Kükürd yer qabığının ən çox yayılmış elementlərindən biridir. Çox vaxt ona əlavə olaraq metallar olan mineralların tərkibində olur. Kükürdün qaynama və ərimə nöqtəsinə çatdıqda baş verən proseslər çox maraqlıdır. Bu yazıda bu prosesləri, eləcə də onlarla bağlı çətinlikləri təhlil edəcəyik. Ancaq əvvəlcə bu elementin kəşf tarixinə nəzər salaq.
Tarix
Doğma formada, eləcə də mineralların tərkibində kükürd qədim zamanlardan məlumdur. Qədim yunan mətnlərində onun birləşmələrinin insan orqanizminə zəhərli təsiri təsvir olunur. Bu elementin birləşmələrinin yanması zamanı ayrılan kükürd dioksidi həqiqətən insanlar üçün ölümcül ola bilər. Təxminən 8-ci əsrdə Çində kükürd pirotexniki qarışıqların hazırlanmasında istifadə olunmağa başladı. Təəccüblü deyil, çünki barıtın məhz bu ölkədə icad edildiyinə inanılır.
Hətta Qədim Misirdə insanlar misə əsaslanan kükürd tərkibli filizi qovurmaq üsulunu bilirdilər. Metal bu şəkildə çıxarıldı. Kükürd zəhərli qaz şəklində qaçdı SO2.
Qədim dövrlərdən bəri məşhur olmasına baxmayaraq, kükürdün nə olduğu haqqında məlumat fransız təbiətşünası Antuanın işi sayəsində əldə edilmişdir. Lavoisier. Onun bir element olduğunu və onun yanma məhsullarının oksid olduğunu müəyyən edən o idi.
İnsanların bu kimyəvi elementlə tanışlığının belə qısa tarixi budur. Sonra yerin bağırsaqlarında baş verən və kükürdün indiki formada əmələ gəlməsinə səbəb olan proseslər haqqında ətraflı danışacağıq.
Kükürd necə əmələ gəlir?
Bu elementin ən çox öz doğma (yəni təmiz) formasında olması barədə ümumi yanlış fikir var. Lakin bu, tamamilə doğru deyil. Doğma kükürd ən çox digər filizin tərkibində olur.
Hazırda elementin ən saf formada mənşəyi ilə bağlı bir neçə nəzəriyyə mövcuddur. Onlar kükürdün və onun kəsişdiyi filizlərin əmələ gəlmə vaxtı fərqini təklif edirlər. Birincisi, singenez nəzəriyyəsi, filizlərlə birlikdə kükürdün əmələ gəlməsini nəzərdə tutur. Onun sözlərinə görə, okeanda yaşayan bəzi bakteriyalar sudakı sulfatları hidrogen sulfidə qədər azaldıb. Sonuncu, öz növbəsində, yüksəldi, burada digər bakteriyaların köməyi ilə kükürd oksidləşdi. O, dibə düşdü, lillə qarışdı və sonra onlar birlikdə filiz əmələ gətirdilər.
Epigenez nəzəriyyəsinin mahiyyəti filizdəki kükürdün özündən gec əmələ gəlməsidir. Burada bir neçə filial var. Biz yalnız bu nəzəriyyənin ən geniş yayılmış versiyası haqqında danışacağıq. O, bundan ibarətdir: sulfat filizlərinin yığılmalarından axan qrunt suları onlarla zənginləşir. Daha sonra neft və qaz yataqlarından keçərək sulfat ionları karbohidrogenlərin hesabına hidrogen sulfidə qədər azalır. Səthə çıxan hidrogen sulfid oksidləşiratmosfer oksigenindən kükürd, qayalarda yerləşərək kristallar əmələ gətirir. Bu nəzəriyyə son vaxtlar getdikcə daha çox təsdiq tapıb, lakin bu çevrilmələrin kimyası ilə bağlı sual açıq qalır.
Təbiətdə kükürdün yaranması prosesindən onun modifikasiyalarına keçək.
