נקודת ההתכה של גופרית. התקנות גופרית היתוך

גופרית - אחד המרכיבים הנפוצים ביותר של קרום כדור הארץ. לרוב היא מתרחשת בהרכב של מינרלים המכילים מתכות למעט שלה. מאוד תהליכים מעניינים המתרחשים כאשר טמפרטורת הרתיחה ואת נקודת ההיתוך של גופרית. תהליכים אלו ואת המורכבות הקשורות ואנחנו מכוסים על מאמר זה. אבל קודם, אנחנו להתעמק בהיסטוריה של גילוי היסוד.

סיפור

בשינה בצורת כשפת אם, כמו גם את הגופרית והמינרלים כבר ידוע מאז ימי קדם. בטקסטים יווניים מבוגר תאר השפעה הרעילה של תרכובות על גוף האדם. גופרית דו-חמצנית שפורסם בעת השריפה של התרכובות של יסוד זה עשוי למעשה להיות קטלני לבני אדם. בסביבות המאה ה -8 החלו להשתמש גופרית בסין להכנת תערובות פירוטכניים. זה לא מפתיע, כי במדינה הזאת, הוא האמין שיש אבק שריפה המציא.

אפילו אנשים עתיקים מצרים זה כבר ידוע מחצב גופרית המכילה צלייה בשיטה המבוססת על נחושת. לפיכך מתכת החילוץ. גופרית השאיר בצורה של גז רעיל SO _2.

למרות הפעמים הידועות מאז העתיקות, ידע כי הוא גופרית, זה בזכות העבודה של המדען הצרפתי Antuana Lavuaze. היה זה הוא אשר הוקם שזה חבר, ואת תוצרי הבעירה שלה - התחמוצות.

הנה היסטוריה קצרה של היכרויות גברים עם יסוד כימי זה. הבא, אנו מתארים בפרוטרוט את התהליכים המתרחשים במעמקי האדמה ואת המוביל להיווצרות של גופרית בצורה שבה זה עתה.

כמו גופרית מופיעה?

יש טעות נפוצה כי לעתים קרובות יותר אלמנט זה נמצא יליד (כלומר, טהור) טופס. עם זאת, זה לא נכון. וגופרית נמצאת לרוב בתור הכללת עפרות אחרות.

כרגע, ישנם מספר תיאוריות לגבי מוצאם של היסודות בצורתה הטהורה. הם מציעים בניגוד ההיווצרות של עפרות גופרית זמן שבו הוא קצרצרים. ראשית, התיאוריה syngenesis כרוך היווצרות של גופרית יחד עם עפרות. לדבריה, כמה חיידקים שחיים באוקיינוס עבה, להפחית סולפטים נוכחים בתוך המים, כדי מימן גופרתי. זה האחרון, בתורו, העלו עד היכן ידי חיידקים אחרים מתחמצן ל גופרית. היא נפלה לתחתית, מעורבב עם בוץ, ואז יחד הם יצרו את עפרות.

המהות של התאוריה אפיגנטיים - כי גופרית העפרות נוצרה בתוכו את מרבית. ישנם מספר סניפים. נספרנו לכם רק על הגרסה הנפוצה ביותר של התאוריה הזאת. הוא מורכב כאן במה: מי תהום הזורמים דרך ההצטברות של עפרות סולפט מועשרים על ידם. ואז, עובר דרך בתחום הנפט והגז, יונים סולפט מופחתים פחמימנים בשל מימן גופרתי. מימן גופרתי, עולה אל פני השטח הוא מתחמצן על ידי חמצן אטמוספרי כדי גופרית, אשר מופקד הסלעים, ויוצרים גבישים. תאוריה זו מצאה לאחרונה יותר ויותר ראיות, אבל זה עדיין שאלה פתוחה על הכימיה של השינויים הללו.

מתוך התהליך של מוצא גופרית בטבע להמשיך השינויים שלה.

אלוטרופיה פולימורפיזם

גופרית, כמו אלמנטים רבים אחרים של הטבלה המחזורית, קיים בטבע בכמה צורות. בכימיה, הם נקראים שינויים allotropic. יש גופרית מעוינת. נקודת התכה היא נמוכה במקצת מזה של השינוי השני: monoclinic (112 ו 119 מעלות צלסיוס). אבל הם נבדלים במבנה של תאי יחידה. גופרית Rhombic היא צפופה יותר עמידה. זה יכול ידי חימום 95 מעלות כדי לעבור לצורה שנייה - monoclinic. שוחחנו האלמנט שלנו אנלוגים הטבלה המחזורית. פולימורפיזם של גופרית, סלניום, טלור, מדענים דנו עד כה. יש להם מערכת יחסים מאוד קרובים ביניהם, וכל לשינויים שהם יוצרים, מאוד דומים.

