum producția de praf de pușcă consumă o parte din sulful extras, deși foarte nesemnificativ. În zilele noastre, sulful este una dintre cele mai importante materii prime pentru multe industrii chimice. Și acesta este motivul creșterii continue a producției mondiale de sulf.

Originea sulfului

Acumulări mari de sulf nativ nu sunt frecvente. Este mai des prezent în unele minereuri. Minereul de sulf nativ este o rocă intercalate cu sulf.

Când s-au format aceste incluziuni - simultan cu rocile însoțitoare sau mai târziu? Direcția lucrărilor de prospectare și explorare depinde de răspunsul la această întrebare. Dar, în ciuda miilor de ani de comunicare cu sulful, omenirea încă nu are un răspuns clar. Există mai multe teorii, ai căror autori au opinii opuse.

Teoria singenetică (adică formarea simultană a sulfului și a rocilor gazdă) sugerează că sulful nativ s-a format în bazine puțin adânci. Bacteriile speciale au redus sulfații dizolvați în apă la hidrogen sulfurat, care au crescut în sus, au intrat în zona de oxidare și aici, chimic sau cu participarea altor bacterii, a fost oxidat la sulf elementar. Sulful s-a depus pe fund și ulterior id-ul care conținea sulf a format un minereu.

Teoria epigenezei (incluziunile de sulf s-au format mai târziu decât rocile principale) are mai multe variante. Cea mai comună dintre ele presupune că apele subterane, care pătrund prin straturile de rocă, sunt îmbogățite în sulfați. Dacă astfel de ape intră în contact cu zăcămintele de petrol sau gaze naturale, atunci ionii de sulfat sunt reduși de hidrocarburi la hidrogen sulfurat. Hidrogenul sulfurat iese la suprafață și, fiind oxidat, eliberează sulf pur în goluri și fisuri în roci.

În ultimele decenii, una dintre varietățile teoriei epigenezei, teoria metasomatismului (tradusă din grecescul „metasomatism” înseamnă „substituție”. Potrivit acesteia, în intestinele pământului are loc o transformare constantă a gipsului CaSO 4 2H 2 O și anhidrita CaSO 4 în sulf și calcit) CaCO 3. Această teorie a fost creată în 1935 de oamenii de știință sovietici LM Miropolsky și BP Krotov, în special, următorul fapt vorbește în favoarea ei.

În 1961, câmpul Mishrak a fost descoperit în Irak. Sulful aici este închis în roci carbonatice, care formează o boltă susținută de suporturi care se extind în adâncuri (în geologie, se numesc aripi). Aceste aripi constau în principal din anhidrit și gips. Aceeași imagine a fost observată și în câmpul intern Shor-Su.

Particularitatea geologică a acestor zăcăminte poate fi explicată doar din punctul de vedere al teoriei metasomatismului: gipsul primar și anhidrita transformate în minereuri carbonatice secundare cu incluziuni de sulf nativ. Nu numai apropierea de minerale este importantă - conținutul mediu de sulf din minereul acestor zăcăminte este egal cu conținutul de sulf legat chimic din anhidrit. Iar studiile asupra compoziției izotopice a sulfului și carbonului din minereul acestor zăcăminte au oferit susținătorilor teoriei metasomatismului argumente suplimentare.

Dar există un „dar”: chimia procesului de transformare a gipsului în sulf și calcit nu este încă clară și, prin urmare, nu există niciun motiv să considerăm că teoria metasomatismului este singura corectă. Există lacuri pe Pământ chiar și acum (în special, Lacul Sernoe de lângă Sernovodsk), unde are loc depunerea singenetică de sulf și nămolul purtător de sulf nu conține nici gips, nici anhidrit.

Toate acestea înseamnă că varietatea teoriilor și ipotezelor despre originea sulfului nativ este rezultatul nu numai și nu atât al incompletității cunoștințelor noastre, cât și al complexității fenomenelor care au loc în adâncuri. Chiar și de la matematica din școala elementară, știm cu toții că căi diferite pot duce la același rezultat. Această lege se aplică și geochimiei.

Exploatarea sulfului

Minereurile de sulf sunt extrase în moduri diferite - în funcție de condițiile de apariție. Dar, în orice caz, trebuie să acordați multă atenție siguranței. Depozitele de sulf sunt aproape întotdeauna însoțite de acumulări de gaze otrăvitoare - compuși ai sulfului. În plus, nu trebuie să uităm de posibilitatea arderii lui spontane.

Exploatarea minereului în cariera deschisă este după cum urmează. Excavatoarele ambulante îndepărtează straturile de roci sub care se află minereul. Stratul de minereu este zdrobit de explozii, după care bulgări de minereu sunt trimise la o instalație de îmbogățire, iar de acolo la o fabrică de topire a sulfului, de unde se extrage sulful din concentrat. Metodele de extracție sunt diferite. Unele dintre ele vor fi discutate mai jos. Și aici este potrivit să descriem pe scurt metoda de foraj de extragere a sulfului din subteran, care a permis Statelor Unite ale Americii și Mexicului să devină cei mai mari furnizori de sulf.

La sfârșitul secolului trecut, cele mai bogate zăcăminte de minereu sulfuric au fost descoperite în sudul Statelor Unite. Dar nu a fost ușor să te apropii de cusături: hidrogenul sulfurat s-a infiltrat în mine (și anume, metoda mină trebuia dezvoltată) și a blocat accesul la sulf. În plus, plutitorii de nisip și-au împiedicat drumul către straturile purtătoare de sulf. Chimistul Herman Frasch a găsit o cale de ieșire, propunând să topească sulful în subteran și să-l pompeze la suprafață prin puțuri asemănătoare petrolului. Punctul de topire relativ scăzut (mai puțin de 120 ° C) al sulfului a confirmat realitatea ideii lui Frasch. În 1890, au început încercările, care au dus la succes.

În principiu, instalarea lui Frasch este foarte simplă: o țeavă într-o țeavă. Apa supraîncălzită este introdusă în spațiul dintre țevi și curge prin ea în rezervor. Și sulful topit se ridică de-a lungul țevii interioare, încălzit din toate părțile. Versiunea modernă a instalației Frach este completată de o treime - cea mai îngustă țeavă. Prin el, în puț este introdus aer comprimat, ceea ce ajută la ridicarea sulfului topit la suprafață. Unul dintre principalele avantaje ale metodei Frasch este că permite obținerea sulfului relativ pur deja în prima etapă de extracție. Când extrageți minereuri de calitate superioară, această metodă este foarte eficientă.

Anterior, se credea că metoda de topire subterană a sulfului este aplicabilă numai în condițiile specifice ale „domurilor de sare” de pe coasta Pacificului din Statele Unite și Mexic. Cu toate acestea, experimentele efectuate în Polonia și URSS au infirmat această opinie. În Polonia, o mare cantitate de sulf este deja extrasă prin această metodă: în 1968 au fost lansate primele puțuri de sulf în URSS.

Iar minereul obținut în cariere și mine trebuie prelucrat (adesea cu îmbogățire preliminară) folosind diverse metode tehnologice.

Sunt cunoscute mai multe metode de obținere a sulfului din minereurile sulfuroase: abur-apă, filtrare, termică, centrifugă și extracție.

Metodele de recuperare termică a sulfului sunt cele mai vechi. În secolul al XVIII-lea. în Regatul Napoli, sulful era topit în grămezi - „solfatari”. Până acum, în Italia, sulful este topit în cuptoare primitive - „calcarons”. Căldura necesară pentru topirea sulfului din minereu se obține prin arderea unei părți din sulful extras. Acest proces este ineficient, pierderile ajung la 45%.

Italia a devenit, de asemenea, locul de naștere al metodelor abur-apă pentru extragerea sulfului din minereuri. În 1859, Giuseppe Gill a primit un brevet pentru aparatul său, predecesorul autoclavelor de astăzi. Metoda autoclavei (imbunatatita semnificativ, desigur) este inca folosita in multe tari.

În procesul de autoclavă, concentratul de minereu sulfuric concentrat, care conține până la 80% sulf, este pompat în autoclavă sub formă de suspensie lichidă cu reactivi. Vaporii de apă sunt furnizați acolo sub presiune. Suspensia este încălzită la 130 ° C. Sulful conținut în concentrat se topește și se separă de rocă. După o scurtă decantare, sulful topit este evacuat. Apoi din autoclavă sunt eliberate „cozi” - o suspensie de rocă sterilă în apă. Iazurile de decantare conțin destul de mult sulf și sunt returnate în concentrator.

