Swael is een van die mees algemene elemente van die aardkors. Dikwels word dit gevind in die samestelling van minerale wat daarby metale bevat. Die prosesse wat plaasvind wanneer die kookpunt en smeltpunt van swael bereik word, is baie interessant. Ons sal hierdie prosesse, sowel as die probleme wat daarmee gepaard gaan, in hierdie artikel ontleed. Maar eers, kom ons duik in die geskiedenis van die ontdekking van hierdie element.
Geskiedenis
In sy inheemse vorm, sowel as in die samestelling van minerale, is swael sedert die oudheid bekend. In antieke Griekse tekste word die giftige effek van die verbindings op die menslike liggaam beskryf. Die swaeldioksied wat tydens die verbranding van verbindings van hierdie element vrygestel word, kan inderdaad dodelik vir mense wees. Rondom die 8ste eeu het swael in China begin gebruik word om vuurwerkmengsels te maak. Geen wonder nie, want dit is in hierdie land dat buskruit glo uitgevind is.
Selfs in antieke Egipte het mense 'n metode geken om swaelbevattende erts gebaseer op koper te rooster. Dit is hoe die metaal ontgin is. Swael het ontsnap in die vorm van giftige gas SO2.
Ondanks die feit dat dit sedert antieke tye beroemd is, het die kennis van wat swael is, gekom danksy die werk van die Franse natuurkundige AntoineLavoisier. Dit was hy wat vasgestel het dat dit 'n element is, en sy verbrandingsprodukte is oksiede.
Hier is so 'n kort geskiedenis van mense se kennismaking met hierdie chemiese element. Vervolgens gaan ons in detail praat oor die prosesse wat in die ingewande van die aarde plaasvind en lei tot die vorming van swael in die vorm waarin dit nou is.
Hoe kom swael tot stand?
Daar is 'n algemene wanopvatting dat hierdie element meestal in sy oorspronklike (dit is suiwer) vorm gevind word. Dit is egter nie heeltemal waar nie. Inheemse swael word meestal gevind as 'n insluiting in ander erts.
Op die oomblik is daar verskeie teorieë oor die oorsprong van die element in sy suiwerste vorm. Hulle stel 'n verskil voor in die tyd van vorming van swael en die ertse waarin dit afgewissel word. Die eerste, die teorie van singenese, veronderstel die vorming van swael saam met ertse. Volgens haar het sommige bakterieë wat in die see leef, die sulfate in die water tot waterstofsulfied verminder. Laasgenoemde het op sy beurt opgestaan, waar dit met behulp van ander bakterieë tot swael geoksideer is. Sy het op die bodem geval, gemeng met slik, en daarna het hulle saam erts gevorm.
Die kern van die teorie van epigenese is dat swael in die erts later as homself gevorm is. Hier is verskeie takke. Ons sal net praat oor die mees algemene weergawe van hierdie teorie. Dit bestaan hieruit: grondwater, wat deur ophopings van sulfaaterts vloei, word daarmee verryk. Dan, wat deur olie- en gasvelde gaan, word sulfaatione tot waterstofsulfied gereduseer as gevolg van koolwaterstowwe. Waterstofsulfied, wat na die oppervlak styg, word geoksideeratmosferiese suurstof na swael, wat in die rotse afsak en kristalle vorm. Hierdie teorie het onlangs meer en meer bevestigings gevind, maar die vraag na die chemie van hierdie transformasies bly oop.
Van die proses van die oorsprong van swael in die natuur, kom ons gaan aan na die wysigings daarvan.
Allotropie en polimorfisme
Swael, soos baie ander elemente van die periodieke tabel, bestaan in die natuur in verskeie vorme. In chemie word dit allotropiese modifikasies genoem. Daar is rombiese swael. Sy smeltpunt is ietwat laer as dié van die tweede modifikasie: monoklinies (112 en 119 grade Celsius). En hulle verskil in die struktuur van elementêre selle. Rombiese swael is digter en stabieler. Dit kan, wanneer dit tot 95 grade verhit word, in 'n tweede vorm gaan - monoklinies. Die element wat ons bespreek het analoë in die periodieke tabel. Die polimorfisme van swael, selenium en tellurium word steeds deur wetenskaplikes bespreek. Hulle het 'n baie noue verhouding met mekaar, en al die wysigings wat hulle vorm, stem baie ooreen.
