Titik leleh sulfur. Instalasi untuk mencair sulfur

Belerang - salah satu elemen yang paling umum dari kerak bumi. Paling sering terjadi pada komposisi mineral yang mengandung logam kecuali dirinya. proses yang sangat menarik terjadi ketika suhu didih dan titik leleh sulfur. proses-proses dan kompleksitas yang terkait dan kami dibahas di artikel ini. Tapi pertama-tama, kita menggali ke dalam sejarah penemuan elemen.

cerita

Dalam bentuk asli, serta dalam mineral sulfur telah dikenal sejak jaman dahulu. Dalam teks-teks Yunani yang lebih tua dijelaskan efek racunnya senyawa pada tubuh manusia. Sulfur dioksida dilepaskan selama pembakaran senyawa elemen ini sebenarnya bisa mematikan bagi manusia. Sekitar abad ke-8 mulai menggunakan sulfur di China untuk membuat campuran piroteknik. Hal ini tidak mengherankan, karena di negara ini, diyakini memiliki mesiu ditemukan.

Bahkan pada orang Mesir Kuno telah dikenal bijih yang mengandung sulfur metode pemanggangan berdasarkan tembaga. Sehingga logam diekstraksi. Sulfur meninggalkan dalam bentuk gas beracun SO _2.

Meskipun dikenal kali sejak kuno, pengetahuan yang belerang, itu adalah berkat kerja dari ilmuwan Perancis Antuana Lavuaze. Dialah yang menetapkan bahwa itu adalah anggota, dan produk pembakaran nya - oksida.

Berikut sejarah singkat berkencan dengan pria dengan unsur kimia ini. Berikutnya, kita menjelaskan secara rinci proses yang terjadi dalam perut bumi dan menyebabkan pembentukan sulfur dalam bentuk yang sekarang.

Seperti belerang muncul?

Ada kesalahpahaman umum bahwa semakin sering elemen ini ditemukan dalam asli (yaitu, murni) bentuk. Namun, hal ini tidak benar. Brimstone yang paling sering ditemukan sebagai inklusi dalam bijih lainnya.

Saat ini, ada beberapa teori tentang asal-usul unsur-unsur dalam bentuk murni. Mereka menyarankan berbeda dengan pembentukan bijih belerang dan waktu di mana ia menyelingi. Pertama, teori syngenesis melibatkan pembentukan sulfur bersama dengan bijih. Menurut dia, beberapa bakteri yang hidup di laut lebih tebal, mengurangi sulfat hadir di dalam air, untuk hidrogen sulfida. Yang terakhir, pada gilirannya, dibangkitkan mana oleh bakteri lain teroksidasi menjadi sulfur. Dia jatuh ke bawah, bercampur dengan lumpur, dan kemudian bersama-sama mereka membentuk bijih.

Inti dari teori epigenetik - bahwa sulfur dalam bijih terbentuk di dalamnya paling. Ada beberapa cabang. Kami akan memberitahu Anda hanya sekitar varian yang paling umum dari teori ini. Ini terdiri sini dalam apa: air bawah tanah yang mengalir melalui akumulasi bijih sulfat diperkaya oleh mereka. Kemudian, melewati bidang minyak dan gas, ion sulfat direduksi menjadi hidrogen sulfida hidrokarbon karena. Hidrogen sulfida, naik ke permukaan teroksidasi oleh oksigen atmosfer ke sulfur, yang disimpan di bebatuan, membentuk kristal. Teori ini baru-baru ini menemukan lebih banyak bukti, tetapi masih merupakan pertanyaan terbuka tentang kimia dari transformasi ini.

Dari proses asal sulfur di alam melanjutkan ke modifikasinya.

Allotropy dan polimorfisme

Sulfur, seperti banyak unsur-unsur lain dari tabel periodik, ada di alam dalam beberapa bentuk. Dalam kimia, mereka disebut modifikasi allotropic. Ada sulfur belah ketupat. Titik lebur itu agak lebih rendah dari modifikasi kedua: monoklinik (112 dan 119 derajat Celcius). Tetapi mereka berbeda dalam struktur sel satuan. belerang berbentuk belah ketupat lebih padat dan tahan. Hal ini dapat dengan memanaskan 95 derajat untuk pindah ke bentuk kedua - monoklinik. Kami membahas elemen kami memiliki analog dalam tabel periodik. Polimorfisme sulfur, selenium dan telurium, para ilmuwan telah dibahas sejauh ini. Mereka memiliki hubungan yang sangat erat antara mereka, dan semua modifikasi yang mereka bentuk, sangat mirip.