În Rusia, metoda autoclavei a fost folosită pentru prima dată de inginerul K.G. Patkanov în 1896.

Autoclavele moderne sunt aparate uriașe la fel de înalte ca o clădire cu patru etaje. Astfel de autoclave sunt instalate, în special, la uzina de topire a sulfului a combinatului minier și chimic Rozdolsk din regiunea Carpaților.

În unele industrii, de exemplu, la o fabrică mare de sulf din Tarnobrzeg (Polonia), roca sterilă este separată de sulful topit folosind filtre speciale. Metoda de separare a sulfului și a rocii sterile în centrifuge a fost dezvoltată în țara noastră. Într-un cuvânt, „minereul de aur (mai precis, minereu de aur) poate fi separat de roca goală” în diferite moduri.

Recent, s-a acordat din ce în ce mai multă atenție metodelor geotehnologice de producere a sulfului de fund. La câmpul Yazovskoye din regiunea Carpaților, sulful, un dielectric clasic, este topit în subteran de curenți de înaltă frecvență și pompat la suprafață prin puțuri, ca în metoda Frasch. Oamenii de știință de la Institutul de Minerit și Materii Prime Chimice au propus o metodă de gazeificare subterană a sulfului. Conform acestei metode, sulful este aprins în rezervor, iar gazul sulfuros este pompat la suprafață, care este folosit pentru a produce acid sulfuric și alte produse utile.

Diferite țări își îndeplinesc cerințele de sulf în moduri diferite. Mexicul și SUA folosesc în principal metoda Frasch. Italia, care ocupă locul trei în rândul statelor capitaliste în ceea ce privește producția de sulf, continuă să extragă și să prelucreze (prin diferite metode) minereuri de sulf din zăcămintele siciliene și din provincia Marche. Japonia are rezerve semnificative de sulf vulcanic. Franța și Canada, care nu au sulf nativ, au dezvoltat o producție pe scară largă a acestuia din gaze. Nu există zăcăminte proprii de sulf în Anglia și Germania. Aceștia își acoperă nevoile de acid sulfuric prin prelucrarea materiilor prime care conțin sulf (în principal pirita), iar sulful elementar este importat din alte țări.

Uniunea Sovietică și țările socialiste își satisfac pe deplin nevoile datorită propriilor surse de materii prime. După descoperirea și dezvoltarea bogatelor zăcăminte carpatice, URSS și Polonia și-au crescut semnificativ producția de sulf. Această industrie continuă să evolueze. În ultimii ani, în Ucraina au fost construite noi întreprinderi mari, au fost reconstruite fabrici vechi pe Volga și în Turkmenistan, iar producția de sulf din gaze naturale și gaze reziduale a fost extinsă.

Cristale și macromolecule

Marele chimist francez Antoine Laurent Lavoisier a fost primul care s-a convins că sulful este un element chimic independent, nu un compus, în secolul al XVIII-lea.

De atunci, conceptul de sulf ca element nu s-a schimbat foarte mult, dar s-a adâncit și completat semnificativ.

Se știe acum că elementul 16 constă dintr-un amestec de patru izotopi stabili cu numere de masă 32, 33, 34 și 36. Acesta este un nemetal tipic.

Cristalele galben lămâie de sulf pur sunt translucide. Forma cristalelor nu este întotdeauna aceeași. Cel mai comun este sulful rombic (cea mai stabilă modificare) - cristalele au formă de octaedre cu colțuri tăiate. Toate celelalte modificări se transformă în această modificare la temperatura camerei (sau aproape de camera). Se știe, de exemplu, că în timpul cristalizării dintr-o topitură (punctul de topire al sulfului este de 119,5 ° C), se obțin mai întâi cristale cu ace (forma monoclinică). Dar această modificare este instabilă, iar la o temperatură de 95,6 ° C devine rombică. Un proces similar are loc cu alte modificări ale sulfului.

Să ne amintim experiența binecunoscută - producția de sulf plastic.

Dacă sulful topit este turnat în apă rece, se formează o masă elastică, la fel ca cauciucul. Se poate obține și sub formă de fire. Dar trec câteva zile, iar masa se recristalizează, devine tare și fragilă.

Moleculele de cristal de sulf constau întotdeauna din opt atomi (S 8), iar diferența dintre proprietățile modificărilor sulfului se explică prin polimorfism - structura inegală a cristalelor. Atomii din molecula de sulf sunt construiți într-un ciclu închis, formând un fel de coroană. La topire, legăturile din ciclu sunt rupte, iar moleculele ciclice se transformă în molecule liniare.

S-au dat diverse interpretări comportamentului neobișnuit al sulfului în timpul topirii. Una dintre ele este aceasta. La temperaturi de la 155 la 187 °, pare să aibă loc o creștere semnificativă a greutății moleculare, așa cum demonstrează creșterea multiplă a vâscozității. La 187 ° C, vâscozitatea topiturii atinge aproape o mie de poise, se obține un aproape solid. O creștere suplimentară a temperaturii duce la o scădere a vâscozității (greutatea moleculară scade).

La 300 ° C, sulful se transformă din nou într-o stare fluidă, iar la 444,6 ° C fierbe.

În vaporii de sulf, numărul de atomi din moleculă scade treptat odată cu creșterea temperaturii: S8 → S6 → S4 → (800 ° C) S 2. La 1700 ° C, vaporii de sulf sunt monoatomici.

Pe scurt despre compușii sulfului

În ceea ce privește prevalența, elementul numărul 16 ocupă locul 15. Conținutul de sulf din scoarța terestră este de 0,05% din greutate. Aceasta este mult.

În plus, sulful este activ din punct de vedere chimic și reacționează cu majoritatea elementelor. Prin urmare, în natură, sulful se găsește nu numai în stare liberă, ci și sub formă de diverși compuși anorganici. Sulfații (în principal ai metalelor alcaline și alcalino-pământoase) și sulfurile (fier, cupru, zinc, plumb) sunt deosebit de răspândite. Sulful se găsește și în cărbuni, șist, petrol, gaze naturale, în organismele animalelor și plantelor.

Când sulful interacționează cu metalele, de regulă, se eliberează destul de multă căldură. În reacțiile cu oxigenul, sulful dă mai mulți oxizi, dintre care cei mai importanți SO 2 și SO 3 sunt anhidridele acizilor H 2 SO 3 sulfuros și H 2 SO 4 sulfuric. Combinația de sulf cu hidrogen - hidrogen sulfurat H 2 S - este un gaz fetid foarte otrăvitor care este întotdeauna prezent în locurile în care reziduurile organice putrezesc. Scoarța terestră din locurile situate în apropierea depozitelor de sulf conține adesea cantități destul de semnificative de hidrogen sulfurat. În soluție apoasă, acest gaz are proprietăți acide. Este imposibil să-și depoziteze soluțiile în aer, se oxidează cu eliberarea de sulf:

2H2S + O2 → 2H2O + 2S.

Hidrogenul sulfurat este un agent reducător puternic. Această proprietate este utilizată în multe industrii chimice.

Pentru ce este sulful?

Printre lucrurile care ne înconjoară, sunt puține dintre acestea, pentru fabricarea cărora nu ar fi nevoie de sulf și compușii săi. Hârtie și cauciuc, ebonită și chibrituri, țesături și medicamente, cosmetice și materiale plastice, explozivi și vopsea, îngrășăminte și pesticide - aceasta nu este o listă completă a lucrurilor și substanțelor pentru producerea cărora este necesar elementul nr. 16. Pentru a face, de exemplu, o mașină, trebuie să consumați aproximativ 14 kg de sulf. Se poate spune fără exagerare că potențialul industrial al țării este determinat destul de exact de consumul de sulf.

O parte semnificativă din producția mondială de sulf este absorbită de industria hârtiei (compușii de sulf ajută la eliberarea celulozei). Pentru a produce 1 tonă de celuloză, trebuie să cheltuiți mai mult de 100 kg de sulf. Industria cauciucului consumă și mult sulf elementar pentru vulcanizarea cauciucurilor.