En dan sal ons die prosesse ontleed wat tydens die smelt van swael plaasvind. Maar voordat jy begin, moet jy 'n bietjie duik in die teorie van die struktuur van die kristalrooster en die verskynsels wat tydens fase-oorgange van materie voorkom.
Waarvan is 'n kristal gemaak?
Soos jy weet, in die gasvormige toestand, is die stof in die vorm van molekules (of atome), wat lukraak in die ruimte beweeg. in vloeibare materiaalsy samestellende deeltjies is gegroepeer, maar het steeds 'n redelike groot bewegingsvryheid. In 'n vaste toestand van samevoeging is alles 'n bietjie anders. Hier neem die graad van orde toe tot sy maksimum waarde, en die atome vorm 'n kristalrooster. Natuurlik is daar fluktuasies daarin, maar hulle het 'n baie klein amplitude, en dit kan nie vrye beweging genoem word nie.
Enige kristal kan in elementêre selle verdeel word - sulke opeenvolgende verbindings van atome wat deur die hele volume van die monsterverbinding herhaal word. Hier is dit die moeite werd om te verduidelik dat sulke selle nie 'n kristalrooster is nie, en hier is die atome binne die volume van 'n sekere figuur geleë, en nie by sy nodusse nie. Vir elke kristal is hulle individueel, maar hulle kan in verskeie hooftipes (singonie) verdeel word, afhangende van die geometrie: triklinies, monoklinies, rombies, romboëdraal, vierhoekig, seskantig, kubies.
Kom ons ontleed kortliks elke tipe traliewerk, want hulle is in verskeie subspesies verdeel. En kom ons begin met hoe hulle van mekaar kan verskil. Eerstens is dit die verhoudings van die lengtes van die sye, en tweedens die hoek tussen hulle.
Dus, die trikliniese singonie, die laagste van almal, is 'n elementêre rooster (parallelogram), waarin alle sye en hoeke nie gelyk aan mekaar is nie. Nog 'n verteenwoordiger van die sogenaamde laer kategorie van singonies is monoklinies. Hier is twee hoeke van die sel 90 grade, en alle kante het verskillende lengtes. Die volgende tipe wat tot die laagste kategorie behoort, is die rombiese singonie. Dit het drie ongelyke sye, maar al die hoeke van die figuuris gelyk aan 90 grade.
Kom ons gaan aan na die middelkategorie. En die eerste lid daarvan is die vierhoekige singonie. Hier, na analogie, is dit maklik om te raai dat al die hoeke van die figuur wat dit verteenwoordig gelyk is aan 90 grade, en ook twee van die drie sye is gelyk aan mekaar. Die volgende verteenwoordiger is die ruitvormige (trigonale) singonie. Dit is waar dinge 'n bietjie meer interessant raak. Hierdie tipe word gedefinieer deur drie gelyke sye en drie hoeke wat gelyk is, maar nie reguit nie.
Die laaste variant van die middelkategorie is die seskantige singonie. Dit is selfs moeiliker om dit te definieer. Hierdie opsie is gebou op drie kante, waarvan twee gelyk is en 'n hoek van 120 grade vorm, en die derde is in 'n vlak loodreg op hulle. As ons drie selle van die seskantige singonie neem en hulle aan mekaar heg, sal ons 'n silinder met 'n seskantige basis kry (dit is hoekom dit so 'n naam het, want "hexa" in Latyn beteken "ses").
Wel, die bokant van alle singonies, met simmetrie in alle rigtings, is kubies. Sy is die enigste een wat tot die hoogste kategorie behoort. Hier kan jy dadelik raai hoe dit gekenmerk kan word. Alle hoeke en sye is gelyk en vorm 'n kubus.
So, ons het die ontleding van die teorie oor die hoofgroepe singonieë voltooi, en nou sal ons in meer besonderhede vertel oor die struktuur van verskeie vorme van swael en die eienskappe wat hieruit volg.
Die struktuur van swael
Soos reeds genoem, het swael twee modifikasies: rombies en monoklinies. Na die gedeelte oor teorieDit het tog duidelik geword hoe hulle verskil. Maar die hele punt is dat, afhangend van die temperatuur, die struktuur van die rooster kan verander. Die hele punt is in die proses van transformasies wat plaasvind wanneer die smeltpunt van swael bereik word. Dan word die kristalrooster heeltemal vernietig, en die atome kan min of meer vrylik in die ruimte beweeg.
