27 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Получение серы в домашних условиях

Получение серы в домашних условиях

Сера — довольно распространенный минерал.

Сера — довольно распространенный минерал.

В малых то количествах? Серы для пороха должно быть очень много, а где столько взять.
Назови серьёзные месторождения кристаллической серы известные на начало эры огнестрела. Всё источники говорят о сицилийском.

задай себе вопрос, о том, где брал серу Петр Первый, развязав кучу войн, сделав большую регулярную армию, вооруженную огнестрелом ручным + полевая артиллерия + флот. неужно окно в сицилию рубил? Ещё и при Иване Грозном своей серой обходились.

Немцы в баварии ее из воды конденсировали немерянно и так далее.

Сицилия прославилась серной добычей при расцвете химического производства, когда потребовалось много серной кислоты. расход на пороз серы и расход на кислоты несопоставим по количеству.

задай себе вопрос, о том, где брал серу Петр Первый, развязав кучу войн, сделав большую регулярную армию, вооруженную огнестрелом ручным + полевая артиллерия + флот. неужно окно в сицилию рубил? Ещё и при Иване Грозном своей серой обходились.

Немцы в баварии ее из воды конденсировали немерянно и так далее.

Сицилия прославилась серной добычей при расцвете химического производства, когда потребовалось много серной кислоты. расход на пороз серы и расход на кислоты несопоставим по количеству.
http://geo.web.ru/db/msg.html?mid=1172887&uri=glava_2.htm

Месторождения самородной серы и ныне продолжают оставаться одним из ведущих источников ее получения. В зависимости от геологических условий добыча серных руд осуществляется в открытых или подземных горных выработках, а также методом подземного расплавления (метод Фраша). Сущность этого скважинного метода заключается в нагнетании в зону минерализации сильно перегретой воды, водяного пара и сжатого воздуха, расплавлении серы и откачке ее на поверхность. Такая система разработки возможна при наличии пористых серосодержащих пород, ограниченных водонепроницаемыми литологическими горизонтами, хорошей системой водоснабжения и электроэнергии. В США методом Фраша добывают приблизительно половину всей серы, получаемой в стране.

При классическом способе разработки месторождений самородной серы горными выработками обычно учитывают содержание серы в горной массе, и степень ее дисперсности, состав вмещающих пород, наличие вредных примесей. По содержанию серы различают: богатые (более 25%), рядовые (18-25%), средние (12-18%) и бедные (5-12%) руды. Средние и бедные руды предварительно обогащаются с получением концентратов. Богатые, рядовые руды и концентраты в специальных печах и автоклавах подвергают плавке с получением так называемой или серы, в отличие от , получаемой из сероводорода H2S или сернистого ангидрида SO2. Природная комовая сера, очищенная переплавкой от технических и химических примесей, называется серой.

На фоне большого разнообразия генетических типов проявления самородной серы в природе, связанных с молодой вулканической деятельностью, седиментацией, биохимическими процессами, окислением сульфидов в зоне гипергенеза и др., выделяются три главнейших (но неравноценных!) геолого-промышленных типа ее месторождений: вулканогенный импрегнационно-метасоматический, стратиформный в эвапоритовых слоистых толщах и солянокупольный в породах кепроков. Если первый тип включает не более 5-10% запасов и 1-3% мировой добычи самородной серы, являясь ведущим либо даже единственным для отдельных стран (Япония, Чили и др.), то на остальные два типа приходится свыше 90% разведанных запасов и более 95% всей добычи, причем доля стратиформных месторождений в добыче превышает 60%, а солянокупольных — 35%.

Импрегнационно-метасоматический тип в общей группе вулканогенных месторождений самородной серы, включающей также подчиненные сублимационные (сольфатарные) и кратерно-озерные образования, является главенствующим. К нему принадлежат месторождения Новое, Заозерное, Малотойваямское, Ветроваямское на Курильских островах, Мацуо, Адзуми, Акаи, Огуси, Кусацу-Сиране и др. в Японии, Левиатан (Колорадо) в CШA, многочисленные месторождения Чилийских и Перуанских Анд, Эквадора, Колумбии, Мексики, Филиппин. Все они образовались в посткальдерную стадию развития вулканов при гидротермальной переработке андезитовых толщ горячими сернокислыми водами и газовыми эксгаляциями. Рудные тела, сложенные сернистыми кварцитами, опалитами, алунитами, имеют пластообразную, линзообразную и штокверкообразную формы; их мощность колеблется от первых до многих десятков метров, а протяженность достигает сотен метров. Содержание серы в рудах может достигать 40%.