În agricultură, sulful este folosit atât sub forma sa elementară, cât și în diverși compuși. Face parte din îngrășămintele minerale și produsele de combatere a dăunătorilor. Alături de fosfor, potasiu și alte elemente, sulful este necesar pentru plante. Cu toate acestea, majoritatea sulfului introdus în sol nu este asimilat de ei, dar ajută la asimilarea fosforului. Sulful este introdus în sol împreună cu roca fosfatică. Bacteriile prezente în sol îl oxidează, acizii sulfuric și sulfuros rezultați reacționează cu fosforiții și, ca urmare, se obțin compuși ai fosforului, care sunt bine absorbiți de plante.

Cu toate acestea, principalul consumator de sulf este industria chimică. Aproximativ jumătate din sulful produs în lume este destinat producției de acid sulfuric. Pentru a obține 1 tonă de H 2 SO 4, trebuie să ardeți aproximativ 300 kg de sulf. Iar rolul acidului sulfuric în industria chimică este comparabil cu rolul pâinii în alimentația noastră.

O cantitate semnificativă de sulf (și acid sulfuric) este consumată în producția de explozibili și chibrituri. Sulful pur fără impurități este necesar pentru producerea de coloranți și compuși luminoși.

Compușii sulfului sunt utilizați în industria petrochimică. În special, ele sunt necesare în producția de agenți antidetonant, lubrifianți pentru echipamente de ultra-înaltă presiune; în uleiurile de răcire, care accelerează prelucrarea metalelor, uneori este conținut până la 18% sulf.

Lista de exemple care confirmă importanța primordială a elementului 16 ar putea fi continuată, dar „immensitatea nu poate fi înțeleasă”. Prin urmare, vom menționa în treacăt că sulful este necesar și pentru industrii precum mineritul, alimentația, textilele și - să punem capăt.

Secolul nostru este considerat secolul materialelor „exotice” - elemente transuranice, titan, semiconductori și așa mai departe. Dar, în exterior modest, binecunoscutul element # 16 continuă să fie absolut necesar. Se estimează că 88 dintre cele mai importante 150 de produse chimice folosesc fie sulful însuși, fie compușii săi în producție.

Din cărți antice și medievale

„Sulful este folosit pentru a curăța locuințele, deoarece mulți sunt de părere că mirosul și arderea sulfului pot proteja de orice vrăjitorie și pot alunga toate spiritele necurate”.

Pliniu cel Bătrân, „Istoria naturală” secolul I. ANUNȚ

„Dacă ierburile sunt slăbite, sărace în sucuri, iar ramurile și frunzișul copacilor au o culoare plictisitoare, murdară, întunecată în loc de o culoare verde strălucitoare, acesta este un semn că subsolul este bogat în minerale dominate de sulf”.

„Dacă minereul este foarte bogat în sulf, se aprinde pe o foaie largă de fier cu multe orificii prin care sulful curge în vase pline până la refuz cu apă”.

„Sulful face, de asemenea, parte dintr-o invenție teribilă – o pulbere care poate arunca bucăți de fier, bronz sau piatră departe în față – arma de război a noului suflu”.

Agricola, Despre regatul mineralelor, secolul al XVI-lea

Cum a fost testat sulful în secolul al XIV-lea

„Dacă vrei să testezi sulful, dacă este bun sau nu, atunci ia o bucată de sulf în mână și adu-o la ureche. Dacă sulful crapă astfel încât să-l auzi trosnind, atunci este bine; dacă sulful este tăcut și nu crapă, atunci nu este bine ... "

Această metodă unică de determinare a calității unui material după ureche (în raport cu sulful) poate fi utilizată acum. S-a confirmat experimental că doar sulful care conține cel mult un procent de impurități „crape”. Uneori, problema nu se limitează doar la o bubuitură - o bucată de sulf se rupe în bucăți.

Gaz sulfuric asfixiant

După cum știți, remarcabilul om de știință natural al antichității Pliniu cel Bătrân a murit în anul 79 d.Hr. în timpul unei erupții vulcanice. Nepotul său, într-o scrisoare către istoricul Tacitus, scria: „... Deodată s-a auzit un tunete și vapori negri de sulf s-au rostogolit din flacăra muntelui. Toți au fugit. Pliniu se ridică și, sprijinindu-se de doi sclavi, se gândi și el să plece; dar aburi mortali l-au înconjurat din toate părțile, genunchii i s-au curbat, a căzut din nou și s-a sufocat”.

„Vaporii de sulf negru” care l-au ucis pe Pliniu constau, desigur, nu numai din sulf vaporos. Gazele vulcanice conțin atât hidrogen sulfurat, cât și dioxid de sulf. Aceste gaze nu numai că au un miros înțepător, dar sunt și foarte toxice. Hidrogenul sulfurat este deosebit de periculoasă. În forma sa pură, ucide o persoană aproape instantaneu. Pericolul este mare chiar și cu un conținut nesemnificativ (aproximativ 0,01%) de hidrogen sulfurat în aer. Hidrogenul sulfurat este cu atât mai periculoasă cu cât se poate acumula în organism. Se combină cu fierul, care face parte din hemoglobină, ceea ce poate duce la înfometare severă de oxigen și la moarte. Dioxidul de sulf (dioxidul de sulf) este mai puțin toxic, dar eliberarea lui în atmosferă a dus la faptul că toată vegetația din jurul uzinelor metalurgice a murit. Prin urmare, în toate întreprinderile care produc sau utilizează aceste gaze; se acordă o atenție deosebită problemelor de siguranță.

Gaz sulfuros și o pălărie de paie

În combinație cu apa, dioxidul de sulf formează acid sulfuros slab Н 2 SO 3, care există numai în soluții. În prezența umezelii, dioxidul de sulf va decolora mulți coloranți. Această proprietate este folosită pentru albirea lânii, mătăsii și paielor. Dar astfel de compuși, de regulă, nu au o rezistență mare, iar capacele de paie albe capătă în cele din urmă culoarea galbenă murdară inițială.

Anhidrida sulfuroasă SO 3 în condiții normale este un lichid incolor, foarte volatil, care fierbe la 44,8 ° C. Se întărește la –16,8 ° C și devine foarte asemănătoare cu gheața obișnuită. Dar există o alta - o modificare a polimerului anhidridei sulfurice solide (formula sa în acest caz ar trebui scrisă (SO 3) n). În exterior, este foarte asemănător cu azbestul, structura sa fibroasă este confirmată de radiografii. Această modificare nu are un punct de topire strict definit, ceea ce indică neomogenitatea sa.

Gips și alabastru

Gipsul CaSO 4 2H 2 O este unul dintre cele mai comune minerale. Dar obișnuite în practica medicală, „atelele de ipsos” sunt făcute nu din gips natural, ci din alabastru. Alabastrul diferă de gips numai prin cantitatea de apă de cristalizare din moleculă, formula sa este 2CaSO 4 · H 2 O. Când alabastrul este „gătit” (procesul este la 160 ... 170 ° C pentru 1,5 ... 2 ore), gipsul pierde trei un sfert din apă de cristalizare, iar materialul capătă proprietăți astringente. Alabastrul captează cu lăcomie apa, cu o cristalizare rapidă, dezordonată. Cristalele nu au timp să crească, ci se împletesc unele cu altele; masa formată de ei, în cel mai mic detaliu, reproduce forma în care se produce întărirea. Chimia procesului care are loc în acest moment este opusă a ceea ce se întâmplă în timpul gătitului: alabastrul se transformă în gips. Prin urmare, turnarea este ipsos, masca este ipsos, bandajul este și ipsos și sunt din alabastru.

Sarea lui Glauber

Sarea Na 2 SO 4 · 10H 2 O, descoperită de cel mai mare chimist german al secolului al XVII-lea. Johann Rudolf Glauber și numit după el, este încă folosit pe scară largă în medicină, fabricarea sticlei, cercetarea cristalografică. Glauber a descris-o astfel: „Această sare, când este bine pregătită, are aspectul de gheață; formează cristale lungi, cristaline, care se topesc pe limbă ca gheața. Are gust de sare obișnuită, fără nicio aciditate. Aruncată pe cărbunii aprinși, nu crapă cu un zgomot ca sarea obișnuită de bucătărie și nu se aprinde cu o explozie ca salitrul. Este inodor și tolerează orice grad de căldură. Poate fi folosit cu beneficii în medicină atât extern cât și intern. Vindecă rănile proaspete fără a le irita. Este un medicament intern excelent: atunci când este dizolvat în apă și dat pacientului, curăță intestinele.”