Allotropiya və polimorfizm
Kükürd, dövri cədvəlin bir çox digər elementləri kimi, təbiətdə bir neçə formada mövcuddur. Kimyada bunlara allotrop modifikasiyalar deyilir. Rombvari kükürd var. Onun ərimə nöqtəsi ikinci modifikasiyadan bir qədər aşağıdır: monoklinik (112 və 119 dərəcə Selsi). Və elementar hüceyrələrin quruluşunda fərqlənirlər. Rombvari kükürd daha sıx və sabitdir. 95 dərəcəyə qədər qızdırıldıqda ikinci formaya - monoklinikə keçə bilər. Müzakirə etdiyimiz elementin dövri cədvəldə analoqları var. Kükürd, selen və tellurun polimorfizmi hələ də alimlər tərəfindən müzakirə olunur. Onların bir-biri ilə çox yaxın əlaqələri var və onların yaratdığı bütün dəyişikliklər çox oxşardır.
Və sonra kükürdün əriməsi zamanı baş verən prosesləri təhlil edəcəyik. Lakin işə başlamazdan əvvəl kristal qəfəsin quruluşu nəzəriyyəsinə və maddənin faza keçidləri zamanı baş verən hadisələrə bir az da daxil olmalısınız.
Kristal nədən hazırlanır?
Bildiyiniz kimi, qaz halında maddə kosmosda təsadüfi hərəkət edən molekullar (və ya atomlar) şəklindədir. maye maddədəonun tərkib hissəcikləri qruplaşdırılıb, lakin hələ də kifayət qədər böyük hərəkət azadlığına malikdir. Möhkəm bir birləşmə vəziyyətində hər şey bir az fərqlidir. Burada nizamın dərəcəsi maksimum dəyərinə qədər artır və atomlar kristal qəfəs əmələ gətirir. Təbii ki, orada dalğalanmalar var, lakin onların çox kiçik amplitudası var və bunu sərbəst hərəkət adlandırmaq olmaz.
Hər hansı bir kristal elementar hüceyrələrə bölünə bilər - nümunə birləşməsinin bütün həcmi boyunca təkrarlanan atomların belə ardıcıl birləşmələri. Burada belə hüceyrələrin kristal qəfəs olmadığını və burada atomların onun düyünlərində deyil, müəyyən bir fiqurun həcminin içərisində yerləşdiyini aydınlaşdırmağa dəyər. Hər bir kristal üçün onlar fərdi, lakin həndəsədən asılı olaraq bir neçə əsas növə (sinqoniyaya) bölünə bilər: triklinik, monoklinik, rombik, rombedral, tetraqonal, altıbucaqlı, kubik.
Hər növ şəbəkəni qısaca təhlil edək, çünki onlar bir neçə alt növə bölünürlər. Və onların bir-birindən necə fərqlənə biləcəyindən başlayaq. Birincisi, bunlar tərəflərin uzunluqlarının nisbətləri, ikincisi, aralarındakı bucaqdır.
Beləliklə, triklinik sinqoniya, ən aşağısı, bütün tərəflərin və bucaqların bir-birinə bərabər olmadığı elementar qəfəsdir (paraleloqram). Sinqoniyaların aşağı kateqoriyası adlanan başqa bir nümayəndəsi monoklinikdir. Burada hüceyrənin iki küncü 90 dərəcədir və bütün tərəflər müxtəlif uzunluqlara malikdir. Ən aşağı kateqoriyaya aid olan növbəti növ rombik sinqoniyadır. Onun üç qeyri-bərabər tərəfi var, lakin fiqurun bütün bucaqları var90 dərəcəyə bərabərdir.