Dan kemudian kita akan melihat proses yang terjadi dalam pencairan sulfur. Tapi sebelum Anda mulai, itu harus sedikit saus dalam struktur kisi kristal dari teori dan fenomena yang terjadi selama transisi fase materi.

Apa kristal?

Seperti diketahui, dalam substansi keadaan gas adalah dalam bentuk molekul (atau atom) yang bergerak secara acak dalam ruang. Substansi cair partikel yang dikelompokkan bersama-sama, tetapi masih memiliki cukup banyak kebebasan bergerak. Dalam keadaan agregat padat adalah sedikit berbeda. Di sini, tingkat rangka meningkatkan nilai maksimum, dan atom membentuk kisi kristal. Hal ini, tentu saja, osilasi terjadi, tetapi mereka memiliki amplitudo yang sangat kecil dan tidak bisa disebut gerakan bebas.

Setiap kristal dapat dibagi menjadi sel-sel SD - koneksi serial seperti atom yang diulang-ulang seluruh volume senyawa sampel. Di sini perlu untuk menjelaskan bahwa sel tersebut - bukan kisi kristal, dan kemudian atom diatur dalam angka volume yang tertentu bukan di node-nya. Untuk masing-masing kristal, mereka unik, tetapi mereka dapat dibagi menjadi beberapa jenis utama (sistem kristal) tergantung pada geometri: triklinik, monoklin, ortorombik, rombohedral, tetragonal, heksagonal, kubik.

Mari kita telaah secara singkat masing-masing jenis grid, karena mereka berbagi beberapa subspesies. Dan kita akan mulai dengan apa yang mungkin mereka berbeda di antara mereka sendiri. Pertama, adalah rasio panjang sisi, dan kedua, sudut antara mereka.

Dengan demikian, sistem kristal triklinik, yang terendah dari semua, adalah kisi dasar (jajaran genjang) dimana semua sisi dan sudut yang tidak sama. wakil lain yang disebut kategori syngonies rendah - monoklinik. Ada dua sudut sel 90 derajat, dan semua pihak memiliki panjang yang berbeda. Jenis berikutnya terkait dengan kategori yang lebih rendah, - sistem ortorombik. Ini memiliki tiga sisi yang tidak sama satu sama lain, tapi semua sudut-sudut angka-angka 90 derajat.

Mari kita beralih ke kategori menengah. Dan yang pertama dari anggotanya - dari sistem tetragonal. Berikut analogi ini tidak sulit untuk menebak bahwa semua sudut gambar, dia adalah sama dengan 90 derajat, serta dua dari tiga sisi yang sama. Perwakilan berikutnya - rhombohedral (trigonal) sistem kristal. Ini semua sedikit lebih menarik. Tipe ini ditentukan oleh tiga sisi identik dan tiga sudut, yang sama di antara mereka sendiri, tapi tidak lurus.

Pilihan terakhir adalah kategori menengah - sistem heksagonal. Dalam definisi yang lebih kompleks. perwujudan ini didasarkan pada tiga sisi, dua di antaranya adalah sama dan membentuk sudut 120 derajat, dan yang ketiga adalah di bidang tegak lurus kepada mereka. Jika Anda mengambil sistem heksagonal tiga-sel dan melampirkannya ke satu sama lain, kita mendapatkan silinder dengan dasar heksagonal (yang mengapa dia memiliki nama seperti itu, karena "hexa" dalam bahasa Latin berarti "enam").

Namun puncak dari semua sistem kristal memiliki simetri dalam semua arah - kubik. Dia adalah satu-satunya milik kategori tertinggi. Di sini Anda bisa mencari tahu bagaimana hal itu dapat dicirikan. Semua sudut dan sisi yang sama satu sama lain dan membentuk kubus.

Jadi kami selesai analisis teori kelompok utama sistem kristal, dan sekarang memberitahu lebih lanjut tentang struktur dari berbagai bentuk sulfur, dan sifat-sifat yang mengikuti dari ini.