Mineralul sării lui Glauber se numește mirabilite (din latinescul mirabilis - uimitor). Numele provine de la numele pe care Glauber l-a dat sării pe care a descoperit-o; a numit-o minunată. Cele mai mari dezvoltări din lume ale acestei substanțe se află în țara noastră, apa faimosului Golf Kara-Bogaz-Gol este extrem de bogată în sare Glauber. Fundul golfului este literalmente acoperit cu el.

Sulfiți, sulfați, tiosulfați...

Dacă ești un fotograf amator, ai nevoie de un reparator, adică. sare de sodiu a acidului sulfuros (tiosulfuric) H 2 S 2 O 3. Tiosulfatul de sodiu Na 2 S 2 O 3 (alias hiposulfit) a servit ca absorbant de clor în primele măști de gaz.

Dacă te tunzi în timp ce te bărbierești, sângele poate fi oprit cu un cristal de alaun de potasiu KAl (SO 4) 2 · 12H 2 O.

Dacă doriți să văruiți tavanele, să acoperiți un obiect cu cupru sau să distrugeți dăunătorii din grădină, nu puteți face fără cristalele de culoare albastru închis de sulfat de cupru CuSO 4 5H 2 O.

Hârtia pe care este tipărită această carte a fost realizată cu hidrogen sulfit de calciu Ca (HSO 3) 2.

De asemenea, sunt utilizate pe scară largă sulfatul feros FeSO 4 · 7H 2 O, alaunul de crom K 2 SO 4 · Cr 2 (SO 4) 3 · 2H 2 O și multe alte săruri ale acizilor sulfuric, sulfuros și tiosulfuric.

Cinabru

Dacă în laborator se varsă mercur (există pericol de otrăvire cu vapori de mercur!), se colectează mai întâi, iar acele locuri din care picăturile argintii nu pot fi extrase sunt acoperite cu sulf pudră. Mercurul și sulful reacționează chiar și în stare solidă - printr-un simplu contact. S-a format cinabru roșu cărămidă - sulfură de mercur - substanță chimic extrem de inertă și inofensivă.

Nu este dificil să izolați mercurul de cinabru. Multe alte metale, în special fierul, înlocuiesc mercurul din cinabru.

Bacteriile cu sulf

În natură, ciclul sulfului are loc treptat, similar cu ciclul azotului sau carbonului. Plantele consumă sulf deoarece atomii săi fac parte din proteină. Plantele iau sulf din sulfații solubili, iar bacteriile putrefactive transformă sulful proteinelor în hidrogen sulfurat (de unde și mirosul dezgustător de putrefacție).

Dar există așa-numitele bacterii cu sulf care nu au nevoie deloc de alimente organice. Se hrănesc cu hidrogen sulfurat, iar în corpurile lor, ca urmare a reacției dintre H 2 S, CO 2 și O 2, se formează carbohidrați și sulf elementar. Bacteriile cu sulf se dovedesc adesea a fi pline de boabe de sulf - aproape toată masa lor este sulf cu o „adăugire” foarte mică de materie organică.

Sulf pentru farmaciști

Toate medicamentele sulfa - sulfidină, sulfazol, norsulfazol, sulgin, sulfodimezin, streptocid și altele suprimă activitatea a numeroși microbi. Și toate aceste medicamente sunt compuși organici ai sulfului. Iată formulele structurale pentru unele dintre ele:

După apariția antibioticelor, rolul medicamentelor sulfa s-a oarecum diminuat. Cu toate acestea, multe antibiotice pot fi considerate derivați organici de sulf. În special, este în mod necesar o parte a penicilinei.

Sulful elementar fin dispersat este baza unguentelor utilizate în tratamentul bolilor fungice ale pielii.

Nitrura de sulf conduce

În 1975, revista Chemical and Engineering News a raportat prepararea unui nou polimer anorganic, care are multe dintre proprietățile unui metal. Nitrură de sulf polimerică - politiazil (SN) n ușor de presat și forjat, conductivitatea sa electrică este apropiată de cea a mercurului. În acest caz, filmele de politiazil nu conduc curentul în mod egal în direcțiile longitudinale și transversale. Acest lucru se datorează faptului că filmul este construit din fibre polimerice ordonate, paralele între ele.

Ce se poate construi din sulf

În anii 70, în unele țări ale lumii, producția de sulf a depășit necesarul de acesta. Prin urmare, au început să caute noi aplicații, în primul rând în domenii atât de intensive în materiale precum construcțiile. În urma acestor căutări, a apărut spuma de sulf - ca material termoizolant, amestecuri de beton în care cimentul Portland a fost înlocuit parțial sau complet cu sulf și pavaje de autostradă care conțin sulf elementar.

Sulful este o substanță toxică galben-aurie
și un semn de activitate vulcanică activă
Pietre și minerale toxice și otrăvitoare

Sulf(lat. Sulf) S, element chimic din grupa VI a sistemului periodic al D.I. Mendeleev; numărul atomic 16, masa atomică 32,06. Sulful natural este format din patru izotopi stabili: 32 S (95,02%), 33 S (0,75%), 34 S (4,21%), 36 S (0,02%). S-au obținut izotopi radioactivi artificiali 31 S (T ½ = 2,4 sec), 35 S (T ½ = 87,1 zile), 37 S (T ½ = 5,04 min) și alții.

Referință istorică.

Sulful în stare nativă, precum și sub formă de compuși ai sulfului, este cunoscut încă din cele mai vechi timpuri. Ea este menționată în Biblie și Tora evreilor (manuscrisul de la Marea Moartă), poeziile lui Homer și altele. Sulful făcea parte din tămâia „sacră” în timpul ritualurilor religioase (i-i stupefia pe cei care veneau - ei beau mercur și dau pudră roșie de cinabru); se credea că mirosul de sulf ars în riturile satanice („Toate femeile sunt vrăjitoare”, Almaden, Spania, continentul, în loc să lucreze în mine pe cinabru roșu industrial) alungă spiritele (provoacă leziuni fragmentate ale tulpinii măduvei spinării și creierul la baza nervilor lui). Sulful nu este folosit în slujbele bisericii - în schimb, se folosește pulbere de chihlimbar mai sigură (inclusiv ambroid - asemănător cu sulful, de asemenea fragil, dar mai ușor și electrificat prin frecare, spre deosebire de sulf). Sulful nu se arde în biserică (erezie). Induce avortul.

Sulful a fost multă vreme o componentă a amestecurilor incendiare în scopuri militare, precum „focul grecesc” (secolul al X-lea d.Hr.). Sulful a fost folosit în scopuri pirotehnice în China în jurul secolului al VIII-lea. Multă vreme, sulful și compușii săi au fost folosiți pentru tratarea bolilor de piele. În perioada alchimiei medievale (prelucrarea aurului galben auriu și albicios cu argint și platină cu mercur lichid și cinabru roșu în vederea obținerii unui amalgam alb asemănător argintului, așa-numitul „aur alb”) a apărut o ipoteză conform căreia sulful (începutul combustibilității) și mercurul (începutul metalicității) au fost considerate părți constitutive ale tuturor metalelor. Natura elementară a sulfului a fost stabilită de A.L.Lavoisier și inclusă în lista corpurilor simple nemetalice (1789). În 1822 E. Micherlich a dovedit alotropia sulfului.

Pensula de cristale de sulf (60x40 cm) din insula Sicilia (Italia). Foto: V.I. Dvoryadkin.

Aur în pietricele de cuarț din conglomeratele Bitak. Simferopol, Crimeea (Ucraina). Foto: A.I. Tișcenko.
Teribil imitator al sulfului, mai ales în cristale și incluziuni. Aurul este maleabil, sulful este fragil.

Distribuția sulfului în natură.

Sulful este unul dintre cele mai comune elemente chimice (clarke 4,7 * 10 -2); apare în stare liberă (sulf nativ) și sub formă de compuși - sulfuri, polisulfuri, sulfați. Apa mărilor și oceanelor conține sulfați de sodiu, magneziu, calciu. Se știe că se formează peste 200 de minerale cu sulf în timpul proceselor endogene. În biosferă se formează peste 150 de minerale sulfuroase (în principal sulfați); sunt răspândite procesele de oxidare a sulfurilor la sulfați, care la rândul lor se reduc la H 2 S secundar și sulfuri. Este foarte periculos - se manifestă pe vulcani, unde există o lipsă de apă, sublimare uscată din camerele de magmă fierbinte de-a lungul fumarolelor, fisuri vizibile și invizibile, cu piritizare secundară etc.

