Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Сицилийский метод извлечения серы
Экстракция суфра 1.jpg
Тип процессаДобыча
Промышленный сектор (ы)Добыча
Основные технологии или подпроцессыПлавление
Товары)Сера
Год изобретенияДревний

Сицилийский метод был один из первых способов извлечения серы из подземных месторождений. Это был единственный промышленный метод извлечения серы из элементарных отложений, пока его не заменил процесс Фраша . [1] Таким способом добывалась большая часть серы в мире до конца 19 века. [2]

В самом простом виде руды складывались в насыпь и горели. Получистая сера стекала вниз, и затвердевшая масса собиралась на более низком уровне. Он получил свое название от центра производства серы до 19 века, когда его заменил процесс Фраша . [3] [4]

История [ править ]

Сера, также известная как сера (камень, который горит), имеет множество целей, таких как отбеливающее средство, благовония для религиозных прав, инсектициды и клей. Римляне использовали его для изготовления фейерверков и оружия. Сицилийская техническая сера поступает из осадочных миоценовых пород, обнаруженных примерно в 200 метрах под землей. [5] [6]

К середине 19 века Сицилия производила 3/4 мирового производства. Раскопки на Сицилии были очень легкими и близкими к поверхности. Местная заработная плата была низкой, и также использовались малооплачиваемые дети. Сицилия также имела легкий транспорт по морю. Экономика Сицилии была в основном сельскохозяйственной, и присутствие серных рудников помогло ей поддержать. Тем не менее, способ извлечения серы создал серьезные экологические проблемы для страны. [7]

К 1912 году Соединенные Штаты обогнали Сицилию по мировому производству серы. Большие постоянные базы серы в Техасе и Луизиане, а также дешевое топливо и большое количество воды сделали недавно изобретенный процесс Фраша экономичным. [5]

После Второй мировой войны большинство шахт на Сицилии закрылось. [8]

Процесс [ править ]

Серную руду вывозили вручную из неглубоких шахт и помещали в кострища. Камни нагревают, чтобы отделить серу от других ее элементов. Этот метод относительно неэффективен, так как большая часть сжигается, а не плавится. Также существует большое количество загрязнения серным ангидридом. [9]

Сера с температурой плавления 115 ° C (239 ° F) нагревается до тех пор, пока не плавится, и стекает вниз под действием силы тяжести. По мере удаления от источника тепла он снова затвердевает и собирается. Полученная сера не очень чистая. [8]

Сицилийский метод прошел четыре стадии совершенствования. Первые два были основными методами, используемыми на Сицилии.

Калькарелль [ править ]

Калькарелль был самым простым подходом. В канаве была сложена куча руды площадью около 10 квадратных футов (0,93 м 2 ), а полы были сильно забиты и наклонены вниз, позволяя расплавленной сере стекать на дно. Самые большие куски складывались внизу, а мелкие наверху по мере того, как стопка росла выше. Затем этот штабель был подожжен, и к третьему дню расплавленная руда начала вытекать из отверстия, называемого Морто (Смерть). Руда в центре расплавилась больше, чем окислилась снаружи. [8] Доходность может составлять всего 6%. [10]

Это был очень грязный подход и не очень эффективен. Большая часть продукта была разрушена и, вероятно, дала только 1/3 всей серы, попавшей в печь. В зависимости от погоды процесс может занять несколько дней. Сторона, обращенная к ветру, имела тенденцию гореть, а не таять, а эффективность зимой была ниже. [10] [11]

Недостатком этой архаичной технологии было производство большого количества диоксида серы и других соединений, сильно загрязняющих и вредных для здоровья рабочих, сельского хозяйства и всей окружающей среды. Эти рудиментарные сооружения требовалось установить на расстоянии не менее 3 км (1,9 мили) от населенных пунктов. [12] В 1870 году на Сицилии насчитывалось около 4367 калькарелле. [10]

Калькарони [ править ]

Калькарони был более успешным и эффективным методом и начал заменять метод Калькарелле примерно после 1850 года.