Стратиформный тип является господствующим в мире. Месторождения этого типа неразрывно связаны с эвапоритовыми сульфатно-карбонатными слоистыми толщами пород (галогенными формациями). В настоящее время известно шесть таких помышленно-сероносных формаций: верхнеказанская (месторождения Среднего Поволжья — Водинское, Алексеевское, Сюкеевское и др.), очоанская (месторождения Делаварского бассейна — Дувал, Калберсон и др. в Западном Техасе, CШA), верхнеюрская (месторождение Гаурдак в Туркмении), тортонская (месторождения Предкарпатского бассейна — Тарнобжег, Гржибов, Езерко, Сташув и др. в Польше, Немировское и др. на Украине), мессинская (месторождения острова Сицилия), нижнефарская (месторождение Мишрак в Ираке). Образование этих месторождений связывается с биохимическими процессами в осадках лагунного типа при отложении гипса, ангидрита, галита, мергеля и известняка. Сера сформировалась путем восстановления сульфата при участии анаэробных бактерий (Desulfobrio desulfricans и др.), активизировавшихся при наличии углеводородов; этот микробиологический процесс приводил к образованию сероводорода, который затем окислялся в приповерхностных условиях с выделением самородной серы, осаждавшейся на дно в виде тонких слойков и рассеянной вкрапленности. Принимая во внимание структурный контроль оруденения (приуроченность крупных серных залежей к положительным складчатым структурам, сопряженным с разломами), многие исследователи считают эти месторождения инфильтрационно-метасоматическими. Рудные тела имеют форму пластов и пластообразных залежей, а также стратифицированных линз и гнезд. Их мощность достигает десятков метров, а протяженность — сотен метров. По А.С.Соколову следует выделять два подтипа этих месторождений: залежи в сплошных толщах сульфатных пород и залежи в толщах переслаивания сульфатных и карбонатных пород. Для первого подтипа характерны известняковые руды с высоким содержанием серы (около 25%), для второго — кальцит-доломитовые руды с содержанием серы около 12-14%.

Солянокупольный тип месторождений — второй после стратиформного по промышленной значимости. Месторождения этого типа широко проявлены в зоне Мексиканского залива на территории США (штаты Техас и Луизиана) и в Мексике. Серные залежи приурочены к кепрокам соляных куполов, обнаруживая при этом тесную связь с углеводородами. Их образование также связывают с деятельностью сульфатредуцирующих бактерий, разлагавших ангидрит с выделением сероводорода и отложением ячеистого кальцита. Окисление сероводорода приводило к появлению самородной серы. Соляные купола без признаков углеводородов не содержат серной минерализации.

Древняя, мистическая и полезная сера

Сера известна людям многие тысячелетия. Неизвестно почему серу с древних времён связывали с Дьяволом.

Вот взять хотя бы для наглядного примера Чеховскую «Чайку», в которой Константин Треплев ставит спектакль:
«Нина. Вот приближается мой могучий противник, дьявол. Я вижу его страшные, багровые глаза…
Аркадина. Серой пахнет. Это так нужно?
Треплев. Да».

Хотя учёные объясняют, почему запах горящей серы навевает людям мысли о присутствии дьявола. Скорее всего тем, что сера выливается из жерл вулканов при извержении. О том, что сера в 79 г. н.э. погубила великого исследователя и учёного Плиния Старшего нам известно из писем его племянника Плиния младшего историку Тациту: «. Вдруг раздались раскаты грома, и от горного пламени покатились вниз черные серные пары. Все разбежались. Плиний поднялся и, опираясь на двух рабов, думал тоже уйти; но смертоносный пар окружил его со всех сторон, его колени подогнулись, он снова упал и задохся».

Сера присутствует в горячих термических источниках.

