Cерное сырье Общие сведения

Сера была известна человеку с глубокой древности: упоминание о ней датируется 2000 годом до н.э. Использовали ее для приготовления косметических средств, позже пороха, для лечения кожных заболеваний. Как химический элемент сера впервые была охарактеризована А.Лавуазье в конце 70-х гг. XVII века. Ее среднее содержание в земной коре 4,7.10^-2 мас. %.

В природе встречается как связанная сера – в виде сульфатов, сульфидов, так и самородная. Она концентрируется также в нефтях, углях, горючем газе и некоторых минеральных водах.

Самородная сера бывает кристаллической и аморфной. Сера амфотерна, благодаря чему может окисляться и восстанавливаться. Природная сера нередко загрязнена глинистыми и органическими веществами, гипсом, жидкими углеводородами, она может содержать примеси Se, Te, As.

Наиболее важные соединения серы – сернистый ангидрит SO₂, сероводород H₂S и серная кислота H₂SO₄.

Источниками элементарной серы и сернистого ангидрида служат следующие виды сырья: самородная сера, нефть и природные горючие газы (в сырой нефти содержание серы может достигать 14%, составляя в среднем около 5%), сульфидные руды различных металлов, сульфатные руды (гипсы и ангидриты), битуминозные пески и ископаемые угли. Из нефти сера извлекается при крекинге и других процессах переработки. В составе природных горючих газов постоянно присутствует сероводород иногда до 20%. При переработке сульфидных руд получают серную кислоту, сернистый ангидрит и элементарную серу. Месторождения гипса и ангидрита эксплуатируются лишь в некоторых странах из-за высокой стоимости извлечения серы из этих руд..

Области применения

Наибольшее количество серного сырья (70-90%) используется для получения серной кислоты, от 30 до50% которой расходуется на изготовление фосфорных (суперфосфаты), азотных и частично калийных удобрений. Следующие по значению области потребления серной кислоты - производство различных химикатов (кислот, солей и др.) и очистка нефтепродуктов. Серную кислоту используют также при выработке красок и пигментов, синтетических волокон, взрывчатых веществ, моющих средств, пластмасс, искусственного каучука и в других отраслях промышленности. В больших количествах серная кислота расходуется при переработке урановых руд и получении урана.

Сера и сернистые соединения используются в бумажной промышленности, химической, резиновой, фармацевтической, в пищевой и текстильной, служат микроудобрениями и хорошими инсектицидами, сера применяется в производстве спичек и пиротехнике. Новыми областями использования серы является производство серных асфальтов, бетонов, керамики и изоляторов.

Требования к качеству сырья

Серодобывающие предприятия выпускают комовую, гранулированную и молотую серу. По содержанию серы руды делятся на богатые (более 25%), средние (18-25%) и бедные (5-10%). В России минимальное промышленное содержание серы в месторождениях, разрабатываемых карьерами 6-10%. По размерам зерен сера в рудах может быть скрыто-, тонко- и крупнокристаллической. Вредными примесями является гипс, битумы, мышьяк, селен. Сера, идущая на производство серной кислоты, должна содержать не более 5% примесей, в том числе не более 1% органических веществ. Особо жесткие требования предъявляются при изготовлении резины, вискозы, применении в фармацевтической промышленности. Для пиритовых руд минимальное содержание серы 25%. Сернистый ангидрид извлекается их отходящих газов металлургических заводов, перерабатывающих сульфидные руды цветных металлов, при содержании его 3% и более.