^{П Л А Н}

ДОБЫЧА СЕРНЫХ РУД И ПОЛУЧЕНИЕ СЕРЫ В древности и в средние века серу добывали прими­тивным способом. В землю вкапывали большой глиняный горшок, на который ставили другой, но с от­верстием в дне. Последний заполняли породой, содержа­ щей серу, и затем нагревали. Сера плавилась и стекала в нижний горшок. В настоящее время руды добывают разными способа­ми, в зависимости от условий их залегания. Но в любом случае большое внимание уделяется технике безопас­ности. Ведь часто залежам серных руд сопутствуют ско­пления ядовитого газа — се­роводорода. Да и сама сера может самовозгораться. При открытом способе до­бычи серы шагающий экска­ватор снимает пласты пород, под которыми залегает ру­да. Рудные пласты дробят взрывами и далее глыбы ру­ды отправляют на сероплавильиый завод, где из них извлекают серу. Если сера залегает глубоко и в значи­тельном количестве, то ее по­лучают по методу Фраша. В этом случае серу расплавля­ют под землей и через сква­жину, подобно нефти, выка­чивают на поверхность, т. е. этот способ основан на легкоплавкости серы и ее срав­нительно небольшой плотно­сти. Установка Фраша доволь проста: труба в трубе. В пространство между трубами подается перегретая вода и по нему идет в пласт, а по внутренней трубе, обогреваемой со всех сторон, поднимается расплавленная сера. В современном варианте установка Фраша дополнена третьей, более узкой, трубой. Через нее в скваж,иту подается сжатый воздух, который поднимает на поверхность расплавлен­ную серу. Руда, полученная из шахт, карьеров, обычно перера­батывается с предварительным обогащением. Известно несколько методов извлечения серы из руд: пароводяные, фильтрационные, термические, центрифугальные и экст­ракционные. Калькарона Термические методы извлечения серы из руд наиболее старые. Еще в XVIII в. в Неаполитанском королевстве серу выплавляли в кучах—«сольфаторах». До сих пор в Итални выплавляют серу в примитивных печах-калькаронах. Калькарона—одна из самых старых сероплавильных печей. Это открытая сверху камера цилиндрической формы. Обычно калькароны располагали на уступах скал или уг­лубляли в землю. Куски руды в такие печи укладывали определенным образом: внизу—большие, свер­ху—маленькие. При этом обязательно оставляли вертикальные ходы для тяги. Этот процесс мало­эффективен: 45% потерь, так как часть серы сжигают для получения тепло­ты, необходимой при вы­плавке серы из руды. Италия стала родиной и второго метода извлечения серы из руд—пароводяного, предшественника автоклав­ного. В этом процессе серная руда, содержащая до 80% серы, поступает в автоклав. Туда же под давлением пода­ют водяной пар. Пульпу нагревают до 130°С. Сера, со­держащаяся в концентрате, плавится и отделяется от по­роды. После недолгого отстоя серу сливают и только потом из автоклава выпускают взвесь пустой породы в воде — «хвосты». Последние содержат довольно много серы и вновь поступают на обогатительную фабрику. Со­временные автоклавы—это огромные аппараты высотой с четырехэтажный дом. Такие автоклавы установлены у нас в Прикарпатье, в частности на сероплавильном заво­де Раздольского горнохимического комбината. Иногда пустую породу отделяют от расплавленной серы на специальных фильтрах. В нашей стране используют метод разделения на центрифугах. Однако сера, полученная выплавкой из руды (комо­вая сера), обычно содержит еще много примесей. Даль­нейшую очистку ее производят перегонкой в рафиниро­ванных печах, где сера нагревается до кипения. Пары серы поступают в выложенную кирпичом камеру. Внача­ле, пока камера холодная, сера переходит в твердое со­стояние и осаждается на стенках в виде светло-желтого порошка (серный цвет). Когда камера нагреется выше 120°С, пары конденсируются в жидкость, которую выпус­кают из камеры в формы, где она и застывает в виде палочек. Полученная таким образом сера называется че­ренковой. Способы получения серы в разных странах неодина­ковы. Так, в США и Мексике применяют в основном ме­тод Фраша. В Италии (она занимает третье место по добыче серы среди капиталис­тических государств) ис­пользуют разные методы переработки серных сици­лийских руд и руд из Марок­ко. Япония имеет значитель­ные запасы серы вулкани­ческого происхождения. Франция и Канада, не имею­щие самородной серы, раз­вили ее крупное производст­во из газов. В Англии и ФРГ перерабатывают сырье, со­держащее серу (FeS2 ), а эле­ментарную серу покупают, так как в этих странах нет собственных серных место­рождений. СССР и социалистиче­ские страны благодаря соб­ственным источникам сырья применяют разнообразные методы добычи серы. За по­следние годы возросла