Struktur belerang

Seperti telah disebutkan, sulfur memiliki dua modifikasi: monoklinik dan ortorombik. Setelah partisi dengan teori tentu menjadi jelas bagaimana mereka berbeda. Tapi seluruh titik adalah bahwa, tergantung pada suhu struktur kisi dapat bervariasi. Semua sedang dalam proses transformasi yang terjadi ketika suhu leleh sulfur tercapai. Kemudian kisi kristal benar-benar hancur, dan atom-atom yang lebih atau kurang bebas bergerak di ruang angkasa.

Tapi kembali ke struktur dan karakteristik suatu zat seperti sulfur. Sifat-sifat unsur kimia sangat tergantung pada struktur mereka. Misalnya, sulfur dalam karakteristik kekuatan struktur kristal memiliki sifat flotasi. partikel yang tidak dibasahi oleh air, dan menempel padanya gelembung menyeret mereka ke permukaan. Dengan demikian, benjolan belerang mengapung saat direndam dalam air. Ini melibatkan beberapa metode memisahkan elemen dari campuran sejenisnya. Dan kemudian kita akan melihat metode dasar produksi senyawa ini.

pencabutan

Belerang mungkin ada dengan berbagai mineral, dan karenanya pada kedalaman yang berbeda. Tergantung pada ini, memilih metode produksi yang berbeda. Jika kedalaman kecil dan tidak ada akumulasi gas bawah tanah yang menghambat produksi, bahan yang ditambang dengan metode terbuka: lapisan yang bersih dari batu dan menemukan bijih yang mengandung sulfur, mengirimkannya untuk didaur ulang. Tapi jika kondisi ini tidak terpenuhi dan ada bahaya, kemudian menggunakan metode downhole. Seperti yang diperlukan bahwa titik leleh sulfur dicapai. Untuk melakukan hal ini, menggunakan instalasi khusus. Peralatan untuk mencair blok belerang dengan cara ini adalah suatu keharusan. Tapi proses ini -Slightly nanti.

Secara umum, ekstraksi belerang dengan cara apapun ada risiko tinggi keracunan, karena sering dengan dia bohong hidrogen sulfida dan belerang dioksida, yang sangat berbahaya bagi manusia.

Untuk lebih memahami apa keuntungan dan kerugian memiliki metode ini atau itu, melihat metode pengolahan bijih yang mengandung sulfur.

pencabutan

Di sini, juga, ada beberapa teknik yang didasarkan pada yang sama sekali berbeda sifat belerang. Diantaranya adalah termal, ekstraksi, uap, dan filtrasi sentrifugal.

Kebanyakan dari mereka diuji - termal. Mereka didasarkan pada kenyataan bahwa suhu leleh dan belerang mendidih lebih rendah dari bijih di mana ia "terjepit". Satu-satunya masalah adalah bahwa banyak dari daya yang dikonsumsi. Untuk menjaga suhu sebelumnya harus membakar belerang. Meskipun kesederhanaan dari metode ini adalah tidak efektif, dan kerugian bisa sampai ke rekor 45 persen.

Kami adalah pada cabang perkembangan sejarah, sehingga lanjutkan ke metode uap air. Tidak seperti termal metode ini masih digunakan di banyak pabrik. Ironisnya, mereka didasarkan pada properti yang sama - tidak seperti titik didih dan melelehkan belerang dari angka-angka masing-masing untuk logam pendamping. Satu-satunya perbedaan adalah bagaimana memanaskan. Seluruh proses berjalan di otoklaf - instalasi khusus. Ada makan sulfat diperkaya bijih yang mengandung hingga 80% dari elemen yang dihasilkan. Kemudian, ke dalam autoclave di bawah tekanan disuntikkan uap panas. Pemanasan sampai 130 derajat Celcius, belerang dilebur dan dihapus dari sistem. Tentu saja, tetap dan disebut-ekor - partikel belerang yang mengambang di air yang terbentuk akibat kondensasi uap air. Mereka dihapus dan kembali diperbolehkan dalam proses, karena ada juga terkandung banyak dari kita item yang diinginkan.

Salah satu metode yang paling modern - centrifuge. By the way, ia mengembangkan di Rusia. Singkatnya, esensi dari itu adalah bahwa mencair adalah campuran belerang dan mineral, yang menyertainya terjun ke centrifuge dan berputar dengan kecepatan tinggi. Lebih heavy rock karena gaya sentrifugal cenderung ke pusat, dan belerang itu sendiri tetap lebih tinggi. Berikutnya, lapisan ini hanya terpisah satu sama lain.

