硫資源resources of sulfur
自然硫礦主要分布在美國、墨西哥、蘇聯(lián)、波蘭、伊拉克、日本和意大利等國；酸性天然氣主要產(chǎn)于加拿大、法國、蘇聯(lián)、美國和中東；硫鐵礦分布在蘇聯(lián)、西班牙、葡萄牙、意大利、中國、加拿大和南非地區(qū)。
硫資源在國民經(jīng)濟中特別是在化學(xué)工業(yè)中具有重要地位，它的消費量是一個國家工業(yè)發(fā)展程度的重要標志之一。硫加工工業(yè)的發(fā)展與硫酸工業(yè)密切相關(guān)。早在15世紀，意大利的西西里島就開始了元素硫的工業(yè)生產(chǎn)，但直至18世紀中葉，由硫磺制取硫酸的方法工業(yè)化后，硫磺生產(chǎn)才成為西西里島的主要工業(yè)。1839年，法國壟斷了西西里島的硫磺生產(chǎn)，英、美諸國為解決本國硫酸生產(chǎn)的原料，積極開發(fā)新的硫源，于是硫鐵礦工業(yè)、弗拉施法硫磺工業(yè)相繼崛起。之后，隨著能源工業(yè)的發(fā)展，從含硫天然氣和含硫原油中回收硫的產(chǎn)量逐年增加，到20世紀80年代，回收硫的產(chǎn)量居各種形態(tài)硫產(chǎn)量之首。20世紀初，世界各種形態(tài)硫的產(chǎn)量為 2Mt，到1960年已達22.3Mt，1974年后保持在50Mt以上。1980年，世界各種形態(tài)硫產(chǎn)量中，元素硫占63.4％，硫鐵礦硫占20.4％，以有色金屬硫化物礦為主的其他形態(tài)硫占16.2％。在元素硫的產(chǎn)量中，回收硫占59％。1983年世界及各主要產(chǎn)硫國的硫產(chǎn)量(見表）中美國居首位。
熔出法 是最古老的方法，早在15世紀就用于西西里的硫礦加工，故又名西西里法。最初是將采出的礦石堆成圓錐形，頂部覆土，然后在上部點燃，借部分硫磺的燃燒熱使其余的硫磺熔融，并從底部流出。此法的收率不到50％。1880年，吉爾采用兩個燃燒室進行熔出作業(yè)，從而改進了熱效率并提高了硫的收率。以后，又發(fā)展為六個燃燒室，硫的收率也提高到80％左右。
地下熔融法 又稱弗拉施法。對于深埋于地下的沉積硫，采用美國人H.弗拉施于1894年發(fā)明的地下熔融法開采。對于地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的礦床，地下熔融法又有了新的發(fā)展，稱為流體動力法。1960年，用弗拉施法生產(chǎn)的硫磺占各種形態(tài)硫產(chǎn)量的34％，占元素硫產(chǎn)量的74％。以后，由于從天然氣、石油中回收硫產(chǎn)量的增加，其比例逐漸下降，到1980年，其產(chǎn)量約占各種形態(tài)硫產(chǎn)量的26％，元素硫產(chǎn)量的41％。
弗拉施法需先在礦區(qū)地表鉆孔至含硫?qū)樱ㄒ妶D），然后插入直徑各為20cm、10cm、2.5cm的三層同心套管。向外管中壓入160～165℃的過熱水，使地下硫磺熔化，再向直徑2.5cm的管內(nèi)通入熱的壓縮空氣，使液硫由10cm的管上升壓出。液硫經(jīng)脫氣后固化，或以液態(tài)貯存待運。產(chǎn)品純度可達99.7％～99.8％。
利用酸性天然氣中的硫化氫制取元素硫的工藝主要分為兩類：一類先用溶液吸收天然氣中的硫化氫，然后將溶液再生，釋出高濃度硫化氫氣體，再將其轉(zhuǎn)化為元素硫；另一類則就在吸收硫化氫的溶液中將其轉(zhuǎn)化為元素硫，因此也被稱為直接轉(zhuǎn)化法。目前，應(yīng)用最廣的是采用有機胺類溶液吸收硫化氫，然后以克勞斯法將再生時釋出的硫化氫轉(zhuǎn)化為元素硫的工藝。
硫鐵礦 硫鐵礦是硫化鐵礦物的總稱，包括成分為FeS2的黃鐵礦(立方晶系)和白鐵礦(斜方晶系)，以及成分相當于FenSn+1的磁硫鐵礦，三者中主要為黃鐵礦。硫鐵礦可單獨賦存，也可與有色金屬硫化物礦伴生，在浮選時作為副產(chǎn)品產(chǎn)出。部分硫鐵礦與煤共生，在采煤后經(jīng)選礦分離而得，由于其中含有少量煤，稱含煤硫鐵礦。
硫鐵礦是最豐富的硫化金屬礦，在弗拉施制硫工藝大規(guī)模應(yīng)用之前，它是世界上主要的硫源。在20世紀上半葉，世界上50％以上的硫產(chǎn)量來自硫鐵礦，1960年，其產(chǎn)量尚占世界各種形態(tài)硫產(chǎn)量的36％。近年來，其年產(chǎn)量(以S計)持續(xù)保持在10Mt以上。在中國，硫鐵礦是最主要的硫資源(見彩圖)，1980年的產(chǎn)量（以S計）為2023kt，占各種形態(tài)硫的77％。
有色金屬硫化物礦 主要的有色金屬硫化物礦有黃銅礦(CuFeS2)、閃鋅礦(ZnS)、方鉛礦(PbS)、鎳黃鐵礦〔(Fe，Ni)9S8〕等，它們既為重要的有色金屬資源，又是重要的硫資源。1982年，來源于有色金屬硫化物礦的硫產(chǎn)量約8Mt。有色金屬硫化物礦火法冶煉時，其中硫以二氧化硫形式進入煙氣，并被加工成硫酸；在濕法冶金中，近年來開發(fā)了幾種新工藝，能將礦中的硫轉(zhuǎn)化為硫磺。
硫酸鹽 在各種硫酸鹽中，只有石膏被視作硫的資源。石膏和硬石膏遍布世界各地，僅美國和歐洲的儲量就達150Gt。此外，在濕法磷酸生產(chǎn)中，每噸P2O5副產(chǎn)磷石膏4.5～5t，全世界每年副產(chǎn)的磷石膏超過100Mt。
為利用石膏（磷石膏）中的硫，通常將其在窯中煅燒，制得二氧化硫和水泥熟料，前者再被加工為硫酸（見硫酸原料氣）。也可將石膏與碳酸銨反應(yīng)生產(chǎn)硫酸銨。由石膏制取硫磺的工藝，由于能耗過高，迄今未實現(xiàn)工業(yè)化。（見彩圖）
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