О пугающем использовании серы в аду можно прочитать в Новом и Ветхом заветах.

О смертельном действии серных выделений от горящей серы, называя их «сернистыми испарениями», писал Гомер.

Там где есть сера, чахнут травы и деревья: «Если травы чахлы, бедны соками, а ветви и листва деревьев имеют окраску тусклую, грязную, темноватую вместо блестящего зелёного цвета, это признак, что подпочва изобилует минералами, в которых господствует сера». (Агрикола, «О царстве минералов», XVI в).

В древности жрецы использовали серу в религиозно — мистических целях, зажигая её во время ритуалов. Древнеегипетские жрецы считали, что сера создана мифическим подземным духом.

Однако сера служила и средством отпугивания нечистой силы.

Об этом писал Плиний Старший в I в. н.э. в своей «Естественной истории»: «Сера применяется для очищения жилищ, так как многие держатся мнения, что запах и горение серы могут предохранить от всяких чародейств и прогнать всякую нечистую силу».

Латинское название серы – sulphu, sulpur произошло, скорее всего, от индоевропейского корня – swelp, что переводится, как — «гореть».

А русское название серы от праславянского — sera, которое в свою очередь произошло от латинского. Serum, что переводится, как «сыворотка».

Сера была одним из любимых веществ средневековых алхимиков. Но не только. Серу жгли, чтобы избавиться от насекомых, добавляли в лечебные мази и косметические препараты, серой чернили оружие, жгли её для отбеливания тканей.

Кстати, сера и сейчас входит в состав лечебных препаратов применяемых при болезнях кожи. Серной мазью лечат лишаи не только у животных, но и у людей. Серная мазь стоит дёшево и действительно помогает. Есть сера в составе мази от дерматитов, псориаза, себореи, чесотки, сыпи, угрей и в других. Очищенная сера содержится в ещё недавно широко рекламируемом средстве от прыщей – «Клерасил». 5% осаждённой серы содержится в болтушке – «молочко Видаля». Серу добавляют в специальное мыло от перхоти. Сера входит в состав отшелушивающих средств для избавления от пигментных пятен и веснушек.

Однако серу ни в коем случае нельзя использовать внутрь.

Маска с добавлением серы
Смешать 2 ч. ложки белой глины, 0,5 г серы в порошке. Долить столько молока, чтобы получилась консистенция густой сметаны. Нанести полученную смесь на лицо. Смыть через 20 минут прохладной водой.

Но прежде чем наносить маску на лицо, надо попробовать её действие на сгибе локтя. Если покраснения не будет, то можно использовать маску.

В своё время сера вместе с углём и селитрой стала входить в состав чёрного пороха. Серу в небольшом количестве и в наше время используют в пороховом деле.

Но сера, в качестве оружия, наводящего ужас на противника использовалась ещё в составе «греческого огня».

Китайцы нашли для серы более мирное применение, примерно в VIII веке они стали применять серу в пиротехнике.

Сейчас сера, как сырьё используется во многих химических производствах.

На самом деле сера является одним из важных элементов для высших организмов, она входит в состав многих белков, высока концентрация серы в волосах.

В таблице Менделеева сера занимает клетку под №16.

Но открытие того, что сера не соединение, а самостоятельный химический элемент, принадлежит великому французскому химику Антуану Лорану Лавуазье, жившему в XVIII веке.

За прошедшие столетия представления о сере не слишком-то изменились, разве, что стали обширнее и глубже. Учёным стало известно, что сера состоит из смеси четырёх устойчивых изотопов с массовыми числами 32, 33, 34 и 36. И является неметаллом.

Если серу вылить в воду, то она превратиться в эластичную массу, напоминающую резину.

Кстати, сера, содержащаяся в природной воде, делает её «жёсткой».

Полупрозрачные кристаллы чистой серы окрашены в лимонно-жёлтый цвет. Они могут иметь разную форму, например самой устойчивой модификацией являются кристаллы серы в виде ромба. К самой неустойчивой модификации относятся кристаллы серы в виде иголочек.

Самые известные природные соединения серы: киноварь, железный колчедан или пирит, цинковая обманка или сфалерит, свинцовый блеск или галенит, и антимонит.