Aceste reacții au loc cu participarea microorganismelor. Multe procese din biosferă duc la concentrarea sulfului - acesta se acumulează în humusul solurilor, cărbunelui, petrolului, mărilor și oceanelor (8,9 * 10 -2%), apelor subterane, lacurilor și mlaștinilor sărate. În argile și șisturi, sulful este de 6 ori mai mult decât în ​​scoarța terestră în ansamblu, în gips - de 200 de ori, în apele sulfatate subterane - de zeci de ori. Sulful este ciclat în biosferă: este adus pe continente cu precipitații atmosferice și se întoarce în ocean cu scurgere. Sursa de sulf în trecutul geologic al Pământului a fost în principal produsele erupțiilor vulcanice care conțineau SO 2 și H 2 S. Activitatea economică umană a accelerat migrația sulfului; s-a intensificat oxidarea sulfurilor.

Sulf (galben). Depozitul Rozdolskoe, Prykarpattya, Zap. Ucraina. Foto: A.A. Evseev.

Aragonit (alb), sulf (galben). Chianchiana, Sicilia, Italia. Foto: A.A. Evseev.

Proprietățile fizice ale sulfului.

Sulful este o substanță cristalină solidă care este stabilă sub formă de două modificări alotrope. α-S rombic de culoare galben-lămâie, densitate 2,07 g/cm3, punct de topire 112,8 o C, stabil sub 95,6 o C; monoclinic β-S culoare galben miere, densitate 1,96 g/cm 3, p.t. 119,3 o C, stabil între 95,6 o C și punctul de topire. Ambele forme sunt formate din molecule S8 ciclice cu opt membri cu o energie de legătură S-S de 225,7 kJ/mol.

Când este topit, sulful se transformă într-un lichid galben mobil, care devine maro peste 160 o C, iar la aproximativ 190 o C devine o masă vâscoasă maro închis. Peste 190 o Cu vâscozitatea scade, iar la 300 o Cu sulful devine din nou fluid. Aceasta se datorează unei modificări în structura moleculelor: la 160 o C inelele S 8 încep să se rupă, trecând în lanțuri deschise; încălzirea suplimentară peste 190 ° C. scade lungimea medie a unor astfel de lanțuri.

Dacă sulf topit, încălzit la 250-300 o C, este turnat în apă rece într-un flux subțire, atunci se obține o masă elastică brun-gălbuie (sulf plastic). Se dizolvă doar parțial în disulfură de carbon și o pulbere liberă rămâne în sediment. Modificarea solubilă în CS 2 se numește λ-S, iar modificarea insolubilă se numește μ-S. Punct de topire, 113 o C (romb.), 119 o C (monocl.). Punct de fierbere 444 o C.

La temperatura camerei, ambele modificări se transformă în α-S fragil și stabil. t balot de sulf 444,6 o С (unul dintre punctele standard ale scalei internaționale de temperatură). În vaporii la punctul de fierbere, pe lângă moleculele S 8, există S 6, S 4 și S 2. La încălzirea ulterioară, moleculele mari se dezintegrează, iar la 900 o C rămâne doar S 2, care la aproximativ 1500 o C se disociază vizibil în atomi. Când vaporii de sulf foarte încălziți sunt înghețați cu azot lichid, se obține o modificare violetă, stabilă sub -80 ° C, formată din molecule de S2.

Sulful este un slab conductor de căldură și electricitate. Este practic insolubil în apă, ușor solubil în amoniac anhidru, disulfură de carbon și într-o serie de solvenți organici (fenol, benzen, dicloroetan și alții).

ADR 2.1
Gaze inflamabile
Risc de incendiu. Risc de explozie. Poate fi sub presiune. Pericol de sufocare. Poate provoca arsuri și/sau degerături. Containerele pot exploda atunci când sunt încălzite (extrem de periculoase - practic nu ard)

ADR 2.2
Butelie de gaz Gaze neinflamabile, netoxice.
Pericol de sufocare. Poate fi sub presiune. Poate provoca degeraturi (similar cu o arsura - paloare, vezicule, gangrena cu gaze negre - scartaie). Capacitățile pot exploda atunci când sunt încălzite (extrem de periculoase - explozie de la o scânteie, flacără, chibrituri, practic nu ard)
Folosiți capacul. Evitați suprafețele joase (găuri, zone joase, șanțuri)
Romb verde, număr ADR, butelie de gaz alb sau negru (cum ar fi „balon”, „termos”)

ADR 2.3
Gaze toxice... Craniu și oase încrucișate
Pericol de otrăvire. Poate fi sub presiune. Poate provoca arsuri și/sau degerături. Containerele pot exploda atunci când sunt încălzite (extrem de periculoase - răspândirea instantanee a gazelor în apropiere)
Folosiți o mască pentru abandonarea vehiculului de urgență. Folosiți capacul. Evitați suprafețele joase (găuri, zone joase, șanțuri)
Romb alb, număr ADR, craniu negru și oase încrucișate

ADR 3
Lichide inflamabile
Risc de incendiu. Risc de explozie. Containerele pot exploda atunci când sunt încălzite (extrem de periculoase - se arde ușor)
Folosiți capacul. Evitați suprafețele joase (găuri, zone joase, șanțuri)
Diamant roșu, număr ADR, flacără neagră sau albă

ADR 4.1
Solide inflamabile, substanțe autoreactive și explozivi solizi desensibilizați
Risc de incendiu. Substanțele inflamabile sau combustibile se pot aprinde de la scântei sau flăcări. Poate conține substanțe autoreactive susceptibile de descompunere exotermă în caz de încălzire, contact cu alte substanțe (cum ar fi acizi, compuși ai metalelor grele sau amine), frecare sau șoc.
Acest lucru poate duce la eliberarea de gaze sau vapori dăunători sau inflamabili sau la arderea spontană. Containerele pot exploda atunci când sunt încălzite (extrem de periculoase - practic nu ard).
Risc de explozie a explozivilor desensibilizați după pierderea desensibilizatorului
Șapte dungi roșii verticale pe fond alb, zone egale, număr ADR, flacără neagră

ADR 8
Substanțe corozive (caustice).
Risc de arsuri din cauza pielii corodate. Pot reactiona violent intre ele (componente), cu apa si alte substante. Scurgerea/vărsarea poate degaja vapori corozivi.
Sunt periculoase pentru mediul acvatic sau pentru sistemul de canalizare
Jumătatea superioară albă a unui romb, negru - inferioară, dimensiune egală, număr ADR, eprubete, mâini

Numele mărfurilor deosebit de periculoase în timpul transportului	Număr ONU	Clasă ADR
Anhidrida sulfurica, stabilizata TRIOXID DE SULF, STABILIZAT	1829	8
Anhidridă serist DIOXID DE SULF	1079	2
Disulfură de carbon SULF DE CARBON	1131	3
HEXAFLUORURĂ DE GAZ DE SULF	1080	2
ACID SULFURIC UTILIZAT	1832	8
ACID SULFURIC FURMANT	1831	8
ACID SULFURIC, care nu conține mai mult de 51% acid, sau LICHID DE ACUMULARE	2796	8
ACID SULFURIC REGENERAT DIN HUDRON ACID	1906	8
ACID SULFURIC, care conține mai mult de 51% acid	1830	8
ACID SULFURIC	1833	8
SULF	1350	4.1
SULFUL ESTE TOPIT	2448	4.1
Clorura de sulf CLORURA DE SULF	1828	8
Hexafluorura de sulf HEXAFLUORURA DE SULF	1080	2
Diclorura de sulf	1828	8
DIOXID DE SULF	1079	2
TETRAFLUORURĂ DE SULF	2418	2
TRIOXID DE SULF STABILIZAT	1829	8
CLORURĂ DE SULF	1828	8
SULF DE HIDROGEN	1053	2
SULF DE CARBON	1131	3
Chibrituri sigure în cutii, cărți, cutii de carton	1944	4.1
CHIBRIȚE DE PARAFINĂ „VESTA”	1945	4.1
Se potrivește cu parafină CHIBRIȚĂ PARAFINA "VESTA"	1945	4.1
SUPER MECIURI	2254	4.1

Descrierea și proprietățile sulfului

Sulf este o substanță care se află în grupa a 16-a, sub a treia perioadă și are un număr atomic - 16. Poate apărea atât în ​​formă nativă, cât și în formă legată. Este desemnat prin litera S. Este cunoscut formula sulfului- (Ne) 3s 2 3p 4. Sulful ca element face parte din multe proteine.

