Squfuri është një nga elementët më të zakonshëm të kores së tokës. Më shpesh, ajo gjendet në përbërjen e mineraleve që përmbajnë metale përveç tij. Proceset që ndodhin kur arrihet pika e vlimit dhe pika e shkrirjes së squfurit janë shumë interesante. Ne do t'i analizojmë këto procese, si dhe vështirësitë që lidhen me to, në këtë artikull. Por së pari, le të zhytemi në historinë e zbulimit të këtij elementi.
Histori
Në formën e tij amtare, si dhe në përbërjen e mineraleve, squfuri është i njohur që në lashtësi. Në tekstet e lashta greke, përshkruhet efekti helmues i përbërjeve të tij në trupin e njeriut. Dioksidi i squfurit i çliruar gjatë djegies së përbërjeve të këtij elementi mund të jetë vërtet vdekjeprurës për njerëzit. Rreth shekullit të 8-të, squfuri filloi të përdoret në Kinë për të bërë përzierje piroteknike. Nuk është çudi, sepse në këtë vend besohet se është shpikur baruti.
Edhe në Egjiptin e lashtë, njerëzit dinin një metodë të pjekjes së mineralit që përmban squfur të bazuar në bakër. Kështu është nxjerrë metali. Squfuri iku në formën e gazit helmues SO2.
Pavarësisht se është i famshëm që nga kohërat e lashta, njohuria se çfarë është squfuri, erdhi falë punës së natyralistit francez Antoine. Lavoisier. Ishte ai që vërtetoi se ai është një element dhe produktet e tij të djegies janë okside.
Këtu është një histori kaq e shkurtër e njohjes së njerëzve me këtë element kimik. Më pas, do të flasim në detaje për proceset që ndodhin në zorrët e tokës dhe që çojnë në formimin e squfurit në formën në të cilën është tani.
Si krijohet squfuri?
Ekziston një keqkuptim i zakonshëm që ky element gjendet më shpesh në formën e tij amtare (d.m.th., të pastër). Megjithatë, kjo nuk është plotësisht e vërtetë. Squfuri vendas gjendet më shpesh si një përfshirje në xehe të tjera.
Për momentin, ekzistojnë disa teori në lidhje me origjinën e elementit në formën e tij më të pastër. Ata sugjerojnë një ndryshim në kohën e formimit të squfurit dhe xeheve në të cilat ai ndërthuret. E para, teoria e singjenezës, supozon formimin e squfurit së bashku me xeherorët. Sipas saj, disa baktere që jetojnë në oqean, reduktuan sulfatet në ujë në sulfid hidrogjeni. Ky i fundit, nga ana e tij, u ngrit, ku, me ndihmën e baktereve të tjera, u oksidua në squfur. Ajo ra në fund, u përzie me b altë dhe më pas ata së bashku formuan mineral.
Thelbi i teorisë së epigjenezës është se squfuri në mineral u formua më vonë se ai vetë. Këtu ka disa degë. Ne do të flasim vetëm për versionin më të zakonshëm të kësaj teorie. Ai përbëhet nga kjo: ujërat nëntokësore, që rrjedhin përmes akumulimeve të xeheve të sulfatit, pasurohen me to. Më pas, duke kaluar nëpër fushat e naftës dhe gazit, jonet e sulfatit reduktohen në sulfid hidrogjeni për shkak të hidrokarbureve. Sulfidi i hidrogjenit, duke u ngritur në sipërfaqe, oksidohetoksigjeni atmosferik në squfur, i cili vendoset në shkëmbinj, duke formuar kristale. Kjo teori kohët e fundit ka gjetur gjithnjë e më shumë konfirmime, por çështja e kimisë së këtyre transformimeve mbetet e hapur.
Nga procesi i origjinës së squfurit në natyrë, le të kalojmë te modifikimet e tij.
Alotropia dhe polimorfizmi
Squfuri, si shumë elementë të tjerë të tabelës periodike, ekziston në natyrë në disa forma. Në kimi quhen modifikime alotropike. Ka squfur rombik. Pika e shkrirjes së saj është disi më e ulët se ajo e modifikimit të dytë: monoklinike (112 dhe 119 gradë Celsius). Dhe ato ndryshojnë në strukturën e qelizave elementare. Squfuri rombik është më i dendur dhe më i qëndrueshëm. Mund, kur nxehet në 95 gradë, të shkojë në një formë të dytë - monoklinike. Elementi që po diskutojmë ka analoge në tabelën periodike. Polimorfizmi i squfurit, selenit dhe telurit është ende duke u diskutuar nga shkencëtarët. Ata kanë një marrëdhënie shumë të ngushtë me njëri-tjetrin dhe të gjitha modifikimet që formojnë janë shumë të ngjashme.