Сера так же присутствует в природном угле, в нефти, природных газах и сланцах.

Месторождения с большим количеством самородной серы, то есть породы с вкраплениями серы встречаются редко. Чаще всего она находится в некоторых рудах. Образование самородной серы могло происходить и в мелководных водоёмах.

Когда впервые люди стали добывать серу неизвестно. Но месторождения серы разрабатывали древние греки и римляне. Наиболее известные скопления серы находились на Сицилии. Серы было в них так много, что её там добывали до конца прошлого века.

В 1961 году крупное месторождение серы Мишрак было открыто в Ираке. Сера в этом месторождении находится в карбонатных породах, образующих свод, поддерживаемый опорами уходящими вглубь.

В геологии это называется крыльями. Крылья, как правило, состоят из ангидрита и гипса.

В России есть месторождение подобное Иракскому, называется оно Шор-Су.

Серную руду добывают открытым способом, при помощи шагающих экскаваторов снимают верхние слои, а потом взрывают рудный пласт и дробят его. Потом отвозят сначала на обогатительную фабрику, а затем на серо-плавильный завод.

Существует так же скважинный метод добычи серы из-под земли, но он использовался поначалу зарубежными компаниями. При этом методе сера выплавлялась под землёй. В Союзе первые серные скважины заработали в 1968 году.

При помощи термического метода серную руду извлекали ещё в XVIII веке в Неаполитанском королевстве.

Италия первой стала использовать пароводяные методы добычи серных руд. Джузеппе Джилль получил патент на изобретённый им аппарат в 1859 году.

Теперь в основном в большинстве стран добывают серную руду автоклавным методом. В России автоклавный способ был впервые применен инженером К.Г. Паткановым в 1896 году.

Но, конечно, современные автоклавы сильно отличаются от прежних. Впечатляет даже их величина – с четырёхэтажный дом. Руду теперь так же плавят под землёй токами высокой частоты, а затем через скважины выкачивают на поверхность.

Запасов серы вулканического происхождения больше всего у Японии. Франция и Канада, добывают её из газов. Англия и Германия добывают серу из пирита – серосодержащего сырья. А так же закупают её в других странах.

Учёные говорят, что для изготовления почти всех вещей, которыми мы пользуемся в современном мире, нужна сера. Это бумага, резина, лекарства, косметика, пластмасса, краска, удобрения и многое другое. Без серы не сделать автомобиля, на изготовлении каждой машины ходит до 14 кг серы. Много добываемой серы уходит на бумагу и резину. Хотя основной потребитель серы химическая промышленность.

В сельском хозяйстве серу используют при изготовление удобрений и средств борьбы с вредителями.

В нашей стране основными производителями серы являются предприятия ОАО Газпрома, которые получают её как побочный продукт при очистке газа.

Нашему организму для того, чтобы быть здоровым и красивым тоже нужна сера. Особенно этот элемент важен для кожи.

И за серой для организма не стоит обращаться в Газпром.

Наиболее известные продукты богатые серой: яичный желток, лук, чеснок, брюссельская капуста, брокколи, острый красный перец, горчица.

Эти продукты, по словам врачей, и помогают нашей коже оставаться здоровой и молодой.

Где взять серу в домашних условиях

Вообще, вопрос, касающийся того, как получить серу достаточно интересный и занимательный, хотя бы, потому что сера входит в состав не только горных и природных пород и необходима для жизни человека, но и входит в состав самого организма человека. Сера является типичным неметаллом и горючим химическим элементом. С давних времен люди использовали серу в быту и находили способы по ее добыче. На данный момент времени открыто множество способов получения серы.

Самым распространенным способом получения серы является метод, предложенный еще в 1890 г. Г.Фаршем. Он предложил плавить серу под землей и с помощью скважин выкачивать ее на поверхность. Идея заключалась в том, что сера – легкоплавкий химический элемент, температура плавления которого 113 0 С, что значительно облегчает процесс возгонки. На основе предложенной идеи возникли разные методы получения серы из серных руд и горных залежей:

  • пароводяной,
  • фильтрационный,
  • термический,
  • центрфугальный,
  • экстрационный.

