Тачка топљења сумпора. Инсталације за топљење сумпора

Сумпор је један од најчешћих елемената земаљске коре. Најчешће се налази у минерали који поред тога садрже и метале. Веома занимљиви су процеси који се јављају када су тачка кључања и тачка топљења сумпора веома занимљиви. Ови процеси, као и пратеће потешкоће, ћемо размотрити у овом чланку. Али прво ћемо ући у историју откривања овог елемента.

Историја

У својој природној форми, као иу саставу минерала, сумпор је познат још од антике. Стари грчки текстови описују токсичан ефекат његових једињења на људско тело. Сулфурни гас, који се ослобађа спаљивањем једињења овог елемента, заиста може бити смртоносан за људе. Око ВИИИ века, сумпор је коришћен у Кини за припрему пиротехничких смеша. Није чудно, јер се у овој земљи верује, измишљен барут.

Чак иу древном Египту, људи су знали начин сагоревања руде која садржи сумпор базиран на бакру. Дакле, овај метал је миниран. Сумпор је евакуисан као отровни гас СО ₂ .

Упркос славу из древних времена, знање о томе шта представља сумпор потичу из дела француског природњака Антоине Лавоисиерја. Утврдио је да је то елемент, а производи његовог сагоријевања су оксиди.

Ево кратке историје датинг људи са овим хемијским елементом. Затим ћемо детаљно описати процесе који се јављају у земљишту и доводе до стварања сумпора у облику у коме је сада.

Како се појављује сумпор?

Постоји честа погрешна претпоставка да се најчешће овај елемент јавља у природном (то јест, чистом) облику. Међутим, ово није сасвим тачно. Нативни сумпор најчешће се проналази као импрегнација у другој руди.

Тренутно постоји неколико теорија о пореклу елемента у чистој форми. Они претпостављају разлику у времену формирања сумпора и руда у које је пролазила. Први, теорија синегезе, претпоставља формирање сумпора заједно са рудама. Према њему, неке бактерије које живе у дебљини океана, обновиле су сулфате, које су у води, до водоник сулфида. Последње, по други пут, порасло је горе, где је оксидовано до сумпора уз помоћ других бактерија. Падао је на дно, помешан са муљем, а потом су заједно створили руду.

Суштина теорије епигенезе је да се сумпор у руди формира касније од себе. Постоји неколико грана. Причаћемо само о најчешћи верзији ове теорије. Састоји се у томе: обнављају се подземне воде, које пролазе кроз акумулације сулфатних руда. Затим, пролазећи кроз поља нафте и гаса, сулфатни јони се своде на водоник сулфид због угљоводоника. Сумпорни водоник, који се подиже на површину, оксидише се ваздухом кисеоником у сумпор, који се наслања у стене, формирајући кристале. Ова теорија недавно је пронашла све више доказа, али до сада питање кемије ових трансформација остаје отворено.

Од процеса настанка сумпора у природи, прелазимо на његове модификације.

Аллотропија и полиморфизам

Сумпор, као и многи други елементи периодичне таблице, постоји у природи у неколико облика. У хемији се зову алотропске модификације. Постоји сиви ромбички. Његова тачка топљења је нешто нижа од оне код друге модификације: моноклинична (112 и 119 степени Целзијуса). И разликују се у структури елементарних ћелија. Рхомбски сумпор је густ и стабилнији. Може се загријати до 95 степени у другом облику - моноклинику. Елемент о којем дискутујемо има аналогију у периодичној табели. Научници су до сада размотрили полиморфизам сумпора, селена и телурија. Они имају веома блиске односе једни са другима, а све модификације које оне формирају су веома сличне.

И онда ћемо анализирати процесе који се јављају током таљења сумпора. Али прије него што започнете, требало би мало да помакнете у теорију структуре кристалне решетке и појаве које се јављају током фазних прелаза материје.

Од чега се кристал састоји?

Као што је познато, у плинском стању супстанца је у облику молекула (или атома) који се случајно крећу у свемиру. У течној супстанци, њене саставне честице су груписане заједно, али и даље имају довољно слободе кретања. У чврстом стању, све је мало другачије. Ево, степен поруџбине се повећава до његове максималне вредности, а атоми стварају кристално решетке. У њему се, наравно, јављају осцилације, али имају веома малу амплитудо, а то се не може назвати слободним кретањем.

Сваки кристал може се поделити у елементарне ћелије - таква узастопна једињења атома, која се понављају кроз узорак једињења. Овде је вредно разјаснити да такве ћелије нису кристална решетка, и овде се атоми налазе унутар волумена одређене фигуре, а не на његовим чворовима. За сваки кристал су индивидуални, али могу се подијелити на неколико основних типова (синергије) у зависности од геометрије: триклинички, моноклинични, ромбични, ромбоеднички, тетрагонални, хексагонални, кубни.