Dhe më pas do të analizojmë proceset që ndodhin gjatë shkrirjes së squfurit. Por, para se të filloni, duhet të zhyteni pak në teorinë e strukturës së rrjetës kristalore dhe fenomeneve që ndodhin gjatë kalimeve fazore të materies.
Nga çfarë përbëhet një kristal?
Siç e dini, në gjendje të gaztë, substanca është në formën e molekulave (ose atomeve), që lëvizin rastësisht në hapësirë. në lëndë të lëngshmegrimcat përbërëse të tij janë të grupuara, por megjithatë kanë një liri mjaft të madhe lëvizjeje. Në një gjendje solide grumbullimi, gjithçka është pak më ndryshe. Këtu shkalla e rendit rritet në vlerën e saj maksimale, dhe atomet formojnë një rrjetë kristalore. Sigurisht që ka luhatje, por ato kanë një amplitudë shumë të vogël dhe kjo nuk mund të quhet lëvizje e lirë.
Çdo kristal mund të ndahet në qeliza elementare - komponime të tilla të njëpasnjëshme atomesh që përsëriten në të gjithë vëllimin e përbërjes së mostrës. Këtu vlen të sqarohet se qelizat e tilla nuk janë një rrjetë kristali, dhe këtu atomet janë të vendosura brenda vëllimit të një figure të caktuar, dhe jo në nyjet e saj. Për çdo kristal, ato janë individuale, por ato mund të ndahen në disa lloje kryesore (singonia) në varësi të gjeometrisë: triklinike, monoklinike, rombike, romboedrale, tetragonale, gjashtëkëndore, kubike.
Le të analizojmë shkurtimisht çdo lloj rrjetash, sepse ato ndahen në disa nënspecie. Dhe le të fillojmë me mënyrën se si ato mund të ndryshojnë nga njëri-tjetri. Së pari, këto janë raportet e gjatësisë së brinjëve dhe së dyti, këndi ndërmjet tyre.
Kështu, singonia triklinike, më e ulëta nga të gjitha, është një rrjetë elementare (paralelogram), në të cilën të gjitha anët dhe këndet nuk janë të barabarta me njëra-tjetrën. Një përfaqësues tjetër i të ashtuquajturës kategori e ulët e singonive është monoklinike. Këtu, dy qoshet e qelizës janë 90 gradë, dhe të gjitha anët kanë gjatësi të ndryshme. Lloji tjetër që i përket kategorisë më të ulët është singonia rombike. Ka tre anë të pabarabarta, por të gjitha këndet e figurësjanë të barabarta me 90 gradë.
Le të kalojmë në kategorinë e mesme. Dhe anëtari i parë i saj është singonia tetragonale. Këtu, për analogji, është e lehtë të merret me mend se të gjitha këndet e figurës që përfaqëson janë të barabarta me 90 gradë, dhe gjithashtu dy nga tre anët janë të barabarta me njëra-tjetrën. Përfaqësuesi tjetër është singonia rombohedral (trigonale). Këtu gjërat bëhen pak më interesante. Ky lloj përcaktohet nga tre brinjë të barabarta dhe tre kënde të barabarta, por jo të drejta.
Varianti i fundit i kategorisë së mesme është singonia gjashtëkëndore. Ka edhe më shumë vështirësi në përcaktimin e tij. Ky opsion është ndërtuar në tre anët, dy prej të cilave janë të barabarta dhe formojnë një kënd prej 120 gradë, dhe e treta është në një plan pingul me to. Nëse marrim tre qeliza të singonisë gjashtëkëndore dhe i lidhim me njëra-tjetrën, do të fitojmë një cilindër me bazë gjashtëkëndore (prandaj ka një emër të tillë, sepse "hexa" në latinisht do të thotë "gjashtë").
Epo, maja e të gjitha singonive, që ka simetri në të gjitha drejtimet, është kub. Ajo është e vetmja që i përket kategorisë më të lartë. Këtu mund të merrni menjëherë me mend se si mund të karakterizohet. Të gjitha këndet dhe brinjët janë të barabarta dhe formojnë një kub.
Pra, kemi përfunduar analizën e teorisë mbi grupet kryesore të singonive, dhe tani do të tregojmë më në detaje për strukturën e formave të ndryshme të squfurit dhe vetitë që rrjedhin nga kjo.
Struktura e squfurit
Siç është përmendur tashmë, squfuri ka dy modifikime: rombik dhe monoklinik. Pas seksionit teorikMe siguri u bë e qartë se si ata ndryshojnë. Por e gjithë çështja është se, në varësi të temperaturës, struktura e grilës mund të ndryshojë. E gjithë pika është në vetë procesin e transformimeve që ndodhin kur arrihet pika e shkrirjes së squfurit. Pastaj rrjeta kristalore shkatërrohet plotësisht dhe atomet mund të lëvizin pak a shumë lirshëm në hapësirë.
