Как видно из таблицы, основными объектами промышленного освоения способа подземной выплавки полезных ископаемых являются месторождения самородной серы. Самородную серу содержат известняковые серные руды, где она находится в виде отдельного несвязного вещества. До 70 % всего ее производства приходилось на месторождения самородной серы, так как ее удобнее и легче перерабатывать. Однако в середине 1980-х годов, в связи с необходимостью утилизации серы, содержащейся в нефти, природном газе и получающейся при коксохимическом и металлургическом производствах, доля серы, добываемой при разработке месторождений самородной серы, постоянно снижается и составляет только около 30 %.
В бывшем СССР добыча природной серы составляла 3,5 тыс. т из общего количества ее производства 5,5 тыс. т, т.е. около 64 %.
Серу добывают различными способами, но наиболее универсальным является способ подземной выплавки, которым могут разрабатываться до 50 % промышленных запасов серных месторождений, залегающих на глубинах от 120 до 600 м и более. При этом коэффициент извлечения достигает 40 %. Основными производителями самородной серы являются Иран, Мексика, США и Чили. Из 12 млн т серы, полученной в мире в 1986 г., только 4 млн т добыты способом подземной выплавки.
Как горняки, рискуя жизнью, добывают серу из действующего вулкана | Рискованная работа
Способ подземной выплавки серы (ПВС) (метод Фраша) начал применяться с 1894 г. в штате Луизиана в США, а в 1980 г. был предложен применительно к месторождениям Мексиканского залива. С 1912 г. уже половина мирового производства комовой серы осуществлялась этим способом. Примерно третья часть природной серы добывалась в США, причем более половины из этого количества — по методу Фраша.
Способ подземной выплавки серы используется для разработки серных месторождений в США и Мексике (месторождения Мексиканского залива), Польше (Тарнобжегском месторождении и месторождении Башня), Ираке (Мишракское месторождение).
В бывшем СССР добыча серы начинает развиваться с 1930-х годов, когда были открыты месторождения в Поволжье и Туркмении. В 1950-х годах открыты месторождения Предкарпатья на Украине, на базе которых были созданы Роздольское (1958 г.) и Яворовское (1970 г.) производственные объединения по добыче серы. На территории современной России из разрабатываемых находится только Водинское месторождение самородной серы в Среднем Поволжье. В бывшем СССР этот метод начал применяться с 1968 г. при разработке месторождений Предкарпатья, а также Гаурдакского месторождения.
Различают четыре геотехнологических способа получения серы из самородных руд:
♦ выплавка горячей водой;
♦ возгонка или экстракция;
♦ выплавка за счет сжигания части серы;
♦ выплавка токами высокой частоты.
Широко применяется только подземная выплавка серы горячей водой, на которую приходится 83 % всей добычи геотехнологическими способами.
Процесс добычи основан на теплообмене между теплоносителем (горячая вода), подаваемым через скважины с поверхности, и рудным массивом. При этом используется свойство серы плавиться при температуре 112,8—119 °С.
Сера — Самый ВОНЮЧИЙ Элемент на ЗЕМЛЕ!
Способ ПВС основан на бурении скважин с поверхности обычными буровыми станками, их обсадке трубами до серосодержащей залежи и цементации скважины. Принципиальная схема добычной скважины при способе ПВС представлена на рис. 2.1. Скважина пробуривается до залежи, после чего спускается обсадная колонна 1.
Для обеспечения герметичности скважины осуществляется затрубная цементация 2. После этого скважина пробуривается на всю мощность залежи. В пробуренную скважину опускают три концентрически расположенные колонны труб: водоподающую 5, серную 4, воздушную 3. Диаметры колонн труб равны соответственно 6, 3, 1″.
Устье скважины оборудуют оголовком, обеспечивающим подачу горячей воды в зазоре между шести- и трехдюймовыми трубами. В нижней части водоподающей колонны имеется перфорация, которая с помощью разделительного пакера б делится на верхнюю — водяную 7 и нижнюю — серную 8. Горячая вода поступает через верхнюю перфорацию в сероносную залежь, разогревает ее и расплавляет серу.