про­изводство серы из природ­ных и отходящих газов цветной металлургии. Обыч­но в сере, которую получа­ют из руд, остается после ее очистки 0,6% примесей, а в сере, полученной из газов,— только 0,2%. При этом газовая сера значительно дешевле. В настояще время в Узбекистане пущена первая оче­редь Мубарекского газоперерабатываюшего завода— одного из крупнейших предприятий отечественной газо­вой химической промышленности. Около поселка Муба­рек Кашкадарьинской области было обнаружено мощное месторождение природного газа, содержащего 6% серо­водорода. Серу стали получать из сероводорода при на­гревании его в присутствии катализаторов. Ежедневно новое предприятие будет перерабатывать 4,7 млрд. м3 природного газа и выпускать 220 тыс. т чистой серы. По­лучая серу этим способом, попутно очищают большие количества природного газа от примесей. ПРИМЕНЕНИЕ СЕРЫ Основным потребителем серы является химическая промышленность. Примерно половина добываемой в ми­ре серы идет на производство серной кислоты, роль кото­рой в химической промышленности велика. Чтобы полу­чить 1 т серной кислоты, нужно сжечь 300 кг серы. Большое количество серы расходуется на производст­во черного пороха, сероуглерода, различных красителей, светящихся составов и бенгальских огней. Значительную часть мировой добычи серы поглощает бумажная промышленность. Для того чтобы произвести 1 7 целлюлозы, нужно затратить более 100 кг серы. В резиновой промышленности сера применяется для превращения каучука в резину. Свои ценные свойства (упругость, эластичность и др.) каучук приобретает пос­ле смешивания его с серой и нагревания до определенной температуры. Такой процесс носит название вулканиза­ции. Последняя может быть горячей и холодной. В пер­вом случае каучук нагревают с серой до 130—160°С. Этот способ был предложен в 1839 г. Ч. Гудиром. Во втором случае процесс ведут без нагревания, обрабатывая кау­чук хлоридом серы S2C12. Холодная вулканизация была предложена в 1J846 г. А. Парксом. Сущность вулканиза­ции заключается в образовании новых связей между по­лимерными группами. При этом мостики могут содер­жать 1, 2, 3 и т. д. атомов серы: Состав, распределение и энергия связей —С—Sn—С— определяют многие важнейшие физико-механические свойства вулканизированных материалов. Если к каучуку присоединяется 0,5—5% серы, то образуется мягкая резина (автомобильные покрышки, камеры, мячи, трубки и т. д.). Присоединение к каучуку 30—50% серы приводит к образованию жесткого неэластичного материала—эбо­нита. Он представляет собой твердое вещество и является хорошим электрическим изолятором. В сельском хозяйстве сера применяется как в элемен­тарном виде, так и в виде соединений. Установлено, что потребность растений в этом элементе немногим меньше фосфора. Серные удобрения влияют не только на коли­чество, но и качество урожая. Опытами доказано, что серные удобрения влияют на морозостойкость злаков. Они способствуют образованию органических веществ, содержащих сульфогидрильные группы-S-Н. Это приводит к изменению внутренней структуры белков, их гидрофильности, что повышает морозостойкость расте­ний в целом. Применяют серу в сельском хозяйстве и для борьбы с болезнями растений, главным образом виногра­да и хлопчатника. В медицине используется как элементарная сера, так и ее соединения. Например, мелкодисперсная сера—ос­нова мазей, необходимых для лечения различных грибко­вых заболеваний кожи. Все сульфамидные препараты, (сульфидин, сульфазол, норсульфазол, сульфодимезин, стрептоцид и др.) —это органические соединения серы, например: Растет количество серы, добываемой из недр земли, из промышленных газов, при очистке топлива. В мире сейчас уже производится на 10% серы больше, чем использует­ся. Ей ищут новые области применения, предполагают использовать в строительной индустрии. В Канаде уже изготовлен серный пенопласт, который будет применен в строительстве шоссейных дорог и при прокладке трубо­проводов в условиях вечной мерзлоты. В Монреале по­строен одноэтажный дом, состоящий из необычных бло­ков: 70% песка и 30% серы. Приготовляются блоки в ме­таллических формах при температуре спекания 120°С. По прочности и стойкости они не уступают цементным. Защита их от окисления достигается покраской любым синтетическим лаком. Можно сооружать гаражи, магази­ны, склады и дачи. Появились сведения и о других строи­тельных материалах, содержащих серу. Оказалось, что с помощью серы можно получать отличные асфальтовые покрытия, способные при сооружении автострад заме­нять трехкратное количество гравия. Такова, к примеру, смесь 13,5% серы, 6% асфальта и 80,5% песка.