Orta kateqoriyaya keçək. Və onun ilk üzvü tetraqonal sinqoniyadır. Burada bənzətmə ilə onun təmsil etdiyi fiqurun bütün bucaqlarının 90 dərəcəyə bərabər olduğunu, həmçinin üç tərəfdən ikisinin bir-birinə bərabər olduğunu təxmin etmək asandır. Növbəti nümayəndə rombedral (triqonal) sinqoniyadır. Burada işlər bir az daha maraqlı olur. Bu tip üç bərabər tərəf və bərabər, lakin düz olmayan üç bucaq ilə müəyyən edilir.
Orta kateqoriyanın son variantı altıbucaqlı sinqoniyadır. Onu müəyyən etmək daha da çətinləşir. Bu seçim üç tərəfdən tikilir, bunlardan ikisi bərabərdir və 120 dərəcə bir açı təşkil edir, üçüncüsü isə onlara perpendikulyar bir müstəvidədir. Əgər altıbucaqlı sinqoniyanın üç xanasını götürsək və onları bir-birinə bağlasaq, altıbucaqlı əsaslı silindr alacağıq (buna görə də onun belə adı var, çünki "hexa" latınca " altı" deməkdir).
Yaxşı, bütün istiqamətlərdə simmetriyaya malik bütün sinqoniyaların üstü kub şəklindədir. O, ən yüksək kateqoriyaya aid olan yeganədir. Burada onun necə xarakterizə oluna biləcəyini dərhal təxmin edə bilərsiniz. Bütün bucaqlar və tərəflər bərabərdir və kub təşkil edir.
Beləliklə, biz əsas sinqoniya qrupları üzrə nəzəriyyənin təhlilini başa çatdırdıq və indi biz kükürdün müxtəlif formalarının quruluşu və bundan irəli gələn xassələri haqqında daha ətraflı məlumat verəcəyik.
Kükürdün quruluşu
Daha əvvəl qeyd edildiyi kimi, kükürdün iki modifikasiyası var: rombik və monoklinik. Nəzəriyyə bölməsindən sonraŞübhəsiz ki, onların necə fərqli olduqları aydın oldu. Amma bütün məsələ ondadır ki, temperaturdan asılı olaraq qəfəsin strukturu dəyişə bilər. Bütün məqam kükürdün ərimə nöqtəsinə çatdıqda baş verən çevrilmə prosesindədir. Sonra kristal qəfəs tamamilə məhv olur və atomlar kosmosda az-çox sərbəst hərəkət edə bilir.
Amma gəlin kükürd kimi bir maddənin quruluşuna və xüsusiyyətlərinə qayıdaq. Kimyəvi elementlərin xassələri əsasən onların quruluşundan asılıdır. Məsələn, kükürd kristal quruluşunun xüsusiyyətlərinə görə flotasiya xüsusiyyətinə malikdir. Onun hissəcikləri su ilə islanmır və onlara yapışan hava kabarcıkları onları səthə çəkir. Beləliklə, parça kükürd suya batırıldıqda üzür. Bu elementi oxşarların qarışığından ayırmaq üçün bəzi üsullar üçün əsasdır. Və sonra bu birləşmənin çıxarılması üçün əsas üsulları təhlil edəcəyik.
İstehsal
Kükürd müxtəlif minerallarla və buna görə də müxtəlif dərinliklərdə ola bilər. Bundan asılı olaraq müxtəlif çıxarma üsulları seçilir. Dərinlik dayazdırsa və mədən işlərinə mane olan yer altı qazların yığılması yoxdursa, material açıq üsulla çıxarılır: qaya təbəqələri çıxarılır və tərkibində kükürd olan filiz tapılaraq emala göndərilir. Amma bu şərtlər yerinə yetirilmirsə və təhlükələr varsa, o zaman quyu üsulundan istifadə olunur. Kükürdün ərimə nöqtəsinə çatması lazımdır. Bunun üçün xüsusi qurğular istifadə olunur. Bu üsulla parça kükürdün əridilməsi üçün aparat sadəcə zəruridir. Ancaq bu proses haqqında - bir azsonra.