Расплавленная сера, как более тяжелая, чем вода, стекает к скважине и скапливается в нижней части ее, проникая через нижнюю перфорацию в серную колонну. Высота подъема расплавленной серы по скважине определяется гидростатическим давлением у почвы залежи. Воздушная колонна опущена ниже верхнего уровня серы в серной колонне. Подачей по однодюймовой трубе сжатого воздуха расплавленная сера эмульгируется и выдается на поверхность в промежутке между трех- и однодюймовой трубами. Так как степень прогрева отдельных колонн различная, для компенсации температурных колебаний в устье скважины между отдельными трубопроводами установлены сальниковые компенсаторы 9.
Расплавленная сера, выходящая из скважины, направляется через отстойные резервуары (сепараторы) в фильтры для очистки и далее на склад готовой продукции. Для предотвращения остывания серы все трубопроводы и бассейны постоянно обогреваются.
В результате непрерывной закачки горячей воды в массив возрастает пластовое давление. Для его регулирования и управления технологическим процессом добычи серы сооружают водоотливные скважины. Очень важным является экономия теплоносителя, так как затраты на его приготовление составляют более половины общих расходов.
В процессе длительной эксплуатации добычных скважин возникают различного рода неполадки, приводящие к прекращению выдачи серы. Для их предотвращения рекомендуется периодически поворачивать колонны труб и промывать затрубное пространство и перфорацию раствором каустической соды.
Разработка начинается после обуривания месторождения или его участка добычными скважинами. Расположение скважин и порядок их включения являются основными вопросами проектирования и эксплуатации месторождения. Они определяют такие важнейшие технологические и экономические параметры, как извлечение серы, производительность скважины, время работы скважины, степень взаимного влияния скважин (интерференция), удельный расход теплоносителя, объем капитальных затрат, себестоимость и т.п.
Схема расположения скважин на месторождении зависит от гидрогеологических условий залежи и может быть линейной (скважины добычные, промежуточные, водоотливные) или блочной (добычные скважины располагаются в шахматном порядке в виде ячеек). Блок-ячейки выделяются на основе анализа гидрогеологических условий рудной залежи по разреженной сетке.
Экономическая эффективность способа определяется следующими параметрами:
♦ капитальные затраты на технологический комплекс поверхности (котельная, компрессорная, здания и сооружения);
♦ капитальные затраты на сооружение скважины;
♦ запасы, отрабатываемые на одну скважину;
♦ эксплуатационные расходы на добычу;
♦ время работы скважины;
♦ срок службы предприятия.
С целью повышения эффективности ПВС проводились многочисленные научно-исследовательские работы по ее совершенствованию, не нашедшие, однако, широкого применения на практике. К основным из них относятся:
♦ использование теплоносителей большой плотности, так как от этого зависит конусность зоны плавления, что во многом определяет коэффициент извлечения серы из массива; однако использование рассолов, в том числе морской воды, и суспензий существенно усложняет процесс и приводит к выходу из строя оборудования из-за коррозии и кольматации каналов;
♦ бурение наклонных скважин, т.к. вертикальные быстро выходят из строя в результате сдвижения массива пород при его подработке, сокращая срок их службы;
♦ использование в качестве теплоносителя дымовых газов, получаемых в котельной на поверхности или с помощью специальной горелки, опускаемой в скважину;
♦ использование для прогрева массива электролиза или погружного электронагревателя;
♦ использование для прогрева массива энергии взрыва, в том числе атомного.
Основные технико-экономические показатели способа подземной выплавки серы, полученные на предприятиях бывшего СССР, следующие:
♦ удельный расход теплоносителя 17—30 м 3 / т;
♦ удельный расход сжатого воздуха 30 м 3 / т;
♦ извлечение серы из недр 40 %.