Cristale de sulf în fotografie

Dacă vorbesc despre structura atomului elementului sulf, apoi pe orbita sa exterioară există electroni, al căror număr de valență ajunge la șase.

Aceasta explică proprietatea elementului de a fi maxim hexavalent în majoritatea uniunilor. Există patru izotopi în structura unui element chimic natural și aceștia sunt 32S, 33S, 34S și 36S. Vorbind despre învelișul exterior al electronilor, atomul are o schemă 3s2 3p4. Raza atomului este de 0,104 nanometri.

Proprietățile sulfului sunt în primul rând împărțite în tip fizic. Aceasta include faptul că elementul are o compoziție cristalină solidă. Două modificări alotropice sunt starea principală în care acest element de sulf este stabil.

Prima modificare este rombica, cu o culoare galben-lămâie. Stabilitatea sa este mai mică de 95,6 ° C. Al doilea este monoclinic, cu o culoare galben miere. Stabilitatea sa variază între 95,6 ° C și 119,3 ° C.

În fotografie, sulful mineral

În timpul topirii, elementul chimic devine un lichid în mișcare care are o culoare galbenă. Devine maro, atingând temperaturi de peste 160 ° C. Și la 190 ° C culoarea gri devine maro închis. După atingerea semnului de 190 ° C, se observă o scădere a vâscozității substanței, care devine totuși fluidă după încălzirea la 300 ° C.

Alte proprietăți ale sulfului:

Practic nu conduce căldura și electricitatea.

Nu se dizolvă atunci când este scufundat în apă.

Este solubil în amoniac, care are o structură anhidră.

De asemenea, solubil în disulfură de carbon și alți solvenți organici.

LA elementul sulf caracteristic este important să adăugați și caracteristicile sale chimice. Ea este activă în acest sens. Dacă sulful este încălzit, atunci se poate combina pur și simplu cu aproape orice element chimic.

Fotografia prezintă o probă de sulf, extrasă în Uzbekistan

Cu excepția gazelor inerte. În contact cu metale, chimic. elementul formează sulfuri. Temperatura camerei încurajează elementul să reacționeze. Creșterea temperaturii crește activitatea sulfului.

Luați în considerare modul în care sulful se comportă cu substanțele individuale:

Cu metale - este un agent oxidant. Formează sulfuri.

Cu hidrogen - la temperaturi ridicate - până la 200 ° C, are loc o interacțiune activă.

Cu oxigen. Combinațiile de oxizi se formează la temperaturi de până la 280 ° C.

Cu fosfor, carbon - este un agent oxidant. Doar în absența aerului în timpul reacției.

Cu fluor, se manifestă ca un agent reducător.

Cu substanțe cu o structură complexă - și ca agent reducător.

Zăcăminte de sulf și minerit

Principala sursă de obținere a sulfului sunt depozitele acestuia. În general, există 1,4 miliarde de tone de rezerve din această substanță în întreaga lume. Este exploatat atât prin minerit deschis și subteran, cât și prin topire din subteran.

În fotografie, exploatarea sulfului în vulcanul Kawa Ijen

Dacă acest din urmă caz ​​este aplicabil, atunci se folosește apă, care este supraîncălzită și sulful este topit cu ea. În minereurile sărace, elementul este conținut în aproximativ 12%. Cei bogați - 25% sau mai mult.

Tipuri comune de depozite:

Stratiform - până la 60%.

Domul de sare - până la 35%.

Vulcanic - până la 5%.

Primul tip este asociat cu straturi numite sulfat-carbonat. În același timp, corpurile de minereu, care au o grosime de până la câteva zeci de metri și cu o dimensiune de până la sute de metri, sunt situate în roci sulfatice.

De asemenea, aceste depozite de rezervor pot fi găsite printre rocile de origine sulfat și carbonat. Al doilea tip este caracterizat de depozite cenușii, care sunt limitate la domurile de sare.

Ultimul tip este asociat cu vulcanii cu o structură tânără și modernă. În acest caz, elementul minereu are o formă lenticulară, asemănătoare unei foi. Poate conține sulf în cantitate de 40%. Acest tip de depozit este comun în centura vulcanică a Pacificului.

Depozit de sulfîn Eurasia se află în Turkmenistan, în regiunea Volga și în alte locuri. Roci de sulf se găsesc lângă malul stâng al Volgăi, care se întind din Samara. Lățimea fâșiei de stânci ajunge la câțiva kilometri. Mai mult, ele pot fi găsite până la Kazan.

În fotografie este sulf în stâncă

În Texas și Louisiana, cantități uriașe de sulf se găsesc pe acoperișurile domurilor de sare. Italienii deosebit de frumoși ai acestui element se găsesc în Romagna și Sicilia. Și pe insula Vulcano găsesc sulf monoclinic. Elementul, care a fost oxidat de pirit, a fost găsit în Urali, în regiunea Chelyabinsk.

Pentru minerit element chimic sulf utilizați metode diferite. Totul depinde de condițiile apariției sale. În același timp, desigur, se acordă o atenție deosebită siguranței.

Deoarece hidrogenul sulfurat se acumulează împreună cu minereul sulfuric, este necesar să se ia în mod deosebit în serios orice metodă de extracție, deoarece acest gaz este otrăvitor pentru oameni. De asemenea, sulful tinde să se aprindă.

Cel mai adesea folosesc o metodă deschisă. Deci, cu ajutorul excavatoarelor, părți semnificative din roci sunt îndepărtate. Apoi, cu ajutorul exploziilor, partea de minereu este zdrobită. Bucățile sunt trimise la fabrică pentru îmbogățire. Apoi - la instalația de topire a sulfului, unde se obține sulf din concentrat.

În fotografie, sulf în port, adus pe mare

În cazul apariției în adâncime a sulfului în multe volume, se utilizează metoda Frasch. Sulful se topește încă în subteran. Apoi, ca și petrolul, este pompat prin puțul forat. Această abordare se bazează pe faptul că elementul se topește ușor și are o densitate scăzută.

De asemenea, este cunoscută o metodă de separare prin centrifugă. Doar această metodă are un dezavantaj: sulful se obține cu impurități. Și apoi este necesar să se efectueze o curățare suplimentară.

În unele cazuri, se folosește metoda de fund. Alte posibilități de extracție a elementului sulf:

Abur-apă.

Filtrare.

Termic.

Centrifugal.

Extracțional.

Aplicarea sulfului

Majoritatea sulfului extras este folosit pentru a produce acid sulfuric. Și rolul acestei substanțe este foarte mare în producția chimică. Este de remarcat faptul că pentru a obține 1 tonă de substanță sulfurică sunt necesare 300 kg de sulf.

Sparklers, care strălucesc puternic și au o mulțime de coloranți, sunt, de asemenea, făcute cu sulf. Industria hârtiei este un alt domeniu în care merge o parte semnificativă a substanței extrase.

În fotografie unguent sulfuric

De multe ori aplicarea sulfului găsește atunci când satisface nevoile de producție. Iată câteva dintre ele:

Utilizare în producția chimică.

Pentru fabricarea sulfiților, sulfaților.

Fabricarea de substante pentru fertilizarea plantelor.

Pentru a obține metale neferoase.

Pentru atașarea oțelului proprietăți suplimentare.

Pentru fabricarea chibriturilor, materialelor pentru explozii și pirotehnicii.

Vopselele, fibrele din materiale artificiale - sunt realizate folosind acest element.

Pentru albirea țesăturilor.

In unele cazuri element sulf este inclus în unguente care tratează bolile de piele.

Prețul sulfului

Potrivit ultimelor știri, cererea de sulf este în creștere rapidă. Costul unui produs rusesc este de 130 USD. Pentru versiunea canadiană - 145 USD. În Orientul Mijlociu, însă, prețurile au crescut la 8 USD, rezultând un cost de 149 USD.

Fotografia prezintă un specimen mare de sulf mineral

În farmacii, puteți găsi un ciocan în pulbere de sulf la un preț de 10 până la 30 de ruble. În plus, există posibilitatea de a-l cumpăra în vrac. Unele organizații oferă să achiziționeze echipamente tehnice granulare la un preț mic. sulf gazos.