Ümumiyyətlə, kükürdün hər hansı üsulla çıxarılması zamanı zəhərlənmə riski yüksəkdir, çünki çox vaxt onunla hidrogen sulfid və kükürd dioksid çökür, bu da insanlar üçün çox təhlükəlidir.
Müəyyən metodun çatışmazlıqlarını və üstünlüklərini daha yaxşı başa düşmək üçün kükürd tərkibli filizin emalı üsulları ilə tanış olaq.
Çıxarma
Burada da kükürdün tamamilə fərqli xüsusiyyətlərinə əsaslanan bir neçə hiylə var. Onların arasında termal, ekstraksiya, buxar-su, mərkəzdənqaçma və filtrasiya var.
Onlardan ən sübut edilmişi termaldir. Onlar kükürdün qaynama və ərimə nöqtələrinin onun "birləşdiyi" filizlərinkindən aşağı olmasına əsaslanır. Yeganə problem odur ki, çox enerji sərf edir. Temperaturu saxlamaq üçün əvvəllər kükürdün bir hissəsini yandırmaq lazım idi. Sadəliyinə baxmayaraq, bu üsul səmərəsizdir və itkilər rekord 45 faizə çata bilər.
Biz tarixi inkişafın qolunu izləyirik, ona görə də buxar-su üsuluna keçirik. Termal üsullardan fərqli olaraq, bu üsullar hələ də bir çox fabriklərdə istifadə olunur. Qəribədir ki, onlar eyni xüsusiyyətə əsaslanır - kükürdün qaynama nöqtəsi və ərimə nöqtəsi ilə əlaqəli metallar üçün olan fərq. Yeganə fərq isitmənin necə baş verməsidir. Bütün proses avtoklavlarda - xüsusi qurğularda baş verir. Orada mədən elementinin 80%-ə qədərini ehtiva edən zənginləşdirilmiş kükürd filizi verilir. Sonra təzyiq altında otoklava isti su vurulur.buxar. 130 dərəcə Selsiyə qədər qızdırılan kükürd əriyir və sistemdən çıxarılır. Əlbəttə ki, sözdə quyruqlar qalır - su buxarının kondensasiyası nəticəsində yaranan suda üzən kükürd hissəcikləri. Onlar da bizə lazım olan çoxlu elementi ehtiva etdiyi üçün çıxarılır və prosesə qaytarılır.
Ən müasir üsullardan biri - sentrifuqa. Yeri gəlmişkən, Rusiyada inkişaf etdirildi. Bir sözlə, onun mahiyyəti ondan ibarətdir ki, onu müşayiət etdiyi kükürd və minerallar qarışığının əriməsi sentrifuqaya batırılır və yüksək sürətlə fırlanır. Daha ağır süxur mərkəzdənqaçma qüvvəsi səbəbindən mərkəzdən uzaqlaşır, kükürdün özü isə daha yüksək qalır. Sonra yaranan təbəqələr sadəcə olaraq bir-birindən ayrılır.
Bu günə qədər istehsalda istifadə edilən başqa bir üsul da var. O, xüsusi filtrlər vasitəsilə kükürdün minerallardan ayrılmasından ibarətdir.
Bu məqalədə, şübhəsiz ki, bizim üçün vacib olan elementin çıxarılması üçün yalnız istilik üsullarını nəzərdən keçirəcəyik.
Əritmə prosesi
Kükürdün əriməsi zamanı istilik ötürülməsinin öyrənilməsi mühüm məsələdir, çünki bu, bu elementi çıxarmağın ən qənaətcil yollarından biridir. Biz istilik zamanı sistemin parametrlərini birləşdirə bilərik və onların optimal birləşməsini hesablamalıyıq. Məhz bu məqsədlə istilik ötürülməsinin tədqiqi və kükürdün ərimə prosesinin xüsusiyyətlərinin təhlili aparılır. Bu proses üçün bir neçə növ quraşdırma var. Kükürd əritmə qazanı onlardan biridir. Axtardığınız məhsulu bu məhsulla əldə edin- sadəcə köməkçi. Bununla belə, bu gün xüsusi bir quraşdırma var - bir parça kükürdün əriməsi üçün bir aparat. Böyük miqdarda yüksək təmizlikli kükürd istehsal etmək üçün istehsalda səmərəli şəkildə istifadə edilə bilər.