В России практически не осталось освоенных месторождений самородной серы.
Создание собственного производства комовой серы на базе разведанных месторождений в различных регионах Российской Федерации наиболее предпочтительно на основе способа подземной выплавки, как наиболее экономичного, безопасного и экологичного.
Область применения способа подземной выплавки постоянно расширяется. Ведутся масштабные работы по освоению этим способом месторождений ртути, битумов, высоковязкой нефти и других полезных ископаемых. Совершенствование подземной выплавки осуществляется за счет изменения температуры теплоносителя, добавления в его состав поверхностно-активных
веществ и др.
Источник: studopedia.ru
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Добыча самородной серы в ПНР осуществляется на Тарнобжегском серном комбинате открытым способом и методом подземной выплавки. В состав комбината входят два карьера: Пясечно и Махов. Карьер Пясечно в настоящее время широко эксплуатируется, карьер Махов находится в стадии освоения. [1]
Помимо добычи самородной серы , в СССР сера получается и химическим путем из серного колчедана. Институтом прикладной минералогии разработан метод восстановления сернистого газа до свободной серы генераторным газом. [2]
Помимо добычи самородной серы , в СССР сера получается и химическим путем из серного колчедана. [4]
Изменилась добыча самородной серы : около 90 % ее получают теперь более дешевым открытым способом. [5]
В СССР наряду с добычей самородной серы большое значение имеет извлечение серы из промышленных газов и, в частности, из коксовых газов. [6]
Он дает менее 1 % добычи самородной серы . [8]
Способ подземной выплавки используется при добыче самородной серы . Сера при воздействии на нее перегретой водой ( более 140 С) плавится, образуя не смешиваемую с водой жидкость плотностью 2 0 г / см3, которая откачивается на поверхность. Однако процесс идет очень интенсивно, добыча составляет более 300 т серы на скважину в сутки, что обеспечивает низкую себестоимость и позволяет мириться с повышенными потерями. [9]
Основные месторождения самородной серы в СССР находятся в Западной Украине, РСФСР, Средней Азии. Добыча самородной серы возросла с вводом мощностей в Яворском ПО Сера, а также благодаря совершенствованию технологических процессов по очистке и фильтрации жидкой серы. Освоен также выпуск молотой и жидкой серы и серы в виде смоченного порошка. Для извлечения серы из руд Роздолского месторождения ( Западная Украина) применяют метод флотации с последующей выплавкой серы из концентрата в автоклавах. [11]
Воздух рабочей зоны ряда промышленных предприятий содержит различные соединения серы, обращающиеся в производстве. В процессе добычи самородной серы при ее подземной выплавке в воздухе кроме пыли элементной серы содержатся сероводород и сернистый ангидрид. В газовых выбросах и стоках предприятий целлюлозно-бумажной промышленности содержатся меркаптаны, сульфиды, сернистый газ, сероводород. Соединения серы различных классов в виде газа, паров и аэрозоля загрязняют цеха и промплощадки предприятий по производству таких продуктов, как метионин, ускорители вулканизации резин, флотореа-генты, экстрагенты и ряд других. Отмечается тенденция к концентрированию химических предприятий по сераорганичес-кому синтезу в единые территориально-промышленные комплексы, что связано а наличием определенной сырьевой базы. [12]
С давних времен известна добыча каменной соли через буровые скважины. Технология подземного растворения солей, разработанная советскими учеными и специалистами, является передовой в мире. Большие успехи достигнуты при добыче самородной серы методом подземной выплавки. Проведены большие работы по разработке и внедрению в промышленных масштабах добычи урана методом подземного выщелачивания. [13]
Средневолжский сероносный бассейн расположен главным образом в Куйбышевской области. В этом районе имеется четыре месторождения с разведанными и подсчитанными запасами, составляющими значительную часть общесоюзных запасов и 9 6 % добычи самородной серы . [14]
Источник: www.ngpedia.ru
Обогащение серных руд
Самородная сера является одним из важных видов минерального сырья. Основное количество добываемой серы поступает на производство серной кислоты, а затем на производство удобрений.