ואז נבחנו את התהליכים המתרחשים ההיתוך של גופרית. אבל לפני שאתם מתחילים, זה צריך להיות טבילה קטנה במבנה הגבישי של התיאוריה ואת התופעות המתרחשות במהלך מעברי פאזה של חומר.

מהו גביש?

כידוע, את החומר במצב הגזים הוא בצורת מולקולות (או אטומים) עוברים באופן אקראי בחלל. החומר הנוזלי הוא חלקיקיו מקובצים יחד, אבל עדיין יש די הרבה חופש התנועה. במצב הצבירה המוצק הוא קצת שונה. הנה, את מידת ההסדר מגבירה את הערך המקסימאלי שלה, ועל אטומים בצורה הגבישי. זהו, כמובן, את התנודות להתקיים, אבל יש להם משרעת קטנה מאוד וזה לא יכול להיקרא תנועה חופשית.

כל קריסטל ניתן לחלק תאים יסודיים - חיבורים טוריים כגון אטומים שחוזרים על היקף מתחם המדגם. כאן יש צורך להבהיר כי תא כזה - אינו הגבישי, ולאחר מכן האטומים מסודרים דמויות נפח מסוים ולא בבלוטות שלה. עבור כל אחת קריסטל, הם ייחודיים, אבל הם יכולים להיות מחולקים לכמה סוגים עיקריים (מערכות קריסטל) תלוי בגיאומטריה: triclinic, monoclinic, אורתורומבי, rhombohedral, הטטרגונלית, משושה, מעוקב.

הבה נבחן בקצרה כל סוג של רשתות, כי הם חולקים עוד כמה תתי מין. ונתחיל עם מה הם עשויים להיות שונים בינם לבין עצמם. ראשית, הוא היחס בין אורכי הצלעות, ושנית, הזווית ביניהם.

לפיכך, מערכת הגבישית הטריקלינית, הנמוכה ביותר מכל, היא צורמת יסודית (מקבילית) שבו כל הצלעות והזוויות אינן שווות. נציג נוסף של syngonies בקטגוריה נמוכה יותר מה שנקרא - monoclinic. ישנן שתי פינות של 90 מעלות תא, וכל הצדדים יש באורכים שונים. הסוג הבא של הקשורים לקטגוריה נמוכה יותר, - מערכת אורתורומבי. יש לו שלושה צדדים לא שווים אחד עם השני, אבל כל הפינות של הדמויות הן 90 מעלות.

בואו נעבור לקטגוריה באמצע. וגם הראשון של החבר שלה - מערכת הטטרגונלית. כאן האנלוגיה היא לא קשה לנחש כי כל הזוויות של הדמות, היא שווה 90 מעלות, כמו גם שניים מתוך שלושת הצדדים שווים. הנציג הבא - rhombohedral (trigonal) מערכת קריסטל. זה הכל קצת יותר מעניין. סוג זה מוגדר על ידי שלושה צדדים זהים שלוש פינות, אשר שווים בינם לבין עצמם, אבל הם לא ישר.

האפשרות השנייה היא הקטגוריה האמצעית - מערכת המשושה. בהגדרתו אפילו יותר מורכבות. התגלמות זו מבוססת על שלושה צדדים, שתיים מהם שווים ויוצרים זווית של 120 מעלות, ואת השלישי נמצא במישור ניצבת בפניהם. אם אתה לוקח מערכת משושה שלושה תאים ולצרף אותם זה לזה, אנחנו מקבלים גליל עם בסיס משושה (וזו הסיבה שיש לה שם כזה, כי "ששה" בלטינית פירושו "שש").

אך לשיא של כל מערכות גביש בעל סימטריה בכל הכיוונים - מעוקב. היא היחידה השייכים לקטגוריה הגבוהה ביותר. כאן אתה יכול רק להבין איך זה יכול להיות מאופיין. כל פינות הצדדים שווים זה לזה ויוצרים קובייה.

אז סיימנו את הניתוח של התאוריה של הקבוצות העיקריות של מערכות גביש, ועכשיו נגיד לך יותר על המבנה של צורות השונות של גופרית, ואת המאפיינים עלולים לנבוע מכך.