Sulful este unul dintre elementele enumerate în tabelul periodic. Substanța este încadrată în grupa 16, sub a treia perioadă. Numărul atomic al sulfului este 16. În natură, acesta poate fi găsit atât în ​​formă pură, cât și în amestec. În formulele chimice, sulful este notat cu litera latină S. Este un element din compoziția multor proteine ​​și are un număr mare de proprietăți fizice și chimice, ceea ce îl face să fie solicitat.

Proprietățile fizice și chimice ale sulfului

Proprietățile fizice de bază ale sulfului:

• Compozitie solida cristalina (forma rombica cu culoare galben deschis si forma monoclinica, caracterizata prin culoare galben miere).
• Schimbarea culorii când temperatura crește de la 100 ° C.
• Temperatura la care elementul se transformă într-o stare lichidă de agregare este de 300 ° C.
• Conductivitate termică scăzută.
• Nu se dizolvă în apă.
• Ușor solubil în concentrat de amoniac și disulfură de carbon.

Principalele caracteristici chimice ale sulfului:

• Este un agent oxidant pentru metale, formează sulfuri.
• Interacționează activ cu hidrogenul la temperaturi de până la 200 ° C.
• Formează oxizi atunci când interacționează cu oxigenul la temperaturi de până la 280 ° C.
• Interacționează bine cu fosforul, carbonul ca agent oxidant și, de asemenea, cu fluorul și alte substanțe complexe ca agent reducător.

Unde poate fi găsit sulful în natură?

Sulful nativ în volume mari nu se găsește adesea în natură. De regulă, se găsește în anumite minereuri. O rocă cu cristale pure de sulf se numește minereu care conține sulf.

Orientarea ulterioară a lucrărilor de explorare și prospectare depinde direct de modul în care s-au format aceste incluziuni în rocă. Dar omenirea nu a găsit încă un răspuns clar la această întrebare.

Există multe teorii diferite cu privire la originea sulfului nativ în roci, dar nici una nu a fost pe deplin dovedită, deoarece fenomenul de formare a acestui element este destul de complex. Versiunile de lucru ale formării minereului sulfuric includ:

• teoria singenezei: originea simultană a sulfului cu rocile gazdă;
• teoria epigenezei: formarea sulfului este mai târziu decât rocile principale;
• teoria metasomatismului: una dintre subspeciile teoriei epigenezei, este conversia gipsului și anhidridei în sulf.

Scopul aplicatiei

Sulful este folosit pentru a face o varietate de materiale, inclusiv:

• hârtie și chibrituri;
• vopsele și țesături;
• medicamente și produse cosmetice;
• cauciuc și plastic;
• amestecuri combustibile;
• îngrășăminte;
• explozivi și otrăvuri.

Pentru producția unei mașini, trebuie să cheltuiți 14 kg din această substanță. Datorită unei game atât de largi de aplicații de sulf, putem spune cu siguranță că potențialul de producție al statului depinde de rezervele și consumul acestuia.

Cea mai mare parte a dezvoltării minereurilor la nivel mondial revine producției de hârtie, deoarece compușii sulfului contribuie la producerea de celuloză. Pentru producerea a 1 tonă din această materie primă, este necesar să se consume mai mult de 1 centr de sulf. Sunt necesare volume mari din această substanță pentru a obține cauciuc în timpul vulcanizării cauciucurilor.

Utilizarea sulfului în agricultură și industria minieră

Sulful, atât sub formă pură, cât și sub formă de compuși, este utilizat pe scară largă în agricultură. Se găsește în îngrășăminte minerale și pesticide. Sulful este util pentru plante, cum ar fi fosforul, potasiul și alte substanțe, deși partea principală a îngrășământului aplicat solului nu este absorbită de acestea, dar contribuie la absorbția fosforului.

Prin urmare, sulful este adăugat în pământ în același timp cu roca fosfatică. Bacteriile din sol îl oxidează și formează acizi sulfuric și sulfuros, care reacționează cu fosforiții pentru a forma compuși ai fosforului care sunt ușor absorbiți de plante.

Industria minieră și chimică este principalul consumator de sulf. Aproximativ jumătate din resursele totale ale lumii sunt destinate acidului sulfuric. Pentru producerea unei tone din această substanță, este necesar să cheltuiți 3 cenți de sulf. Și acidul sulfuric în industria chimică este comparabil cu rolul apei pentru un organism viu.

Sunt necesare volume substanțiale de sulf și acid sulfuric în producția de explozivi și. Substanța, purificată din tot felul de aditivi, este necesară în producerea coloranților și a compușilor luminoși.

Compușii sulfului sunt utilizați în industria de rafinare a petrolului. Aceștia sunt necesari în procesul de obținere a agenților antidetonant, a uleiurilor pentru mașini și a lubrifianților pentru unitățile de ultra-înaltă presiune, precum și în lichidele de răcire care accelerează prelucrarea metalelor, poate fi inclus până la 18% sulf.

Sulful este indispensabil în industria minieră și în producția unui număr mare de produse alimentare.

Zăcămintele de sulf sunt locuri în care se acumulează minereu de sulf. Conform datelor cercetării, zăcămintele de sulf din lume sunt egale cu 1,4 miliarde de tone. Astăzi, zăcăminte ale acestor minereuri au fost găsite în diferite părți ale lumii. În Rusia - lângă malul stâng al Volgăi și în Urali, precum și în Turkmenistan. Există multe zăcăminte de minereu în SUA, și anume în Texas și Louisiana. S-au găsit zăcăminte de sulf cristalin și sunt dezvoltate până astăzi în regiunile italiene Sicilia și Romagna.

Minereurile sulfuroase sunt clasificate în funcție de procentul din această componentă. Astfel, există minereuri bogate cu un conținut de sulf de peste 25% și cele sărace - până la 12%. Există și zăcăminte de sulf:

Găsind sulf în natură

• stratiform;
• cupola de sare;
• vulcanogenă.

Acest tip de depozite, ca stratiforme, este cel mai popular. Aceste mine reprezintă 60% din producția mondială. O caracteristică a unor astfel de depozite este legătura lor cu depozitele de sulfat-carbonat. Minereurile sunt depuse în roci sulfatice. Corpurile de sulf pot avea o dimensiune de până la câteva sute de metri și au o capacitate de câteva zeci de metri.

Minele de tip dom de sare reprezintă 35% din producția mondială totală de sulf. Se caracterizează prin minereuri de sulf gri.

Ponderea minelor vulcanice este de 5%. S-au format ca urmare a erupțiilor vulcanice. Morfologia corpurilor de minereu din astfel de zăcăminte are o formă de foaie sau lenticulară. Aceste mine conțin aproximativ 40% sulf. Depozitele vulcanice sunt caracteristice centurii vulcanice din Pacific.

Pe lângă sulful nativ, un mineral important care conține sulf și compușii săi este pirita sau pirita de fier. Cea mai mare parte a producției mondiale de pirită provine din țările europene. Fracția de masă a compușilor cu sulf în pirit este de 80%. Liderii în exploatarea minereului includ Spania, Africa de Sud, Japonia, Italia și Statele Unite ale Americii.

Procesul de minerit

Extracția sulfului se realizează printr-una dintre metodele posibile, a cărei alegere depinde de tipul de depozit. Exploatarea poate fi deschisă sau subterană.

Exploatarea în cariera deschisă a minereului de sulf este cea mai comună. La începutul procesului de extracție a sulfului prin această metodă, un strat semnificativ de sol de rocă este îndepărtat de excavatoare. Apoi minereul în sine este zdrobit. Părțile extrase ale minereului sunt transportate la uzinele de procesare pentru a fi supuse unei proceduri de rafinare. După aceea, sulful este trimis în producție, unde este topit și substanța finală este obținută din concentrate.

Metoda de topire subterană

În plus, se poate folosi și metoda Frasch, care se bazează pe topirea subterană a sulfului. Această abordare este recomandabilă să se aplice pentru depozitele adânci ale substanței. După ce fosila a fost topită în mină, sulful lichid este pompat. În acest scop se amenajează puțuri speciale. Metoda lui Frasch este fezabilă doar datorită ușurinței de topire a substanței și a densității sale relativ scăzute.

Metoda de separare a minereului prin centrifugare

Particularitatea sa constă într-o caracteristică negativă: sulful extras cu ajutorul unei centrifuge are multe impurități și necesită o purificare suplimentară. În consecință, această metodă este considerată destul de costisitoare.

Dezvoltarea minereurilor în unele cazuri poate fi realizată prin următoarele metode:

• abur-apă;
• fundul gropii;
• filtrare;
• extracţie;
• termic.