Все эти способы и методы широко используются в горнодобывающей промышленности. Также популярен способ добычи химически чистой мелкодисперсной серы из природного газа, которая является идеальным сырьем в химической и резиновой промышленности. Так как сера в больших количествах содержится в газообразном виде в природном газе, то при добыче газа она оседает на стенках труб, быстро выводя их из строя. Поэтому нашелся способ улавливать ее сразу после добычи газа.

Как получить оксид серы

Оксид серы (VI) – легколетучая бесцветная жидкость с удушающим резким запахом. Самые простые и распространенные способы получения оксида серы:

  1. В присутствии катализатора при нагревании окисляют оксид серы (IV) воздухом, получая тем самым оксид серы (VI).
  2. Термическим разложением сульфатов.
  3. Оксид серы (IV) окисляют озоном до получения оксида серы (VI).
  4. В реакции окисления оксида серы (IV) используют оксид азота, тем самым получая оксид серы (VI).

Как получить оксид серы 4

Оксид серы (IV), или сернистый газ — бесцветный газ с характерным удушающим запахом. В лабораторных условиях оксид серы (IV) получают взаимодействием гидросульфита натрия с серной кислотой или нагреванием меди с концентрированной серной кислотой. Также в природе и лабораторных условиях распространен способ получения оксида серы (IV) воздействием сильных кислот на сульфиты и гидросульфиты. В результате такой реакции образуется сернистая кислота, которая сразу же разлагается на воду и оксид серы (IV). Промышленный способ получения оксида серы (IV) – сжигание серы или обжиг сульфидов – пирита.

Как из сероводорода получить серу

Способ получения серы из сероводорода проводится в лабораторных условиях. Следует сразу отметить, что подобный способ получения серы следует проводить при всех мерах безопасности, так как сероводород – это активное и ядовитое вещество. Суть метода заключается во взаимодействии (реакции) сероводорода с серной кислотой, в результате чего образуется вода, диоксид серы, газ и мелкодисперсная сера, которая останется на дне пробирки в конце реакции в виде осадка. Полученный осадок фильтруют, промывают и дают ему высохнуть. Это и будет мелкодисперсная сера.

В нашей стране множество мелких и крупных компаний, в интернете можно найти сайт по химии, которые продают реактивы. Но зачастую заказать можно только достаточную партию, например, твердые и сыпучие химические вещества могут продаваться от килограмма, а кислоты в литровых бутылках. Понятно, чтобы провести занимательные химические опыты для детей, таких объемов не требуется. Поэтому попробуем разобраться, где взять химические реактивы для химических опытов домашних условиях. Самый верный способ — попросить в школьном кабинете химии. Тут будет соблюдена чистота реактива и в конце концов вы будете стопроцентно уверены, что это гидроксид натрия, а не гидроксид кальция. Но такой способ подходит далеко не всем, поэтому давайте все же разбираться дальше.

Где взять металлы

  • Алюминий. Источником этого металла в быту являются старые алюминиевые ложки и тарелки, алюминиевая проволока
  • Алюминиевая пудра — это краска серебрянка, продается в хозяйственных магазинах.
  • Медь — медная проволока, добывается из проводов либо из обмоток трансформаторов.
  • Свинец, в виде аккуратных грузил легко купить в рыболовном магазине.
  • Олово в виде припоя для пайки покупаем в магазинах радиотоваров. Правда там оно продается в виде сплава, но для домашнего использования процентного содержания олова в припое вполне достаточно.
  • Магний можно взять, раскурочив магниевый анод (нагревательный элемент) для водонагревателя. В советское время неиссякаемым источником магния служили поддоны картера автомобилей Запорожец.
  • Хром можно содрать со старого металлического бампера. Полученная стружка вполне себе чистая и хорошо подходит для опытов.
  • Вольфрам содержится в нитях накаливания лампочек.
  • Церий это «кремний» для зажигалок, тот который искрит при трении.

Внимание! В интернете нам встречались источники предлагающие добыть некоторые металлы, такие как цинк, литий, разбирая батарейки. Не вздумайте этого делать сами и ни в коем случае не позволяйте делать это детям, в противном случае вы рискуете получить химический ожог.