Yuxarıda göstərilən məqsədlə 1890-cı ildə kükürdün dərinlikdə əridilməsinə və boru vasitəsilə səthə vurulmasına imkan verən qurğu icad edilmişdir. Onun dizaynı olduqca sadə və effektivdir: iki boru bir-birində yerləşir. 120 dərəcəyə qədər qızdırılan buxar (kükürdün ərimə nöqtəsi) xarici boru vasitəsilə dövr edir. Daxili borunun sonu bizə lazım olan elementin yataqlarına çatır. Su ilə qızdırıldıqda kükürd əriməyə və çıxmağa başlayır. Hər şey olduqca sadədir. Müasir versiyada quraşdırma başqa bir borudan ibarətdir: o, kükürdlü borunun içərisindədir və onun içindən sıxılmış hava axır ki, bu da ərimənin daha sürətli qalxmasına səbəb olur.
Daha bir neçə üsul var və onlardan biri kükürdün ərimə nöqtəsinə çatır. İki elektrod yerin altına endirilir və onlardan bir cərəyan keçir. Kükürd tipik bir dielektrik olduğundan, cərəyan keçirmir və çox qızmağa başlayır. Beləliklə, əriyir və birinci üsulda olduğu kimi bir borunun köməyi ilə pompalanır. Kükürdü kükürd turşusu istehsalına göndərmək istəyirlərsə, o zaman yerin altında yandırılır və yaranan qaz çıxarılır. Daha sonra kükürd oksidinə (VI) oksidləşir və sonra suda həll edilir və son məhsul əldə edilir.
Biz kükürdün əriməsi, kükürdün əriməsi və onun çıxarılması üsullarını təhlil etdik. İndi belə mürəkkəb üsulların nə üçün lazım olduğunu öyrənməyin vaxtı gəldi. Əslində, kükürdün ərimə prosesinin təhlili vəyaxşı təmizləmək və hasilatın son məhsulunu effektiv şəkildə tətbiq etmək üçün temperatur nəzarət sistemi lazımdır. Axı kükürd həyatımızın bir çox sahələrində əsas rol oynayan ən vacib elementlərdən biridir.
Tətbiq
Kükürd birləşmələrinin harada istifadə edildiyini söyləməyin mənası yoxdur. Harada müraciət etmədiklərini söyləmək daha asandır. Kükürd hər hansı rezin və rezin məmulatlarında, evlərə verilən qazda olur (orada sızma baş verərsə, onu müəyyən etmək lazımdır). Bunlar ən ümumi və sadə nümunələrdir. Əslində, kükürdün tətbiqi saysız-hesabsızdır. Onların hamısını sadalamaq qeyri-realdır. Amma bunu etməyi öhdəmizə götürsək, məlum olur ki, kükürd bəşəriyyət üçün ən vacib elementlərdən biridir.
Nəticə
Bu məqalədən siz kükürdün ərimə nöqtəsinin nə olduğunu, bu elementin bizim üçün niyə bu qədər vacib olduğunu öyrəndiniz. Əgər bu proses və onun öyrənilməsi ilə maraqlanırsınızsa, deməli, özünüz üçün yeni bir şey öyrənmisiniz. Məsələn, bunlar kükürdün əriməsinin xüsusiyyətləri ola bilər. İstənilən halda mükəmməlliyin həddi-hüdudu yoxdur və sənayedə gedən prosesləri bilmək heç birimizə mane olmayacaq. Siz kükürdün və yer qabığında olan digər elementlərin çıxarılması, çıxarılması və emalı proseslərinin texnoloji incəliklərini müstəqil şəkildə mənimsəməyə davam edə bilərsiniz.