Круглая каменная стена построена на наклонном склоне. Впереди был Морто (Смерть), или выход, высотой от четырех до шести футов и шириной два фута; над ним возведен деревянный навес для ответственного рабочего. Calcaroni может содержать около 6 длинных тонн (6,1 т). Это могло длиться десять лет. Для первого слоя были выбраны самые крупные куски руды, между которыми оставались промежутки, и размер кусков постепенно уменьшался по мере увеличения высоты. Узкие каналы, расположенные на расстоянии около 2 футов (0,61 м) друг от друга, оставлены для воздуха, чтобы уносить тепло вниз. Все покрыто слоем мусора от предыдущих операций. [10] Внутренний пол имел наклон около десяти градусов, заканчиваясь внизу. [8]Сера медленно тает вниз и, собравшись с наклонного пола, бежит к выходу. Когда Морто был открыт, сера остыла в слитки, называемые балате. [8] В процессе обработки одновременно обрабатывались около 2000 кубометров руды, и процесс длится около 20-30 дней.[8]

Хотя количество загрязняющих веществ и потерь было значительно ниже, Калькарони производил значительные отходы минералов, и его выход составлял всего около 50% из-за сжигания серы, необходимой для процесса отопления, что также вызвало загрязнение окружающей среды. [8]

Калькароновый метод извлечения серы

Доппиони [ править ]

Doppioni (или Doppione) в переводе с итальянского означает двойной. Было два терракотовых сосуда, соединенных трубой, и один из сосудов был нагрет, и внутрь были засыпаны серные камни. Сера испарялась, проходила через трубу, охлаждалась и разливалась по формам. Это был больше процесс дистилляции, чем плавления. Этот процесс использовался в других областях Италии, таких как Романья , из-за потребности в топливе для обогрева процесса, кроме серы, которой на Сицилии не хватало. [10]

Процесс перегонки серы
Доппионовый метод извлечения серы дистилляцией

Жаберная печь [ править ]

Обжиговая печь Gill - это печь непрерывного действия, разработанная в 1880 году и названная в честь ее изобретателя, инженера Роберто Гилла. В нем использовалась серия камер, которые предварительно нагревали и поджигали следующую камеру. Каждая камера имела пол с несколькими отверстиями для перемещения расплавленной серы. Каждое из отверстий будет перемещать порцию серы в разное время и позволяет обрабатывать небольшое количество серы. Это была очень дорогая система, но она также уменьшала попадание большого количества газа и загрязнений в воздух. У него доходность более 60%. [8]

Замена [ править ]

После 1894 года сицилийский метод постепенно заменялся процессом Фраша , или американским подходом, когда сера обрабатывалась в земле путем перегрева пара через трубу для плавления серы в земле и извлечения серы по мере ее поступления. Это привело к гораздо более чистой форме серы, с меньшим количеством рабочих и меньшими отходами. Требовалось много пресной воды и топлива, поэтому они никогда не использовались в бедной водой Италии. [13] [10]

Ссылки [ править ]

  1. ↑ Олден П. Арманьяк (декабрь 1942 г.). «Странные шахты добывают серу» . Популярная наука . Popular Science Publishing Co. Архивировано 17 апреля 2016 года . Проверено 4 февраля 2019 .
  2. ^ Стюарт Bruchey (1960). "Сера, камень, который горит: история серной промышленности Фрэша " Уильямсом Хейнсом . Журнал экономической истории . 20 (2): 326–327. JSTOR 2114864 . Это был простой, но не экологически безопасный процесс. Уолтер Ботч (2001). "Chemiker, Techniker, Unternehmer: Zum 150. Geburtstag von Hermann Frasch". Chemie in Unserer Zeit . 35 (5): 324–331. DOI : 10.1002 / 1521-3781 (200110) 35: 5 <324 :: АИД-CIUZ324> 3.0.CO; 2-9 .
  3. ^ «Узнать больше о сере - Введение» . Институт серы . Архивировано 07 февраля 2019 года . Проверено 5 февраля 2019 .
  4. ^ Грей, CW (1920). Основы химии . п. 76.
  5. ^ a b Ингрэм, Джон Л. (2012-05-07). Марш микробов . ISBN 9780674054035.
  6. ^ Хант, Уолтер Фредерик (1915). «Происхождение серных месторождений Сицилии» (PDF) . Экономическая геология . 10 (6): 543–579. DOI : 10.2113 / gsecongeo.10.6.543 .
  7. ^ Мормино, Винченцо. «Сера на Сицилии» . Архивировано 9 июня 2018 года . Проверено 4 февраля 2019 .
  8. ^ a b c d e f g h Катни, Джеральд. Сера. История, технология, приложения и промышленность (2-е изд.). ISBN 978-1-895198-67-6.
  9. ^ Notizie sullo zolfo ди Sicilia е Suoi trattamenti Архивированных 2015-09-24 в Wayback Machine .
  10. ^ Мейер, Бит (2013-09-11). Сера, энергия и окружающая среда . С. 173–175. ISBN 9781483163468.
  11. ^ La calcarella архивации 2018-05-21 в Wayback Machine .
  12. ^ «Сера, история производства» . Архивировано 07 февраля 2019 года . Проверено 4 февраля 2019 .