Zwavel is een element van het periodiek systeem van D. I. Mendelejev, het atoomnummer is zestien. Het heeft niet-metalen eigenschappen. Aangeduid met de Latijnse letter S. De naam heeft vermoedelijk een Indo-Europese wortel - "verbranden".
Historisch perspectief
Wanneer zwavel werd ontdekt en de winning begon, is niet duidelijk. Het is alleen bekend dat oude mensen er lang voor onze jaartelling van wisten. De vroege priesters gebruikten het in hun cultusrituelen en verwerkten het in ontsmettende mengsels. De minerale zwavel werd toegeschreven aan een product dat werd geproduceerd door de goden, die meestal in de onderwereld leefden.
Gedurende lange tijd, zoals blijkt uit historische documenten, werd het gebruikt als een bestanddeel van brandbare mengsels die voor militaire doeleinden werden gebruikt. Homerus negeerde ook het mineraal zwavel niet. In een van zijn werken beschreef hij "verdampingen" die een nadelig effect hadden op een persoon bij verbranding.
Historici suggereren dat zwavel een bestanddeel was van het zogenaamde "Griekse vuur", dat angst bij vijanden veroorzaakte.
In de achtste eeuw in China werd het gebruikt om pyrotechnisch te makenmengsels, inclusief brandbare stoffen die op buskruit lijken.
In de middeleeuwen was het een van de drie belangrijkste elementen van de alchemisten. Ze gebruikten actief het mineraal inheemse zwavel in hun onderzoek. Vaak leidde dit ertoe dat experimenten met haar werden gelijkgesteld met hekserij, en dit leidde op zijn beurt tot de vervolging van oude chemici en hun volgelingen door de inquisitie. Vanaf die tijd, vanaf de middeleeuwen en de renaissance, begon de geur van brandende zwavel, hun gassen, in verband te worden gebracht met daden van boze geesten en duivelse manifestaties.
Eigenschappen
De inheemse minerale zwavel heeft een moleculair rooster dat andere soortgelijke elementen niet hebben. Dit leidt ertoe dat het een lage hardheid heeft, er is geen splitsing, het is een nogal kwetsbaar materiaal. Het soortelijk gewicht van zwavel is 2,7 gram per kubieke centimeter. Het mineraal heeft een slechte elektrische en thermische geleidbaarheid en een laag smeltpunt. Ontsteekt vrij bij blootstelling aan een open vlam, ook van een lucifer, de kleur van de vlam is blauw. Het ontsteekt goed bij een temperatuur van ongeveer 248 graden Celsius. Bij het branden komt zwaveldioxide vrij, dat een scherpe, verstikkende geur heeft.
Beschrijvingen van het zwavelmineraal zijn gevarieerd. Het heeft tinten lichtgeel, stro, honing, groenachtig. In zwavel, dat organische stoffen in zijn structuur heeft, is er een bruine, grijze of zwarte kleur. Op de foto trekt het zwavelmineraal in een vaste, zuivere, kristallijne vorm altijd het oog en gemakkelijkherkenbaar.
Vulkanische zwavel is heldergeel, groenachtig, oranje. In de natuur vind je het in de vorm van verschillende massa's, dicht, aards, poederachtig. Er zijn ook kristallijne overwoekerde zwavelkristallen in de natuur, maar vrij zelden.
Zwavel in de natuur
Natuurlijke zwavel in zijn pure staat is zeldzaam. Maar in de aardkorst zijn de reserves erg belangrijk. Dit zijn voornamelijk ertsen, waar zwavellagen in grote hoeveelheden aanwezig zijn.
Tot nu toe heeft de wetenschap geen beslissing genomen over de oorzaak van het optreden van zwavelafzettingen. Sommige versies sluiten elkaar uit. Rekening houdend met het feit dat zwavel een hoge chemische activiteit vertoont, wordt aangenomen dat het tijdens de vorming van het oppervlak van de aardkorst herhaaldelijk werd gebonden en vrijgegeven. Hoe deze reacties verliepen is niet met zekerheid vastgesteld.
Volgens een van de versies wordt aangenomen dat zwavel het resultaat is van het uitlogen van sulfaten, die de afvalproducten zijn geworden van individuele bacteriën. Deze laatste gebruiken de minerale verbindingen als voedsel.
Onderzoekers overwegen verschillende versies van de processen van vervanging van zwavel in de aardkorst, die leiden tot het vrijkomen en ophopen ervan. Maar het is nog niet mogelijk om de aard van het voorval eenduidig te begrijpen.