На кратко анализирајте сваку врсту решетке, јер су подељени на неколико подврста. И почећемо са оним што могу да се разликују једни од других. Прво, то је однос дужине страна, а друго, угао између њих.

Дакле, триклиничка синергија, најнижа од свих, је елементарна решетка (паралелограм) у којој све стране и углови нису једнаки. Још један представник тзв. Ниже категорије синдиката је моноклиничан. Овде су два ћелијска угла 90 степени, а све стране имају различите дужине. Следећа врста, која припада најнижој категорији, је ромбична синдикат. Има три неједнаке стране, али сви углови слике су једнаки за 90 степени.

Идемо у средњу категорију. А његов први термин је тетрагонални систем. Овде, по аналогији, није тешко претпоставити да су сви углови фигура које она представља једнак 90 степени, а такође су и две од три стране једнаке једна другој. Следећи представник је ромбоедарска (тригонска) синдикација. Овде је све мало интересантније. Овај тип је одређен са три идентичне стране и три угла, који су једнаки једна другој, али нису равна.

Последња варијанта средње категорије је хексагонална синхонија. У својој дефиницији, још више сложеност. Ова варијанта је саграђена са три стране, од којих су два једнака и формирају угао од 120 степени, а трећи је у равни правцу према њима. Ако узмемо три хексагоналне ћелије и применимо их једни на друге, добијемо цилиндар са хексагоналном базом (због тога то име има, јер "хекса" на латинском значи "шест").

Па, врх свих синдиката, који има симетрију у свим правцима, је кубичан. Она је једина која припада највишој категорији. Овде можете одмах да погодите како се може окарактерисати. Сви углови и стране су једнаки једни другима и формирају коцку.

Дакле, завршили смо анализу теорије о основним групама синергија, а сада ћемо детаљније говорити о структури различитих облика сумпора и својствима која су резултат тога.

Структура сумпора

Као што је већ поменуто, сумпор има две модификације: ромбични и моноклинични. После поделе са теоријом, постало је јасно за шта су различити. Али цела ствар је да, у зависности од температуре, структура мреже може да се промени. Цела та тачка је у процесу трансформација које се одвијају када се достигне тачка топљења сумпора. Тада је кристална мрежа потпуно уништена, а атоми могу слободније да се крећу у свемиру.

Али, вратимо се на структуру и карактеристике такве супстанце као сумпора. Особине хемијских елемената у великој мјери зависе од њихове структуре. На пример, сумпор, због своје кристалне структуре, има својство флотације. Њене честице нису мокра водом, а мехурићи ваздуха притежу на површину. Тако се сиви сумпор појављује када се урони у воду. Ово је основа за неке методе одвајања овог елемента од мешавине сличног. И онда ћемо анализирати основне методе рударења овог једињења.

Екстракција

Сумпор може да лежи различитим минералима, а самим тим и на различитим дубинама. У зависности од тога, бирају се различите методе екстракције. Ако је дубина мала и не постоје акумулације гасова под земљом које ометају екстракцију, онда се материјал екстрахује на отворен начин: слојеви стена се уклањају и проналаска руде која садржи сумпор, шаље се на обраду. Међутим, ако ови услови нису испуњени и постоје опасности, користи се метода у удубљењу. Захтева да се достигне тачка топљења сумпора. Да бисте то урадили, примените посебна подешавања. Апарат за топљење сумпорне киселине у овом поступку је једноставно потребан. Али о овом процесу, мало касније.

Генерално, када се на било који начин рударство сумпора, постоји висок ризик од тровања, јер чешће са њом леже водоник-сулфид и сумпор-диоксид, који су веома опасни за људе.

Да бисмо боље схватили који су недостаци и предности овог или оног метода, упознаћемо се са методама обраде руде која садржи сумпор.

Екстракција

Овде такође постоји неколико техника заснованих на потпуно различитим особинама сумпора. Међу њима разликују се термалне, екстрактивне, пароводне, центрифугалне и филтрације.

Највише доказано од њих су термални. Они се заснивају на чињеници да је тачка кључања и тачка топљења сумпора нижа од оне у рудама у које се "клини". Једини проблем је у томе што се троши пуно енергије. Да би се одржала температура, потребно је спалити део сумпора. Упркос све једноставности, овај метод је неефикасан, а губици могу достићи рекордних 45%.