В этой статье:
1. Характеристика руд и требования к качеству серы
2. Методы переработки руд самородной серы
3. Схемы и режимы обогащения серных руд
Характеристика руд и требования к качеству серы
Самородная сера является одним из важных видов минерального сырья. Основное количество добываемой серы поступает на производство серной кислоты, а затем на производство удобрений.
Серные руды считаются богатыми, если они содержат более 20—25 % серы. Руды, содержащие менее 8 % серы, обычно относят к непромышленным.
Содержание серы в рудах Средневолжского сероносного бассейна составляет 8— 13 %, в рудах месторождений Дальнего Востока — 19—30 %. Известны также месторождения серы на Северном Кавказе, в Предуралье и Сибири.
По структурным особенностям руды подразделяют на крупно-, тонковкрапленные и скрытокристаллические. Их обогатимость, особенно флотацией, определяется присутствием в рудах таких примесей, как глина и битумы.
Содержание серы в конечном продукте должно быть не менее 98,6—99,9 %; примесей, %, не более: золы — 0,05—0,5, органических — 0,06—0,8. Примеси мышьяка и селена также подлежат удалению.
Методы переработки руд самородной серы
Особенности процессов обогащения и переработки серных руд обусловлены физическими и физико-химическими свойствами самородной серы. Невысокая ее плотность, близкая к плотности минералов породы, предопределяет неприменимость гравитационных методов обогащения. Высокая природная гидрофобность серы является причиной широкого и разнообразного использования методов обогащения, а легкоплавкость ее (при температуре 95,5— 119 °С) с минимальной вязкостью при 158 °С — причиной термических и комбинированных методов переработки руд.
Классификация способов извлечения самородной серы из руд, согласно В.Ж. Аренсу, показана на рис 7.7. В ней выделены методы, которые следует рассматривать как обогатительные. К ним относятся флотация и автоклавная плавка серных концентратов (фазовый обмен), в процессе которой частички породы «флотируются» на капельках воды, очищая серу от загрязняющих ее минеральных примесей.
Подземная выплавка серы позволяет получать дешевую серу. Иногда удается извлекать серу из месторождений, разработка которых иными способами нерентабельна. Недостатками подземной выплавки серы являются ее применимость лишь при определенных характеристиках месторождений и значительные безвозвратные потери серы в недрах.
Схемы и режимы обогащения серных руд
Ввиду вязкости и влажности руд, приводящей к залипанию отверстий сит, обычно применяют двухстадиальное дробление в открытом цикле (без поверочного грохочения).
Измельчение руды осуществляется в шаровых и стержневых мельницах по одно- и двухстадиальной схемам. Легкая измельчаемость руды с получением большого количества тонких шламов и с переизмельчением серы предопределяет несомненную целесообразность применения двухстадиальной схемы. Повышенная хрупкость и мягкость серы делают перспективным применение мокрого самоизмельчения.
При флотации серных руд в качестве собирателя используют керосин и другие нефтепродукты (0,5— 1,5 кг/т), в качестве пенообразователя — сосновое масло, Т-80 (0,1—0,4 кг/т), в качестве депрессоров породы и вредных примесей в рудах: гипса, глинистых шламов и битуминозных веществ — жидкое стекло (до 2 кг/т) и фосфаты (пирофосфат или тринатрийфосфат).
После измельчения до крупности 0,25—0,8 мм руду подвергают основной и контрольной флотации при содержании твердого Ст в пульпе около 25 %, а полученный черновой концентрат переочищают от одного до четырех раз (Ст = 17÷20 %). Крупную фракцию хвостов (+0,074 мм) используют в сельском хозяйстве для подкисления почв.