המבנה של גופרית

כפי שכבר הוזכר, יש גופרית שני שינויים: monoclinic ו אורתורומבי. לאחר החלוקה עם התיאוריה בהחלט התברר עד כמה הן שונות. אבל כל העניין הוא כי, בהתאם לטמפרטורה של מבנה הסריג עשוי להשתנות. כל נמצאים בתהליך של טרנספורמציות המתרחשים כאשר טמפרטורת ההתכה גופרית הוא הגיע. ואז בסריג הגבישי הוא הרוס לגמרי, ואת האטומים הם פחות או יותר חופשי לנוע בחלל.

אבל חזרה המבנה והתכונות של חומר כגון גופרית. מאפיינים של יסודות כימיים תלויים במידה רבה על המבנה שלהם. לדוגמא, גופרית במאפייני הכח של המבנה הגבישי יש את המאפיין של ציפה. חלקיקיו, שהם לא רטובים ידי מים, דבק בו בועות לגרור אותם אל פני השטח. לפיכך, גופרית גוש צף בתוך מים. זה כרוך בכמה שיטות הפרדת מרכיב מתערובת של ודומיו. ואז נבחנו את השיטות הבסיסיות של ייצור של תרכובת זו.

חילוץ

בגופרית עלולה לשקר עם מינרלים שונים, ולכן בעומקים שונים. בהתאם הזה, לבחור שיטות ייצור שונות. אם העומק הוא קטן ואין הצטברויות גז תת קרקעיות כי לעכב ייצור, החומר נכרה על ידי שיטה פתוחה: שכבות נקיות של סלעים ומציאת עפרות המכילות גופרית, לשלוח אותו למחזור. אבל אם התנאים הללו אינם מתקיימים ואין סכנה, ואז להשתמש בשיטת באר. כפי שזה הכרחי כי נקודת ההתכה של גופרית הושגה. כדי לעשות זאת, להשתמש בהתקנה מיוחדת. מכשירים נמסו גופרית לחסום באופן זה הוא חובה. אבל התהליך הזה -Slightly מאוחר.

באופן כללי, החילוץ של גופרית בכל דרך קיים סיכון גבוה של הרעלת, כי לעתים קרובות עם מימן גופרתי שקר לה ודו תחמוצת הגופרית, אשר הם מאוד מסוכנים לבני אדם.

כדי להבין טוב יותר מה יתרונות וחסרונות יש שיטה זו או אחרת, להסתכל על שיטות לעיבוד עפרות המכילה גופרית.

חילוץ

גם כאן, יש כמה טכניקות המבוססות על שונים לחלוטין מאפיינים של גופרית. ביניהם הם תרמית, חילוץ, Steam, וסינון צנטריפוגלי.

רובם נבדקים - תרמית. הם מבוססים על העובדה כי טמפרטורת ההתכה ואת גופרית הרתיחה נמוכה מזו של עפרות שבו הוא "תקוע". הבעיה היחידה היא כי הרבה חשמל נצרך. כדי לשמור על טמפרטורה בעבר לשרוף את הגופרית. למרות הפשטות של שיטה זו אינה יעילה, ואת האובדן יכול להיות עד 45 אחוזי שיא.

אנחנו על ענף של ההתפתחות ההיסטורית, כך להמשיך בשיטת קיטור מים. בניגוד תרמית שיטות אלה עדיין בשימוש מפעלים רבים. למרבה האירוניה, הם מבוססים על אותו נכס - בניגוד לנקודת הרתיחה ו המסת הגופרית מן המספרים המקבילים לגבי מתכות לוויה. ההבדל היחיד הוא איך המקצים. התהליך כולו עובר בתוך אוטוקלאב - התקנות מיוחדות. יש עפרות מועשרות גופרתי הפד המכילות עד 80% של המרכיב המיוצר. ואז, בתוך החיטוי בלחץ מוזרק אדים חמים. חימום עד 130 מעלות צלזיוס, גופרית נמסה יוסרו מהמערכת. כמובן, להישאר וזנבות שנקראים - חלקיקי גופרית צפו במים נוצרו עקב התעבות של אדי מים. הם מוסרים מחדש מותר בתהליך, כמו גם שם הוא הכיל הרבה מאיתנו את הפריט הרצוי.

אחת השיטות המודרניות ביותר - צנטריפוגות. אגב, הוא פתח ברוסיה. בקיצור, את המהות של זה היא כי להמס היא תערובת של גופרית ומינרלים, אשר מלווה אותו צולל לתוך צנטריפוגה וסובב במהירות גבוהה. נוסף רוק כבד בשל הכוח הצנטריפוגלי נוטה למרכז, וגופרית עצמו נותר גבוה. בא, שכבות אלה מופרדות פשוט אחד מהשני.