Где достать кислоту

  • Серная кислота в виде 25-30% раствора для аккумуляторов («Кислотный электролит») приобретается в автомагазинах. Чистую серную кислоту купить невозможно.
  • Ортофосфорная кислота продается в магазинах радиотоваров под названием «флюс для пайки».
  • Уксусная кислота — обычный столовый уксус, есть в любом продуктовом магазине.
  • Борная кислота свободно продается в аптеке
  • Лимонная кислота известна любой хозяйке, покупаем её в продуктовом магазине.
  • Азотная кислота 45% иногда попадается на радиорынках.
  • Щавелевая кислота. За ней держим путь в хозяйственный магазин.

Где взять основания

  • Гидроксид натрия под названиями каустическая сода, каустик, едкий натр продается в магазинах радио- фото- или хозтоваров.
  • Гидроксид кальция это гашеная известь, продается в хозмагах.
  • Раствор аммиака в воде — это нашатырный спирт. Продается в аптеке, правда постепенно превращается в редкость.

Где достать соли

  • Гипохлорит натрия — средство «Белизна», продается в хозяйственных магазинах.
  • Аммиачная селитра, она же нитрат аммония, ищется в магазинах для дачников и хозмагах.
  • Нитрат бария — обмазка бенгальских свечей.
  • Нитрат серебра, он же ляпис, иногда еще можно найти в аптеках. Нужно выбирать аптеки поместечковее, еще со старыми запасами.
  • Хлорид натрия — поваренная соль.
  • Хлорид калия — продается в магазинах для дачников и огородников как удобрение.
  • Хлорид аммония — нашатырь. Не путайте с нашатырным спиртом! Нашатырный спирт — это водный раствор гидроксида аммония.
  • Хлорид кобальта — можно купить в таблетках. Продается в некоторых ветеринарных аптеках как лекарство для жвачных домашних животных
  • Хлорид кальция продается в аптеке в ампулах для инъекций.
  • Иодид калия входит в состав средств против йододефицита, но в этом случае нужно обязательно прочитать состав препарата. Приобретаем в аптеке.
  • Сульфат калия — удобрение, продается в хозмагах.
  • Сульфат меди или медный купорос ищем в хозмаге.
  • Сульфат магния или магнезия (горькая соль) продается в аптеке в качестве слабительного или в хозмагах как удобрение.
  • Сульфат аммония — удобрение в хозмаге.
  • Сульфат бария , барий сернокислый покупаем в аптеке.
  • Сульфат кальция = гипс.
  • Сульфат железа (II) (железный купорос) продается в магазине хозтоваров.
  • Гидрокарбонат натрия — пищевая сода.
  • Карбонат натрия — кальцинированная или бельевая сода. Применяется как чистящее средство.
  • Карбонат кальция — обычный мел или мрамор.
  • Ацетат свинца — свинцовые примочки, которые продаются в аптеке.
  • Силикат натрия — жидкое стекло, канцелярский силикатный клей.
  • Силикат калия — тоже самое. Продается в магазинах канцтоваров.
  • Бромид калия продается в аптеках под названием «Адонис-Бром».

Где взять прочие химические реактивы

  • Перекись водорода можно купить в аптеке либо в виде раствора либо в виде таблеток гидроперита.
  • Оксид кальция — негашеная известь, за которой нужно идти в хозяйственный.
  • Ацетон — покупаем в ближайшем хозмаге. Нам нужен «Ацетон технический».
  • Сера — продается в хозмагах и магазинах для садоводов в виде комков либо в пакетиках. В пакетиках сера намного дороже комковой, но в то же время намного чище. «Сера коллоидная» вообще не пригодна для наших целей, т.к. имеет в составе слишком много примесей. А лучше и дешевле взять серу кормовую в зоотоварах, он вообще почти идеально чистая.
  • Толуол — продается в хозмагах как растворитель 646. Необходима перегонка, т.к. это многокомпонентный растворитель с содержанием толуола около 50%.
  • Глицерин — свободно продается в аптеке.
  • Фенолфталеин в таблетках продается в аптеке под названием пурген.
  • Лакмусовая бумага иногда продается в зоомагазинах.
  • Уротропин — сухое горючее, продается в хозмагах и отделах для туристов.
  • Оксид хрома можно купить в отделе Лаки-краски.
  • Индигокармин — пищевой краситель синего цвета, в бакалейных отделах.
  • Глюкоза — свободно продается в аптеках.