В зависимости от количества в руде вредных примесей серные концентраты содержат от 60—90 % серы при извлечении ее до 80—95 % и их направляют на автоклавную плавку для получения «комовой» серы (рис. 7.8). Для повышения эффективности плавки стремятся к получению крупнозернистых концентратов. Хвосты плавки возвращают на фабрику.
Источник: metallolome.ru
Как добыть серу
Замечательные свойства серы были известны с древнейших времен. Когда-то серу зажигали при разнообразных церемониях и для других религиозно-мистических целей. Затем ее стали использовать как сырье для различных химических производств. Ее служба человечеству началась намного раньше, чем она появилась в знаменитой таблице Менделеева под шестнадцатым номером.
Статьи по теме:
- Как добыть серу
- Как получить серу
- Как получить серную кислоту
Инструкция
Большие скопления самородной серы практически не встречаются в природе. Обычно ее добывают из серосодержащих руд. Издавна существовало несколько способов добычи: термические, фильтрационные, пароводяные, центрифугальные и экстракционные. Самые старые из них — термические, родиной метода стала Италия. В Неаполитанском королевстве еще в XVIII в серу плавили в «сольфатарах» — кучах.
До настоящего времени итальянцы плавят серу в калькаронах» — примитивных печах. Но такой способ трудно называть результативным: серу плавят при помощи тепла, полученного при помощи сжигания части добытого вещества.
Пароводяные методы также были изобретены в Италии. Суть в следующем: сера плавится и отделяется от породы под давлением водяного пара. После непродолжительного отстоя сера сливается, а оставшаяся жидкость, содержащая вещество, вновь поступает в обработку. Этот метод иначе называется автоклавным в честь аппарата, в котором и происходит под давлением нагревание.
Он используется во многих странах, в том числе и в России. Самостоятельно добывать серу можно различными способами, в зависимости от условий залегания серосодержащих пород.
Самый древний способ. Вкопайте в землю горшок с плоским дном, сверху поставьте еще один горшок с дном, в котором есть отверстие. В верхний горшок уложите куски серосодержащей породы, вниз – большие, сверху — поменьше. Обязательно оставляйте пустоты для тяги. Подожгите породу.
Под действием температуры сера расплавится и стечет в нижний горшок.
Метод Фраша. Пригоден для добычи серы, залегающей на значительной глубине. Установите две трубы в скважину таким образом, чтобы получилась установка «труба в трубе». В отверстие между трубами подайте горячую воду. Под действием температуры сера начнет плавиться и подниматься по тонкой трубе.
Для того чтобы сера интенсивнее поднималась на поверхность, можно поместить в пространство между трубами еще одну тонкую трубку для подачи сжатого воздуха.
Есть любители, которые добывают серу, очищая спичечные головки. Это нужно для устройства самодельных «шутих» или фейерверков. Однако стоит отметить, что в составе спичечной головки самой серы лишь 4,2%. Также спичечная головка содержит бертолетову соль, свинцовый сурик, хромпик, цинковые белила, молотое стекло и костный клей.
Видео по теме
Совет полезен?
Статьи по теме:
- Как применяется горючая сера
- Имеет ли запах медь и сера
- Имеет ли запах сера
Добавить комментарий к статье
Похожие советы
- Химические элементы: все о сере
- К каким химическим элементам относится сера
- Как получить сероводород
- Как получить алюминий сульфат
- Как добывать сырье на астероидах
- Как сделать селитру
- Как собирать живицу
- Имеет ли запах мел
- Как получить сульфат натрия
- Что такое бертолетовая соль
- Имеет ли запах натрий
- Как получить диметиловый эфир
- Какие сплавы можно получить из алюминия со свинцом
- Какой элемент назван в честь России
- К каким химическим элементам относится индий
- К каким химическим элементам относится бор
- Как пить серу
- Как получить сажу
- Как удалить серу из ушей
- Для чего нужны минералы
- К каким химическим элементам относится цинк
- Что такое поташ и где его применяют
- Как добывают ртуть
- Что такое минеральное питание растений
Источник: www.kakprosto.ru