Maar kom ons keer terug na die struktuur en kenmerke van so 'n stof soos swael. Die eienskappe van chemiese elemente hang grootliks af van hul struktuur. Byvoorbeeld, swael, as gevolg van die eienaardighede van die kristalstruktuur, het die eienskap van flotasie. Die deeltjies word nie deur water benat nie, en lugborrels wat daaraan kleef, trek hulle na die oppervlak. Klomp swael dryf dus wanneer dit in water gedompel word. Dit is die basis vir sommige metodes om hierdie element van 'n mengsel van soortgelyke te skei. En dan sal ons die hoofmetodes ontleed om hierdie verbinding te onttrek.
Production
Swael kan met verskillende minerale voorkom, en dus op verskillende dieptes. Afhangende hiervan word verskillende ekstraksiemetodes gekies. As die diepte vlak is en daar geen ophopings van gasse ondergronds is wat met mynbou inmeng nie, word die materiaal met 'n oop metode ontgin: rotslae word verwyder en, met die vind van erts wat swael bevat, word dit vir verwerking gestuur. Maar as hierdie voorwaardes nie nagekom word nie en daar is gevare, dan word die boorgatmetode gebruik. Dit moet die smeltpunt van swael bereik. Hiervoor word spesiale installasies gebruik. 'n Toestel om klontswael in hierdie metode te smelt is eenvoudig nodig. Maar oor hierdie proses - 'n bietjielater.
In die algemeen, wanneer swael op enige manier ontgin word, is daar 'n hoë risiko van vergiftiging, want meestal word waterstofsulfied en swaweldioksied daarmee neergelê, wat baie gevaarlik vir mense is.
Om die nadele en voordele van 'n bepaalde metode beter te verstaan, kom ons maak kennis met die metodes om swaelbevattende erts te verwerk.
Extraction
Hier is daar ook verskeie truuks wat gebaseer is op heeltemal verskillende eienskappe van swael. Onder hulle is termiese, ekstraksie, stoom-water, sentrifugale en filtrasie.
Die mees bewese van hulle is termies. Hulle is gegrond op die feit dat die kook- en smeltpunte van swael laer is as dié van die ertse waarin dit "wed". Die enigste probleem is dat dit baie energie verbruik. Om die temperatuur te handhaaf, was dit vroeër nodig om 'n deel van die swael te verbrand. Ten spyte van sy eenvoud, is hierdie metode ondoeltreffend, en verliese kan 'n rekord van 45 persent bereik.
Ons volg die tak van historiese ontwikkeling, so ons beweeg aan na die stoom-water-metode. Anders as termiese metodes word hierdie metodes steeds in baie fabrieke gebruik. Vreemd genoeg is hulle gebaseer op dieselfde eienskap - die verskil in die kookpunt en smeltpunt van swael van dié vir geassosieerde metale. Die enigste verskil is hoe die verhitting plaasvind. Die hele proses vind plaas in outoklawe – spesiale installasies. Verrykte swawelerts wat tot 80% van die ontginde element bevat, word daar voorsien. Dan, onder druk, word warm water in die outoklaaf gepomp.stoom. Opwarming tot 130 grade Celsius, swael smelt en word uit die stelsel verwyder. Natuurlik bly die sogenaamde sterte oor - deeltjies swael wat in die water dryf wat gevorm word as gevolg van die kondensasie van waterdamp. Hulle word verwyder en weer in die proses geplaas, aangesien hulle ook baie van die element bevat wat ons benodig.
Een van die modernste metodes - sentrifugeer. Terloops, dit is in Rusland ontwikkel. Kortom, die essensie daarvan is dat die smelt van 'n mengsel van swael en minerale waarmee dit gepaard gaan, in 'n sentrifuge gedompel word en teen hoë spoed tol. Die swaarder rots neig weg van die middel as gevolg van sentrifugale krag, terwyl die swael self hoër bly. Dan word die gevolglike lae eenvoudig van mekaar geskei.
Daar is nog 'n metode wat tot vandag toe ook in produksie gebruik word. Dit bestaan uit die skeiding van swael van minerale deur spesiale filters.