Подведем некоторое резюме. Большинство нужных реактивов можно купить либо в аптеке либо в магазинах для дачников.

Сера – это один из элементов, представленных в периодической таблице. Вещество отнесено в 16 группу, под третий период. Атомный номер серы – 16. В природе её можно встретить как в чистом виде, так и в смешанном. В химических формулах сера обозначается латинской буквой S. Она является элементом в составе многих белков и обладает большим числом физических и химических свойств, что делает её востребованной.

Физические и химические свойства серы

Основные физические свойства серы:

  • Твердокристаллический состав (ромбическая форма со светло-жёлтой окраской и моноклинная форма, отличающаяся медово-желтой окраской).
  • Изменение цвета при повышении температуры от 100°С.
  • Температура, при которой элемент переходит в жидкое агрегатное состояние – 300°С.
  • Обладает низкой теплопроводностью.
  • Не растворяется в воде.
  • Легко растворяется в аммиачном концентрате и в сероуглероде.

Основные химические особенности серы:

  • Является окислителем для металлов, формирует сульфиды.
  • Активно взаимодействует с водородом при температурах – до 200°С.
  • Формирует оксиды при взаимодействии с кислородом при температурах – до 280°С.
  • Хорошо взаимодействует с фосфором, углеродом в качестве окислителя, а ещё с фтором и другими сложными веществами как восстановитель.

Где может содержаться сера в природе

Самородную серу в больших объёмах не так часто можно встретить в природе. Как правило, она содержится в определённых рудах. Порода с чистыми кристаллами серы называется рудой с серными вкраплениями.

От того, каким образом сформировались эти вкрапления в породе, напрямую, зависит дальнейшая ориентация разведывательных и поисковых работ. Но однозначного ответа на этот вопрос, человечество еще не нашло.

Есть множество разнообразных теорий по происхождению самородной серы в породах, но не одна не доказана полностью, так как явление образования этого элемента довольно сложное. К числу рабочих версий формирования серной руды отнесены:

  • теория сингенеза: одновременное происхождение серы с вмещающими породами;
  • теория эпигенеза: образование серы позднее основных пород;
  • теория метасоматоза: один из подвидов теории эпигенеза, заключается в превращении гипса и ангидрида в серу.

Сфера применения

Сера используется для изготовления различных материалов, среди которых:

  • бумага и спички;
  • краски и ткани;
  • лекарственные препараты и косметика;
  • резина и пластик;
  • горючие смеси;
  • удобрения;
  • взрывчатка и яды.

Для производства, одного автомобиля, необходимо затратить 14 кг этого вещества. Благодаря такому широкому спектру применения серы, можно смело утверждать о том, что производственный потенциал государства зависит от её запасов и потребления.

Львиная доля мировой разработки руды идёт на производство бумаги, так как соединения серы способствуют получению целлюлозы. Для производства 1 тонны этого сырья, необходимо израсходовать более 1-го центнера серы. Большие объёмы этого вещества необходимы для получения резины при вулканизации каучуков.

Применение серы в сельском хозяйстве и горнохимической отрасли

Сера как в чистом виде, так и в виде соединений широко применяется в сельском хозяйстве. Она есть в минеральных удобрениях и ядохимикатах. Сера полезна для растений, как фосфор, калий и другие вещества, хотя основная доля внесённого в грунт удобрения не усваивается ими, а способствует поглощению фосфора.

Поэтому сера добавляется в землю одновременно с фосфоритной мукой. Бактерии, находящиеся в почве, окисляют её и образуют серную и сернистую кислоты, которые реагируют с фосфоритами, образовывая фосфорные соединения, отлично усваиваемые растениями.

Горнохимическая промышленность является лидером среди потребителей серы. Около половины всего добываемого в мире ресурса отправляется на получение серной кислоты. Для производства одной тонны этого вещества, необходимо затратить 3 центнера серы. А серная кислота в химической промышленности сравнима с ролью воды для живого организма.