Идемо на грану историјског развоја, па се окрећемо методу паре воде. За разлику од термалних, ове методе се и даље користе у многим фабрикама. Чудно, они се заснивају на истој својини - разлику између тачке кључања и тачке топљења сумпора из сличних параметара за пратеће метале. Једина разлика је како се греје. Цео процес је у аутоклавама - специјалним инсталацијама. Постоји обогаћена сумпорна руда, која садржи до 80% екстрахованог елемента. Затим, под притиском, паре вреле воде пребацују се у аутоклав. Загревање до 130 степени Целзијуса, сумпор се раствара и уклања из система. Наравно, ту су и тзв. Репи - честице сумпора које плутају у води, формиране услед кондензације водене паре. Они се уклањају и враћају у процес, јер и тамо постоји пуно елемента који нам је потребан.

Једна од најмодернијих метода је центрифугална. Иначе, развио се у Русији. Укратко, његова суштина је у томе што је течност мешавине сумпора и минерала, коју прати, потопљена у центрифугу и развија се са великом брзином. Тежа стена, услед центрифугалне силе, тежи из центра, док сам сумпор остаје већи. Затим се добијени слојеви једноставно одвајају једни од других.

Постоји још један метод, који се и даље користи у производњи. У сепарацији сумпора из минерала кроз посебне филтере.

У овом чланку разматрамо само термичке методе израде елемента који су без сумње важни за нас.

Процес топљења

Истраживање преноса топлоте током таљења сумпора је важно питање, јер је ово један од најекономичнијих начина за извлачење овог елемента. Параметри система можемо комбиновати са грејањем, а потребно је израчунати оптималну комбинацију. У ту сврху се спроводи проучавање размене топлоте и анализа карактеристика процеса топљења сумпора. Постоји неколико врста инсталација за овај процес. Један од њих је бојлер за топљење сумпора. Добијање предмета који тражите помоћу овог производа је само помоћна метода. Међутим, данас постоји посебна инсталација - апарат за топљење сумпорног сумпора. Може се ефикасно искористити у производњи како би се произвела велика чистоћа сумпора у великој количини.

За горенаведену намену, 1890. године изумљена је инсталација која омогућава да се сумпор топи на дубини и пумпа на површину цевима. Његов дизајн је довољно једноставан и ефикасан у раду: две цеви су једне у другу. Пара циркулише прегрејано на 120 степени (тачка топљења сумпора) кроз спољну цев. Крај унутрашње цеви достиже депозите елемента који нам је потребан. Када се загрева водом, сумпор почиње да се топи и излази. Све је довољно једноставно. У савременој верзији инсталација садржи још једну цев: она је унутар цеви са сумпором, а кроз њега пролази компримовани ваздух, што доводи до бржег растлаћења талине.

Постоји неколико других метода, ау једној од њих постигнута је тачка топљења сумпора. Под земљом се спуштају две електроде и кроз њих се испуштају струје. Пошто је сумпор типичан диелектрик, он не проводи струју и почиње да се загреје снажно. Стога се топи и, помоћу цеви, као у првом поступку, испушта се. Ако се сумпор треба послати на производњу сумпорне киселине, онда се запали под земљом и гас се испушта споља. Оксидира се на сумпорни оксид (ВИ), а затим се раствара у води како би се добио коначни производ.

Анализирали смо таљење сумпора, тачку топљења сумпора и методе његовог екстракције. Сада је вријеме да сазнамо зашто су такве компликоване методе потребне. У ствари, неопходне су анализе поступка топљења сумпора и система за контролу температуре како би се очистио и ефикасно користио крајњи производ екстракције. На крају крајева, сумпор је један од најважнијих елемената који играју кључну улогу у многим сферама нашег живота.

Апликација

Без смисла је рећи где се користе сумпорна једињења. Лакше је рећи где се не примењују. Сумпор је у било којој гумени и гумени производи, у гасу, који се пуни домовима (тамо је потребно идентификовати цурење у случају таквих). Ово су најчешћи и једноставнији примери. Заправо, сфере примене сумпора су безбројне. Да их набројите, једноставно је нереално. Али ако се обавезујемо да то урадимо, испада да је сумпор један од најосновнијих елемената за човечанство.

Закључак

Из овог чланка сте научили шта је тачка топљења сумпора, који је овај елемент толико важан за нас. Ако сте заинтересовани за овај процес и његову студију, онда сте сигурно научили нешто ново за себе. На пример, то може бити карактеристика таљења сумпора. У сваком случају, нема границе до савршенства, и ниједном од нас неће бити спречени да сазнају процесе који се одвијају у индустрији. Можете самостално наставити да савладате технолошке суптилности екстракције, опоравка и прераде сумпора и других елемената садржаних у земаљској кори.