Por le të kthehemi te struktura dhe veçoritë e një substance të tillë si squfuri. Vetitë e elementeve kimike varen kryesisht nga struktura e tyre. Për shembull, squfuri, për shkak të veçorive të strukturës kristalore, ka vetinë e notimit. Grimcat e saj nuk lagen nga uji dhe flluskat e ajrit që ngjiten në to i tërheqin në sipërfaqe. Kështu, squfuri i grumbulluar noton kur zhytet në ujë. Kjo është baza për disa metoda të ndarjes së këtij elementi nga një përzierje e të ngjashmeve. Dhe më pas do të analizojmë metodat kryesore për nxjerrjen e këtij komponimi.
Produksion
Squfuri mund të ndodhë me minerale të ndryshme, dhe për rrjedhojë në thellësi të ndryshme. Në varësi të kësaj, zgjidhen metoda të ndryshme të nxjerrjes. Nëse thellësia është e cekët dhe nuk ka akumulime të gazrave nën tokë që ndërhyjnë në minierat, atëherë materiali minohet me metodë të hapur: hiqen shtresat e shkëmbinjve dhe, duke gjetur xehe që përmban squfur, ato dërgohen për përpunim. Por nëse këto kushte nuk plotësohen dhe ka rreziqe, atëherë përdoret metoda e shpimit. Duhet të arrijë pikën e shkrirjes së squfurit. Për këtë, përdoren instalime speciale. Një aparat për shkrirjen e squfurit të gungës në këtë metodë është thjesht i nevojshëm. Por për këtë proces - pakmë vonë.
Në përgjithësi, gjatë nxjerrjes së squfurit në çfarëdo mënyre, ekziston rreziku i lartë i helmimit, sepse më së shpeshti me të depozitohen sulfur hidrogjeni dhe dioksidi i squfurit, të cilët janë shumë të rrezikshëm për njerëzit.
Për të kuptuar më mirë disavantazhet dhe avantazhet e një metode të caktuar, le të njihemi me metodat e përpunimit të mineralit me përmbajtje squfuri.
Nxjerrja
Këtu, gjithashtu, ka disa truke të bazuara në vetitë krejtësisht të ndryshme të squfurit. Midis tyre janë termike, nxjerrja, uji me avull, centrifugali dhe filtrimi.
Më të provuarit prej tyre janë termike. Ato bazohen në faktin se pikat e vlimit dhe shkrirjes së squfurit janë më të ulëta se ato të xeheve në të cilat ai "ndahet". Problemi i vetëm është se harxhon shumë energji. Për të ruajtur temperaturën, dikur ishte e nevojshme të digjej një pjesë të squfurit. Pavarësisht thjeshtësisë së saj, kjo metodë është joefektive dhe humbjet mund të arrijnë një rekord prej 45 për qind.
Po ndjekim degën e zhvillimit historik, ndaj po kalojmë në metodën e ujit me avull. Ndryshe nga metodat termike, këto metoda ende përdoren në shumë fabrika. Mjaft e çuditshme, ato bazohen në të njëjtën veti - ndryshimi në pikën e vlimit dhe pikën e shkrirjes së squfurit nga ato të metaleve të lidhura. Dallimi i vetëm është se si bëhet ngrohja. I gjithë procesi zhvillohet në autoklava - instalime speciale. Aty furnizohet xeherori i pasuruar i squfurit që përmban deri në 80% të elementit të minuar. Më pas, nën presion, uji i nxehtë derdhet në autoklavë.avulli. Ngrohja deri në 130 gradë Celsius, squfuri shkrihet dhe hiqet nga sistemi. Natyrisht, të ashtuquajturat bishta mbeten - grimcat e squfurit që notojnë në ujë të formuara për shkak të kondensimit të avullit të ujit. Ato hiqen dhe futen sërish në proces, pasi përmbajnë edhe shumë elementë që na nevojiten.
Një nga metodat më moderne - centrifugimi. Nga rruga, ajo u zhvillua në Rusi. Me pak fjalë, thelbi i tij është se shkrirja e një përzierje squfuri dhe mineralesh me të cilat shoqëron zhytet në një centrifugë dhe rrotullohet me shpejtësi të madhe. Shkëmbi më i rëndë largohet nga qendra për shkak të forcës centrifugale, ndërsa vetë squfuri mbetet më i lartë. Pastaj shtresat që rezultojnë thjesht ndahen nga njëra-tjetra.
Ekziston një metodë tjetër që përdoret gjithashtu në prodhim deri më sot. Ai konsiston në ndarjen e squfurit nga mineralet nëpërmjet filtrave të veçantë.