In hierdie artikel sal ons uitsluitlik termiese metodes oorweeg om 'n element te onttrek wat ongetwyfeld vir ons belangrik is.
Smeltingproses
Die studie van hitte-oordrag tydens die smelt van swael is 'n belangrike kwessie, want dit is een van die mees ekonomiese maniere om hierdie element te onttrek. Ons kan die parameters van die stelsel kombineer tydens verhitting, en ons moet hul optimale kombinasie bereken. Dit is vir hierdie doel dat 'n studie van hitte-oordrag en 'n ontleding van die kenmerke van die swaelsmeltproses uitgevoer word. Daar is verskeie tipes installasies vir hierdie proses. Die swaelsmeltende ketel is een van hulle. Kry die item waarna jy soek met hierdie produk- net 'n helper. Maar vandag is daar 'n spesiale installasie - 'n apparaat vir die smelt van klont swael. Dit kan effektief in produksie gebruik word om hoë-suiwer swael in groot hoeveelhede te produseer.
Vir bogenoemde doel, in 1890, is 'n installasie uitgevind wat toelaat dat swael op 'n diepte gesmelt en met 'n pyp na die oppervlak gepomp word. Die ontwerp is redelik eenvoudig en effektief in aksie: twee pype is in mekaar geleë. Stoom wat tot 120 grade oorverhit is (smeltpunt van swael) sirkuleer deur die buitenste pyp. Die einde van die binnepyp bereik die afsettings van die element wat ons benodig. Wanneer dit deur water verhit word, begin swael smelt en uitkom. Alles is redelik eenvoudig. In die moderne weergawe bevat die installasie nog 'n pyp: dit is binne-in die pyp met swael, en saamgeperste lug vloei daardeur, wat die smelt vinniger laat styg.
Daar is nog verskeie metodes, en een van hulle bereik die smeltpunt van swael. Twee elektrodes word ondergronds laat sak en 'n stroom word daardeur gevoer. Aangesien swael 'n tipiese diëlektrikum is, gelei dit nie stroom nie en begin dit baie warm word. Dit smelt dus en met behulp van 'n pyp, soos in die eerste metode, word dit uitgepomp. As hulle swael na die vervaardiging van swaelsuur wil stuur, dan word dit ondergronds aan die brand gesteek en die gevolglike gas word uitgehaal. Dit word verder geoksideer tot swaeloksied (VI), en dan in water opgelos, wat die finale produk verkry.
Ons het die smelt van swael, die smelt van swael en metodes vir die onttrekking daarvan ontleed. Nou is dit tyd om uit te vind hoekom sulke komplekse metodes nodig is. Trouens, die ontleding van die proses van smelt swael entemperatuurbeheerstelsel is nodig om die finale produk van die ekstraksie goed skoon te maak en effektief toe te pas. Swael is immers een van die belangrikste elemente wat 'n sleutelrol in baie areas van ons lewe speel.
Aansoek
Dit maak geen sin om te sê waar swaelverbindings gebruik word nie. Dit is makliker om te sê waar hulle nie van toepassing is nie. Swael word gevind in enige rubber en rubberprodukte, in die gas wat aan huise verskaf word (daar is dit nodig om 'n lekkasie te identifiseer as een voorkom). Dit is die mees algemene en eenvoudige voorbeelde. Trouens, die toedienings van swael is ontelbaar. Om hulle almal te lys is eenvoudig onrealisties. Maar as ons onderneem om dit te doen, blyk dit dat swael een van die mees noodsaaklike elemente vir die mensdom is.
Gevolgtrekking
Uit hierdie artikel het jy geleer wat die smeltpunt van swael is, hoekom hierdie element vir ons so belangrik is. As jy belangstel in hierdie proses en die studie daarvan, dan het jy waarskynlik iets nuuts vir jouself geleer. Dit kan byvoorbeeld kenmerke van die smelt van swael wees. Daar is in elk geval geen beperking op perfeksie nie, en kennis van die prosesse wat in die industrie plaasvind sal nie met enige van ons inmeng nie. Jy kan onafhanklik voortgaan om die tegnologiese ingewikkeldhede van die prosesse van onttrekking, onttrekking en verwerking van swael en ander elemente wat in die aardkors vervat is, te bemeester.