יש שיטה אחרת, אשר גם הוא עדיין המשמשת לייצור. הוא מורכב להפרדת מינרלי גופרית דרך מסננים מיוחדים.

במאמר זה, נשקול את שיטות חילוץ התרמיות רק הוא ללא ספק מרכיב חשוב עבורנו.

תהליך ההיתוך

מחקר של העברת חום ההיתוך של גופרית - שאלה חשובה, כי היא אחת הדרכים החסכוניות ביותר של מיצוי של אלמנט זה. אנחנו יכולים לשלב את הפרמטרים של המערכת במהלך חימום, ואנחנו צריכים לחשב שילוב האופטימלי שלהם. זו הסיבה מדוע המחקר בצע חילופי חום וניתוח של המאפיינים של תהליך היתוך גופרית. ישנם מספר סוגים של הגדרות עבור התהליך הזה. דודים עבור גופרית היתוך - אחד מהם. הכנת הרכיב הרצוי באמצעות מוצר זה - שיטה עוזרת. עם זאת, היום יש יחידה מיוחדת - היחידה עבור גופרית גוש היתוך. זה יכול לשמש ביעילות בייצור להשיג גופרית של טוהר גבוה כמות גדולה.

לצורך לעיל 1890 הומצא התקנה, המאפשרת נמס גופרית בעומק וכדי לשאוב אל פני השטח באמצעות צינור. המבנה שלו הוא פשוט ויעיל במבצע: שני הצינורות נמצאים זה לזה. By הצינור החיצוני מפיץ שחון כדי 120 מעלות (נקודת התכת גופרית) זוגות. סוף הצינור הפנימי מקבל את הפיקדונות של הפריט הרצוי לנו. מים מחוממים, גופרית מתחילה להתמוסס ולצאת החוצה. זה די פשוט. בגרסה המודרנית של ההתקנה מכיל צינור אחר: זה בתוך הצינור עם גופרית, ועל זה הולך, אוויר דחוס, אשר גורם להמס לעלות מהר יותר.

ישנן מספר שיטות, ואחד מהם הוא הגיע טמפרטורת התכת גופרית. הוא הוריד לתוך שתי אלקטרודות הקרקע ולתת להם לדבר. מאז גופרית - חומר דיאלקטרי טיפוסי, זה אינו מוליך חשמל ומתחיל לחמם. לכן זה נמס ובאמצעות צינור, כמו בתהליך הראשון נשאב החוצה. אם אתה רוצה לשלוח גופרית לחומצה גופרתית, אז זה ניצת מתחת לאדמה, ופלט הגז וכתוצאה אל מחוץ. dookislyayut שלה כדי תחמוצת הגופרית (VI), ולאחר מכן מומס במים כדי להשיג מוצר סופי.

בוחנים את ההיתוך של גופרית, צמח היתוך גופרית ושיטות הייצור שלה. עכשיו הגיע הזמן לגלות למה אנחנו צריכים כזה שיטות מתוחכמות. למעשה, ניתוח של מערכת תהליך ובקרת טמפרטורת ההתכה גופרית צריך לנקות היטב וביעילות להחיל את המוצר הסופי החילוץ. לאחר גופרית - אחד המרכיבים החשובים ביותר כי לשחק תפקיד מרכזי בתחומים רבים של חיינו.

יישום

חסר משמעות לדבר, היכן שאפשר תרכובות גופרית. קל יותר לספר שבו הם אינם חלים. גופרית היא בכל מוצרי גומי וגומי, בגז זה מוזן לתוך הבית (שבו יש צורך לזהות דליפות במקרה של כאלה). זהו הסכום המרבי דוגמאות יומיומיות ופשוט. למעשה, יישומים הם גופרית ספורה. לרשימה כולם פשוט לא מציאותית. אבל אם ניקח לעשות זאת, מתברר כי הגופרית - אחד המרכיבים החיוניים ביותר עבור האנושות.

מסקנה

ממאמר זה, למדת איך את טמפרטורת ההתכה ב גופרית מאשר אלמנט כל כך חשוב לנו. אם אתם מעוניינים בתהליך הזה והלימוד שלה, כנראה למדת משהו חדש. לדוגמא, ייתכן היתוך גופרית במיוחד. בכל מקרה, אין גבול לשלמות, ואף אחד מאיתנו לא ימנע תהליכים וידע המתרחשים בתעשייה. הנך רשאים להמשיך את הפיתוח של המורכבויות הטכנולוגיות של תהליכי ייצור, מיצוי ועיבוד של גופרית אלמנטים אחרים הכלולים קרום כדור הארץ.