Në këtë artikull, ne do të shqyrtojmë ekskluzivisht metodat termike për nxjerrjen e një elementi që është padyshim i rëndësishëm për ne.
Procesi i shkrirjes
Studimi i transferimit të nxehtësisë gjatë shkrirjes së squfurit është një çështje e rëndësishme, sepse kjo është një nga mënyrat më ekonomike për nxjerrjen e këtij elementi. Mund të kombinojmë parametrat e sistemit gjatë ngrohjes dhe duhet të llogarisim kombinimin optimal të tyre. Është për këtë qëllim që kryhet një studim i transferimit të nxehtësisë dhe një analizë e veçorive të procesit të shkrirjes së squfurit. Ekzistojnë disa lloje instalimesh për këtë proces. Kaldaja e shkrirjes së squfurit është një prej tyre. Marrja e artikullit që po kërkoni me këtë produkt- vetëm një ndihmës. Sidoqoftë, sot ekziston një instalim i veçantë - një aparat për shkrirjen e squfurit të gungës. Mund të përdoret në mënyrë efektive në prodhim për të prodhuar squfur me pastërti të lartë në sasi të mëdha.
Për qëllimin e mësipërm, në 1890, u shpik një instalim që lejon që squfuri të shkrihet në një thellësi dhe të pompohet në sipërfaqe duke përdorur një tub. Dizajni i tij është mjaft i thjeshtë dhe efektiv në veprim: dy tuba janë të vendosur në njëri-tjetrin. Avulli i mbinxehur në 120 gradë (pika e shkrirjes së squfurit) qarkullon nëpër tubin e jashtëm. Fundi i tubit të brendshëm arrin depozitat e elementit që na nevojitet. Kur nxehet nga uji, squfuri fillon të shkrihet dhe të dalë jashtë. Gjithçka është mjaft e thjeshtë. Në versionin modern, instalimi përmban një tub tjetër: ai është brenda tubit me squfur dhe përmes tij rrjedh ajri i kompresuar, gjë që bën që shkrirja të ngrihet më shpejt.
Ka disa metoda të tjera, dhe njëra prej tyre arrin pikën e shkrirjes së squfurit. Dy elektroda ulen nën tokë dhe një rrymë kalon nëpër to. Meqenëse squfuri është një dielektrik tipik, ai nuk përcjell rrymë dhe fillon të nxehet shumë. Kështu shkrihet dhe me ndihmën e një tubi, si në metodën e parë, nxirret jashtë. Nëse duan të dërgojnë squfur në prodhimin e acidit sulfurik, atëherë i vihet zjarri nën tokë dhe gazi që rezulton nxirret. Ai oksidohet më tej në oksid squfuri (VI), dhe më pas tretet në ujë, duke marrë produktin përfundimtar.
Kemi analizuar shkrirjen e squfurit, shkrirjen e squfurit dhe metodat e nxjerrjes së tij. Tani është koha për të zbuluar pse nevojiten metoda të tilla komplekse. Në fakt, analiza e procesit të shkrirjes së squfurit dheSistemi i kontrollit të temperaturës është i nevojshëm për të pastruar mirë dhe për të aplikuar në mënyrë efektive produktin përfundimtar të nxjerrjes. Në fund të fundit, squfuri është një nga elementët më të rëndësishëm që luan një rol kyç në shumë fusha të jetës sonë.
Aplikacion
Nuk ka kuptim të thuhet se ku përdoren përbërjet e squfurit. Është më e lehtë të thuash se ku nuk aplikohen. Squfuri gjendet në çdo gomë dhe produkt gome, në gazin që furnizohet në shtëpi (aty nevojitet për të identifikuar një rrjedhje nëse ndodh). Këta janë shembujt më të zakonshëm dhe më të thjeshtë. Në fakt, aplikimet e squfurit janë të panumërta. Për t'i renditur të gjitha është thjesht joreale. Por nëse marrim përsipër ta bëjmë këtë, rezulton se squfuri është një nga elementët më thelbësorë për njerëzimin.
Përfundim
Nga ky artikull, mësuat se cila është pika e shkrirjes së squfurit, pse ky element është kaq i rëndësishëm për ne. Nëse jeni të interesuar për këtë proces dhe studimin e tij, atëherë me siguri keni mësuar diçka të re për veten tuaj. Për shembull, këto mund të jenë tipare të shkrirjes së squfurit. Në çdo rast, nuk ka kufi për përsosmërinë dhe njohja e proceseve që ndodhin në industri nuk do të ndërhyjë me asnjë prej nesh. Ju mund të vazhdoni në mënyrë të pavarur të zotëroni ndërlikimet teknologjike të proceseve të nxjerrjes, nxjerrjes dhe përpunimit të squfurit dhe elementëve të tjerë që gjenden në koren e tokës.
