IZVODLJIVOST DOBIJANJA RETKIH ELEMENATA I INDUSTRIJSKIH MATERJALA IZ TEHNOLOŠKOG OTPADA RTB-a BOR (Petnaesti deo - IZVODLJIVOST DOBIJANJA SUMPORA IZ PIRITA)

II.3.1.1. Izvodljivost dobijanja sumpora iz pirita

Pirit je još davno bio korišćen za izdvajanje sumpora. To se radilo primitivnim zagrevanjem pirita bez prisustva vazduha – sl. II.3.1.1.1.

 

Izvodljivost dobijanja sumpora topljenjem pirita uočena je 1928 godine u Norveškoj, a zatim u Švedskoj, Portugalu, Španiji i Rusije, prilikom topljenja bogate rude  bakra sa sadržajem pirita, tako što je ruda bakra sa piritom mešana sa koksom, kvarcom i krečnjakom, a zatim podvrgnuta topljenju u visokoj peći. Tokom ovog postupka uočeno je da u gornjem delu peći dolazi do disocijacije pirita i njegovog prelaska u FeS uz oslobađanje jednog atoma sumpora. U zoni oksidacije FeS se oksidiše u FeO a sumpor u SO₂. U srednjem delu peći dolazi do reakcije između SO₂ i ugljenika, pri čemu nastaje elementarni sumpor u obliku pare i gas ugljendioksid. FeO je iz peći ispuštan u vidu šljake, a bakar u vidu bakarnog kamena, dok je gas ispuštan kao mešavina ugljendioksida, sumpordioksida i sumpornih para..  Reakcije koje se odvijaju u ovoj peći predstavljene su sledećim jednačinama:

Gornja zona: FeS₂ = FeS + 1/2S₂

Oksidaciona zona: FeS + 3/2O₂ = FeO + SO₂

Srednja zona: SO₂ + C = CO₂ + ½ S₂

Na osnovu navedenog postupka uočeno je da se elementarni sumpor može dobiti iz pirita njegovim zagrevanjem bez prisustva kiseonika:

FeS₂ = FeS + S

Radi korišćenja za dobijanje gvožđa FeS se može prevesti u viši oksid gvožđa oksidacionim prženjem:

3FeS + 5O₂ = Fe₃O₄ + 3SO₂

Dobijeni sumpordioksid se može iskoristiti za zagrevanje pirita što dovodi do stvaranja višeg oksida gvožđa i izdvajanja elementarnog sumpora:

FeS₂ + 2SO₂ = Fe₃O₄ + 8S

Razdvajanje gvozdenog oksida od sumpora izvodljivo je pomoću ciklonskog i elektrofilterskog otprašivanja, nakon čega se sumporne pare hlađenjem gasne faze prevode u čvrsto stanje. Ovako dobijeni tehnički sumpor se može rafinisati postupkom sublimacije.

Dobijeni tehnički sumpor se može proizvoditi u obliku praha, ploča ili izliti u razne druge oblike po zahtevu kupaca. Takođe, dobijeni sumpor se može pakovati u manjim količinama ili lagerovati na deponijama na otvorenom prostoru ili u napuštenim rudarskim prostorima. Izgled nekih deponija tehničkog sumpora na otvorenom prostoru prikazan je na sl. II.3.1.1.2.

 

 Inače, sumpor je poželjni hemijski element u malim količinama u predmetima od bakra, zlata i srebra radi sprečavanja rastvaranja tih metala. Sa druge strane, uklanjanje sumpora je u velikoj meri potrebno iz uglja, radi sprečavanja emisije SO₂ gasa tokom sagorevanja uglja.

Sumpor i njegova jedinjenja su osnovne sirovine za dobijanje sumporne kiseline, koja je osnovni sastojak mnogih procesa hemijske industrije, tako da se najveća količina sumpora koristi u proizvodnji sumporne kiseline. Velike količine sumpora se koriste se i u vulkanizaciji u procesima u kojima se kaučuk pretvara u gumu. Naime, prirodni kaučuk kroz tretiranje sumporom gubi svoju lepljivost i postaje elastičniji. Ovaj proces se odigrava pri temperaturi između 100 – 150 ⁰ C. Zavisno od procenta sumpora dobija se meka ili potpuno tvrda guma.

Zbog relativno male zapaljivosti sumpor se koristi za izradu veštačkih plamenova. U medicini sumpor se koristi za lečenje kožnih bolesti, a u poljoprivredi kao sredstvo za uništavanje korova. Koristi se i za proizvodnju lekova,šibica, pesticida, papira i za izbeljivanje. Male količine sumpora se koriste i za proizvodnju specijalne vrste betona. Taj beton, za razliku od običnih, ne podleže dejstvu kiselina, tako da se koristi u nekim fabrikama u kojima postoji opasnost od izlivanja kiselina. Osim navedenog sumpor se koristi i za izradu baruta.

Nenad Radulović