Indiferent de abordarea care va fi folosită pentru extragerea din interiorul pământului, este necesară respectarea strictă a standardelor și reglementărilor de siguranță. Principalul pericol al procesului de dezvoltare a minereului sulfuric este că hidrogenul sulfurat otrăvitor și exploziv se poate acumula în depozitele sale.

Producția de sulf a crescut semnificativ după ce a fost inventată pulberea neagră. La urma urmei, sulful (împreună cu cărbunele și salitrul) este componenta sa indispensabilă. În zilele noastre, sulful este una dintre cele mai importante materii prime pentru multe industrii chimice. Consumul mondial anual de sulf este de aproximativ 20 de milioane de tone. Consumatorii săi industriali sunt o varietate de industrii: acid sulfuric, hârtie, cauciuc, chibrit etc. Sulful este, de asemenea, utilizat pe scară largă pentru combaterea dăunătorilor agricoli, în pirotehnică și parțial în medicină. În ceea ce privește conținutul în scoarța terestră (0,03%), sulful este unul dintre cele mai comune elemente. Cu toate acestea, acumulări mari de sulf nativ nu sunt comune. Mai des este prezent în unele minereuri. Minereul de sulf nativ este o rocă intercalate cu sulf pur. Când s-au format aceste incluziuni - simultan cu rocile însoțitoare sau mai târziu? Direcția lucrărilor de prospectare și explorare depinde de răspunsul la această întrebare. Dar, în ciuda miilor de ani de comunicare cu sulful, omenirea încă nu are un răspuns clar. Minereurile de sulf sunt extrase în moduri diferite - în funcție de condițiile de apariție. Dar, în orice caz, trebuie să acordați multă atenție siguranței. Depozitele de sulf sunt aproape întotdeauna însoțite de acumulări de gaze otrăvitoare, compuși ai sulfului. În plus, nu trebuie să uităm de posibilitatea arderii lui spontane.

Minereurile de sulf sunt extrase în moduri diferite - în funcție de condițiile de apariție. Dar, în orice caz, trebuie să acordați multă atenție siguranței. Depozitele de sulf sunt aproape întotdeauna însoțite de acumulări de gaze otrăvitoare - compuși ai sulfului. În plus, nu trebuie să uităm de posibilitatea arderii lui spontane.

Exploatarea minereului în cariera deschisă este după cum urmează. Excavatoarele ambulante îndepărtează straturile de roci sub care se află minereul. Stratul de minereu este zdrobit de explozii, după care bulgări de minereu sunt trimise la o instalație de îmbogățire, iar de acolo la o fabrică de topire a sulfului, de unde se extrage sulful din concentrat. Metodele de extracție sunt diferite. Unele dintre ele vor fi discutate mai jos. Și aici este potrivit să descriem pe scurt metoda de foraj de extragere a sulfului din subteran, care a permis Statelor Unite ale Americii și Mexicului să devină cei mai mari furnizori de sulf.

La sfârșitul secolului trecut, cele mai bogate zăcăminte de minereu sulfuric au fost descoperite în sudul Statelor Unite. Dar nu a fost ușor să te apropii de cusături: hidrogenul sulfurat s-a infiltrat în mine (și anume, metoda mină trebuia dezvoltată) și a blocat accesul la sulf. În plus, nisipurile mișcătoare nisipoase au interferat cu drumul lor către straturile purtătoare de sulf. Chimistul Hermann Frasch a găsit o cale de ieșire, propunând topirea sulfului în subteran și prin puțuri precum petrolul, pentru a-l pompa la suprafață.Temperatura de topire relativ scăzută (sub 120 ° C) a sulfului a confirmat realitatea ideii lui Frasch. În 1890. , au început testele, care au dus la succes.

În principiu, instalarea lui Frasch este foarte simplă: o țeavă într-o țeavă. Apa supraîncălzită este introdusă în spațiul dintre țevi și curge prin ea în rezervor. Și sulful topit se ridică de-a lungul țevii interioare, încălzit din toate părțile. Versiunea modernă a instalației Frasch este completată de a treia - cea mai îngustă țeavă. Prin el, în puț este introdus aer comprimat, ceea ce ajută la ridicarea sulfului topit la suprafață. Unul dintre principalele avantaje ale metodei Frasch este că permite obținerea sulfului relativ pur deja în prima etapă de extracție. Când extrageți minereuri de calitate superioară, această metodă este foarte eficientă.

Anterior, se credea că metoda de topire subterană a sulfului este aplicabilă numai în condițiile specifice ale „domurilor de sare” de pe coasta Pacificului din Statele Unite și Mexic. Cu toate acestea, experimentele efectuate în Polonia și URSS au infirmat această opinie. În Polonia Populară, o mare cantitate de sulf este deja extrasă prin această metodă; în 1968 au fost puse în funcţiune primele puţuri de sulf în URSS.

Iar minereul obținut în cariere și mine trebuie prelucrat (adesea cu îmbogățire preliminară) folosind diverse metode tehnologice.

Sunt cunoscute mai multe metode de obținere a sulfului din minereurile sulfuroase: abur-apă, filtrare, termică, centrifugă și extracție.

Metodele de recuperare termică a sulfului sunt cele mai vechi. În secolul al XVIII-lea, sulful era topit în grămezi - „solfatari” în Regatul Napoli. Până acum, în Italia, sulful este topit în cuptoare primitive - „calcarons”. Căldura necesară pentru topirea sulfului din minereu se obține prin arderea unei părți din sulful extras. Acest proces este ineficient, pierderile ajung la 45%.

Italia a devenit, de asemenea, locul de naștere al metodelor abur-apă pentru extragerea sulfului din minereuri. În 1859, Giuseppe Gill a primit un brevet pentru aparatul său - predecesorul autoclavelor de astăzi. Metoda autoclavei (imbunatatita semnificativ, desigur) este inca folosita in multe tari.

În procesul de autoclavă, concentratul de minereu sulfuric concentrat, care conține până la 80% sulf, este pompat în autoclavă sub formă de suspensie lichidă cu reactivi. Vaporii de apă sunt furnizați acolo sub presiune. Pulpa este încălzită la 130 ° C. Sulful conținut în concentrat se topește și este separat de rocă. După o scurtă decantare, sulful topit este evacuat. Apoi „cozile” sunt eliberate din autoclavă - o suspensie de rocă sterilă în apă? Iazurile de decantare conțin destul de mult sulf și sunt returnate în concentrator.

În Rusia, metoda autoclavei a fost aplicată pentru prima dată de inginerul K.G. Patkanov în 1896.

Autoclavele moderne sunt aparate uriașe la fel de înalte ca o clădire cu patru etaje. Astfel de autoclave sunt instalate, în special, la uzina de topire a sulfului a combinatului minier și chimic Rozdolsk din regiunea Carpaților.

În unele industrii, de exemplu, la o fabrică mare de sulf din Tarnobrzeg (Polonia), roca sterilă este separată de sulful topit folosind filtre speciale. Metoda de separare pe centrifuge speciale a fost dezvoltată recent în țara noastră. Într-un cuvânt, „minereul de aur (mai precis, minereu de aur) poate fi separat de roca goală” în diferite moduri.

Diferite țări își îndeplinesc cerințele de sulf în moduri diferite. Mexicul și SUA folosesc în principal metoda Frasch. Italia, care ocupă locul trei în rândul statelor capitaliste în ceea ce privește producția de sulf, continuă să extragă și să prelucreze (prin diverse metode) minereuri de sulf din zăcămintele siciliene și din provincia Marco. Japonia are rezerve semnificative de sulf vulcanic. Franța și Canada, care nu au sulf nativ, au dezvoltat o producție pe scară largă a acestuia din gaze. Nu există zăcăminte proprii de sulf în Anglia și Germania. Își acoperă nevoile de acid sulfuric prin prelucrarea materiilor prime care conțin sulf (în principal pirita) și importă sulf elementar.

Rusia își satisface pe deplin nevoile datorită propriilor surse de materii prime. După descoperirea și dezvoltarea bogatelor zăcăminte carpatice, URSS și Polonia și-au crescut semnificativ producția de sulf. Această industrie continuă să evolueze. Au fost construite noi întreprinderi mari în Ucraina, au fost reconstruite fabrici vechi pe Volga și în Turkmenistan, iar producția de sulf din gaze naturale și gaze reziduale a fost extinsă.