Ada metode lain, yang juga masih digunakan dalam produksi. Ini terdiri dalam pemisahan mineral sulfur melalui filter khusus.

Pada artikel ini, kita hanya akan membahas metode ekstraksi termal tidak diragukan lagi merupakan elemen penting bagi kita.

Proses peleburan

Studi perpindahan panas dalam pencairan sulfur - sebuah pertanyaan penting, karena merupakan salah satu cara yang paling ekonomis dari ekstraksi elemen ini. Kita bisa menggabungkan parameter sistem selama pemanasan, dan kita perlu menghitung kombinasi optimal mereka. Inilah sebabnya mengapa penelitian dilakukan pertukaran panas dan analisis karakteristik proses peleburan belerang. Ada beberapa jenis pengaturan untuk proses ini. Boiler untuk mencair belerang - salah satu dari mereka. Persiapan elemen yang diinginkan menggunakan produk ini - metode pembantu. Namun, saat ini ada unit khusus - unit untuk blok leleh sulfur. Hal ini dapat secara efektif digunakan dalam produksi untuk mendapatkan sulfur kemurnian tinggi dalam jumlah besar.

Untuk tujuan di atas pada tahun 1890 diciptakan instalasi, yang memungkinkan mencair sulfur di kedalaman dan memompa ke permukaan melalui pipa. bentuknya yang sederhana dan efisien dalam operasi: dua tabung di satu sama lain. Dengan tabung luar beredar superheated ke 120 derajat (titik leleh sulfur) pasang. Akhir dari ban dalam sampai ke deposito dari item yang diinginkan kepada kami. air dipanaskan, belerang mulai mencair dan pergi ke luar. Itu cukup sederhana. Dalam versi modern dari instalasi mengandung tabung lain: itu adalah di dalam pipa dengan belerang, dan begitu seterusnya, udara terkompresi, yang menyebabkan meleleh untuk naik lebih cepat.

Ada beberapa metode, dan salah satunya adalah mencapai suhu leleh sulfur. Diturunkan ke tanah dua elektroda dan biarkan mereka bicara. Sejak sulfur - dielektrik khas, tidak menghantarkan listrik dan mulai memanas. Oleh karena itu meleleh dan melalui pipa, seperti pada proses pertama dipompa keluar. Jika Anda ingin mengirim sulfur menjadi asam sulfat, maka dinyalakan di bawah tanah, dan produksi gas yang dihasilkan ke luar. Its dookislyayut ke sulfur oksida (VI), dan kemudian dilarutkan dalam air untuk mendapatkan produk akhir.

Kami telah memeriksa pencairan sulfur, pabrik peleburan sulfur dan metode produksinya. Sekarang saatnya untuk mencari tahu mengapa kita membutuhkan metode canggih tersebut. Bahkan, analisis dari proses peleburan sulfur dan kontrol suhu sistem perlu dibersihkan dengan baik dan efektif menerapkan produk ekstraksi akhir. Setelah belerang - salah satu elemen paling penting yang memainkan peran kunci dalam banyak bidang kehidupan kita.

aplikasi

Berarti untuk berbicara, yang berlaku di mana senyawa sulfur. Lebih mudah untuk mengatakan di mana mereka tidak berlaku. Belerang dalam karet dan produk karet, dalam gas yang dimasukkan ke dalam rumah (di mana perlu untuk mengidentifikasi kebocoran dalam hal tersebut). Ini adalah yang paling contoh sehari-hari dan sederhana. Bahkan, aplikasi yang tak terhitung jumlahnya belerang. Daftar mereka semua hanya tidak realistis. Tetapi jika kita ambil untuk melakukan hal ini, ternyata belerang - salah satu unsur yang paling penting bagi umat manusia.

kesimpulan

Dari artikel ini, Anda belajar bagaimana suhu leleh sulfur dari elemen begitu penting bagi kami. Jika Anda tertarik dalam proses ini dan studi, Anda mungkin belajar sesuatu yang baru. Sebagai contoh, mungkin terutama leleh sulfur. Dalam hal apapun, tidak ada batasan untuk kesempurnaan, dan tidak satupun dari kita tidak akan mencegah proses pengetahuan yang terjadi di industri. Anda bebas untuk melanjutkan pengembangan seluk-beluk teknologi proses produksi, ekstraksi dan pengolahan sulfur dan unsur-unsur lain yang terkandung dalam kerak bumi.