Fysische en chemische eigenschappen van zwavel
Het eerste wetenschappelijke onderzoek werd pas in de achttiende eeuw gedaan. Een grondige studie van de eigenschappen van het zwavelmineraal werd uitgevoerd door de Franse wetenschapper Antoine Lavoisier. Dus ontdekte hij dat het kristalliseert uit smelt, aanvankelijk naaldvormig aansoorten. Deze vorm is echter niet stabiel. Naarmate de temperatuur da alt, herkristalliseert zwavel, waardoor volumetrische doorschijnende formaties van citroengele of gouden tint worden gevormd.
Deposito's, zwavelwinning
De belangrijkste bron van de productie van zwavelmineralen zijn afzettingen. Volgens de berekeningen van geologen volgt daaruit dat de wereldreserves ongeveer 1,4 miljard ton bedragen.
Oude mensen, evenals de mijnwerkers van de Middeleeuwen, hebben zwavel gewonnen door een grote kleicontainer tot in de diepte te graven. Er werd een andere op geplaatst, waarin een gat in de bodem zat. De bovenste container was gevuld met steen, die zwavel bevatte. Deze structuur werd verwarmd. De zwavel begon te smelten en stroomde in het onderste vat.
Momenteel wordt mijnbouw uitgevoerd door middel van open mijnbouw, evenals met behulp van ondergrondse smeltmethoden.
Grote zwavelafzettingen op het grondgebied van Eurazië bevinden zich in Turkmenistan, in de Wolga-regio en op andere plaatsen. Aan de linkeroever van de rivier de Wolga, die zich uitstrekt van Samara tot Kazan, zijn aanzienlijke afzettingen in Rusland ontdekt.
Bij de ontwikkeling van het zwavelmineraal wordt speciale aandacht besteed aan veiligheid. Dit komt door het feit dat het erts altijd gepaard gaat met de ophoping van waterstofsulfide, wat zeer schadelijk is voor de ademhaling. Het mineraal zelf heeft de neiging om te ontbranden en explosieve verbindingen te vormen.
De meest gebruikelijke mijnbouwmethode is open pit. Tegelijkertijd wordt het bovenste deel van de rotsen verwijderd door mijnbouwapparatuur. Er wordt explosief gewerkt aan het verpletteren van het ertsdeel. Danfracties worden naar de onderneming gestuurd voor het verrijkingsproces en vervolgens naar smelterijen om zuivere zwavel te verkrijgen.
Als het mineraal diep ligt en de volumes aanzienlijk zijn, wordt de Frasch-methode gebruikt voor extractie.
Eind 1890 stelde ingenieur Frasch voor om zwavel ondergronds te smelten, en na het in vloeibare toestand te hebben gebracht, het eruit te pompen. Dit proces is vergelijkbaar met olieproductie. Gezien het vrij lage smeltpunt van zwavel, werd het idee van de ingenieur met succes getest en begon de industriële winning van dit mineraal op deze manier.
In de tweede helft van de 20e eeuw begon een methode voor mijnbouw door het gebruik van hoogfrequente stromen actief te worden gebruikt. Hun impact leidt ook tot het smelten van zwavel. De daaropvolgende injectie van gecomprimeerde hete lucht maakt het mogelijk om de stijging in vloeibare toestand naar de oppervlakte te versnellen.
Zwavel komt in grote hoeveelheden voor in aardgas. De Claus-methode is geschikt voor de extractie ervan. Er worden speciale zwavelputten gebruikt waarin ontgassing wordt uitgevoerd. Het resultaat is een vast gemodificeerd product met een hoog zwavelgeh alte.
Toepassing
Ongeveer de helft van alle geproduceerde zwavel gaat naar de productie van zwavelzuur. Ook is dit mineraal nodig voor de productie van rubber, medicijnen, als fungiciden in de landbouw. Het mineraal is ook gebruikt als een structureel element in het populaire zwavelasf alt en als vervanging voor Portlandcement - zwavelbeton. Actief gebruikt bij de vervaardiging van verschillendepyrotechnische composities, bij de productie van lucifers.
Biologische rol
Zwavel is een belangrijk biogeen element. Het maakt deel uit van een aanzienlijk aantal aminozuren. Een integraal element in de vorming van eiwitstructuren. Bij bacteriële fotosynthese neemt het mineraal deel aan de redoxreacties van het lichaam en is het een bron van energie. In het menselijk lichaam zit ongeveer twee gram zwavel per kilogram gewicht.
Zwavel in zijn zuivere vorm is geen giftige stof, in tegenstelling tot vluchtige gassen, waaronder zwaveldioxide, zwavelzuuranhydride, waterstofsulfide, enzovoort.
Vlam eigenschappen
Zwavel is een ontvlambaar mineraal. De fijngemalen fracties zijn in staat tot zelfontbranding in aanwezigheid van vocht, in aanwezigheid van contact met oxidatiemiddelen, en ook bij het maken van mengsels met kolen, vetten, oliën. Blus zwavel met sproeiwater en luchtmechanisch schuim.