Существенные объёмы серы и серной кислоты необходимы в производстве взрывчатки и спичек. Очищенное от всяческих добавок вещество необходимо в производстве красителей и светящихся составов.

Серные соединения используются в нефтеперерабатывающей отрасли промышленности. Именно они нужны в процессе получения антидетонаторов, машинных масел и смазки для агрегатов сверхвысоких давлений, а также в охлаждающих жидкостях, ускоряющих обработку металлов, может входить до 18% серы.

Сера незаменима в горнодобывающей отрасли, текстильной промышленности и в производстве большого числа продуктов питания.

Месторождения серы

Месторождениями серы называются места скопления серной руды. Согласно данным исследований, мировые залежи серы равны 1,4 миллиардам тонн. На сегодня месторождения этих руд найдены в разных уголках планеты. В России – вблизи левых берегов Волги и на Урале, а ещё в Туркмении. Залежей руды много в США, а именно в Техасе и Луизиане. Месторождения кристаллической серы найдены, и по сей день разрабатываются в итальянских регионах Сицилия и Романье.

Серные руды классифицируются по процентному содержанию в них этого компонента. Таким образом, различаются богатые руды с содержанием серы – более 25% и бедные – до 12%. Ещё месторождения серы бывают:

  • стратиформными;
  • солянокупольными;
  • вулканогенными.

Такая разновидность месторождений, как стратиформные, является самой популярной. В мировой добыче эти рудники занимают 60%. Особенностью таких месторождений является их связь с сульфатно-карбонатными залежами. Руды размещаются в сульфатных породах. Размеры серных тел могут достигать несколько сотен метров и обладать мощностью в несколько десятков метров.

Рудники солянокупольного типа – 35% от всей мировой разработки серы. Для них характерны серные руды серого цвета.

Доля вулканогенных рудников равна 5%. Они образовались вследствие извержений вулканов. Морфология рудных тел в таких месторождениях имеет пластообразный вид или линзовидную форму. В таких рудниках содержится порядка 40% серы. Залежи вулкогенного типа характерны для тихоокеанского вулканического пояса.

Кроме самородной серы, важным ископаемым, который содержит серу и её соединения, является железный колчедан или пирит. Большая часть мировой добычи колчедана приходится на страны Европы. Массовая доля серных соединений в пирите равна 80%. К лидерам по добыче руды относится Испания, ЮАР, Япония, Италия и Соединённые Штаты Америки.

Процесс добычи

Добыча серы производится одним из возможных методов, выбор, которого, зависит от типа месторождения. Добыча может быть открытой или подземной.

Открытая разработка серной руды является наиболее распространённой. Вначале процесса добычи серы этим способом производится снятие существенного слоя породного грунта экскаваторами. Затем выполняется дробление самой руды. Добытые части руды транспортируются на обогатительные фабрики, чтобы пройти процедуру очистки. После этого сера отправляется на производство, где выполняется её плавление и получение конечного вещества из концентратов.

Метод подземного плавления

Помимо этого, ещё может использоваться способ Фраша, который основан на подземной плавке серы. Такой подход целесообразно применять для глубоких залеганий вещества. После того как ископаемое было расплавлено в шахте, выполняется выкачка жидкой серы наружу. С этой целью устраиваются специальные скважины. Способ Фраша осуществим, только благодаря лёгкости плавления вещества и его относительно маленькой плотности.

Метод разделения руды на центрифугах

Его особенность заключается в одной негативной черте: сера, добытая посредством центрифуги, имеет множество примесей и нуждается в дополнительной очистке. Вследствие этого, такой способ считается довольно затратным.

Разработка руд в отдельных случаях может выполняться такими методами:

  • пароводяной;
  • скважинный;
  • фильтрационный;
  • экстракционный;
  • термический.

Независимо от того, каким подходом будет производиться добыча из земных недр, требуется чёткое соблюдение норм и правил техники безопасности. Главная опасность процесса разработки серной руды заключается в том, что в её залежах может скапливаться ядовитый и взрывоопасный сероводород.

Видео по теме: Сера в природе

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector