تبلیغات
جوان ایرانی جوان ایرانی - گوگرد (2)
 

گوگرد (2)

نویسنده: Omid E موضوع: مطالب علمی، 

 

عنصر گوگرد به همراه عناصر دیگر در کانی های مختلفی یافت می شود که مهمترین آنها، پیریت، ماركاسیت، پیروتیت، كالکوپیریت، کالکوزیت، کوولیت، بورنیت، اسفالریت، انیدریت، ژیپس و .... است.۲۰

موقعیت در جدول تناوبی

این عنصر در دوره سوم جدول مندلیف و در گروه ششم یعنی گروه اکسیژن قرار دارد. قبل از آن فسفر بعد از آن کلر ، بالایش اکسیژن و زیرش سلنیوم جای گرفته‌اند.۲۱ ۲۲

ویژگی‌ها

گوگرد در حال سوختن

ظاهر این نافلز به رنگ زرد کمرنگ می‌باشد که بسیار سبک و نرم است. این عنصر به هنگام ترکیب با هیدروژن بوی مشخصی داشته که مشابه بوی تخم مرغ فاسد شده است.۲۳ گوگرد با شعله آبی رنگ سوخته و بوی عجیبی از خود ساطع می‌کند(بنگرید به تصویر روبه‌رو). گوگرد در آب حل شدنی نیست ولی در دی‌سولفید کربن(سولفور دو کربن) حل می‌شود.۵ حالت‌های معمول اکسیداسیون این عنصر ۲-و۲+و۴+و۶+ بوده که ۲- و ۴+ کاهنده هستند و تمایل رسیدن به ۶+ که پایدارتر است را دارند و حالت‌های ۴+ و ۶+ از قاعده هشتایی(اشاره به ساختار گوگرد) پیروی نمی‌کنند.۳ گوگرد در تمام حالت‌های مایع ، جامد و گاز شکل‌های چندگانه دارد که ارتباط بین آنها هنوز کاملاً درک نشده ‌است. گوگرد کریستالی به صورت حلقه گوگردی S۸ نشان داده می‌شود.

نیترید گوگرد پلیمری خواص فلزی دارد و این در حالی است که هیچ گونه اتم فلزی در خود ندارد(شبه فلز است).۵ این عنصر همچنین خواص نوری و الکتریکی غیر معمولی نیز دارد. گوگرد غیرمتبلور یا پلاستیک با عمل سرد کردن سریع کریستال گوگرد حاصل می‌شود. مطالعات در زمینه اشعه ایکس نشان می‌دهد که گونه غیر متبلور و بی‌نظم ممکن است که ۸ اتم در هر ساختار پیچشی ستاره مانند داشته باشد.

گوگرد می‌تواند به دو حالت کریستالی بدست آید به صورت اورتورومبیک(گوگرد هشت وجهی) یا بلور مونو کلینیک که اولی در دماهای معمولی پایدارتر می‌باشد.۳

کاربردها

گوگرد به صورت آزاد و به صورت تركیبی موارد مصرف بسیاری دارد ولی بیشترین كاربرد آن برای تهیه ترکیبات شیمیایی و فرآورده های میانی در چرخه صنعت است. بیشترین مصرف گوگرد در سال‌های اخیر در صنایع کشاورزی و تهیه کودهای فسفاتیک بوده است.۲۴

گوگرد صنعتی بازیافت شده از هیدروکربن‌ها در ونکوور

گوگرد یکی از اجزای باروت می‎باشد. همچنین گوگرد برای جوشکاری لاستیک به کار می‎رود.۱ گوگرد به عنوان ماده از بین برنده قارچ و همچنین ضدعفونی کننده و کود به کار می‎رود گوگرد برای تهیه اسید سولفوریک نیز مورد استفاده قرار می‎گیرد.۲۵ ۲۶ گوگرد همچنین برای ساختن چندین نوع کاغذ، ماده سفیدکننده و به عنوان عایق الکتریکی مورد استفاده است.

ترکیبات گوگرد بسیار سمی است، برای مثال مقدار کمی سولفید هیدروژن می‎تواند متابولیسم بدن را دگرگون کند اما مقادیر بیشتر آن می‎تواند به سرعت باعث مرگ از راه فلج تنفسی شود. سولفید هیدروژن با سرعت حس بویایی را از بین می‎برد. دی‏اکسید گوگرد آلوده‎کننده مهم جوی می‎باشد.۲۷۲۸ این عنصر برای استفاده‌های صنعتی مانند تولید (H۲SO۴)اسید سولفوریک برای باتریها تولید باروت و حرارت دادن لاستیک تولید می‌شود. گوگرد در فرایند تولید کودهای فسفاتی به عنوان ماده ضد قارچ عمل می‌کند. سولفاتها در کاغذهای شستشو و خشک‌بار نیز کاربرد دارند. همچنین گوگرد در ساخت کبریت و در آتش‌بازی نیز به‌کار گرفته می‌شود. تیوسولفات آمونیوم یا سدیم به عنوان عامل ثابت کننده در عکاسی کاربرد دارد. سولفات منیزیم می‌تواند به عنوان ماده ضد خشکی و ملین که یک مکمل منیزیم گیاهی است به کار گرفته شود.۱

منابع معدنی

عنصر گوگرد به صورت ترکیبات مختلف در کانسارهای بسیاری قابل پی جویی و اکتشاف است.

  • كانسارهای گوگرد آزاد:

در این گونه کانسارها گوگرد به صورت طبیعی یافت می شود و براساس خاستگاه آنها، خود به چهار گروه تقسیم می شوند:

    • كانسارهایی با خاستگاه زیستی:

که باکتریها در تشکیل آنها نقش اصلی را داشته و معمولا رسوبی هستند.

    • كانسارهایی با خاستگاه آتشفشانی:

گوگرد در سنگ‎های آسمانی، در مجاورت چشمه‎های جوشان و همچنین آتش‎فشانها ۲۹ و مخروطهای آتشفشانی و یا به صورت رگه های گوگردی در داخل سنگهای آتشفشانی یافت می‎شود.

کانسار گوگرد به رنگ زرد با خاستگاه آتشفشانی - دریاچه کوه آتشفشان Kawah Ijen در جاوا اندونزی
    • كانسارهایی با خاستگاه اكسیداسیون و احیا:

اینگونه ذخایر معمولا کوچک هستند و کاوکها و شکافهای سنگها را پر می کنند.

    • كانسارهایی با خاستگاه گرمابی:

گوگرد در این کانسارهای از واکنش شیمیایی بین هیدروکربنها و انیدریت در حرارت و فشار زیاد، ایجاد می گردد.۳۰

  • كانسارهای سولفیدی گوگرد:
    • کانسارهای سولفورهای آهن:

گوگرد به صورت ترکیبی همراه با دیگر عناصر به صورت سولفید (مانند:پیریتPyrite)۳۱۳۲ یافت می شود. گوگرد در این کانسارهای، از کانی های غیرآهنی همراه با پیریت و پیروتیت بدست می آید. همچنین در کانسارهای رسوبی آهن لایه ای که دارای زون سولفیدی می باشند، گوگرد یافت می شود.

    • کانسارهای سولفورهای فلزی غیر آهنی:

گوگرد همراه با کانی های سولفوره مانند اسفالریت۳۳ بازیابی می شود.

  • كانسارهای سولفاتی:

از بزرگترین منابع گوگرد به شمار می روند. گوگرد در این نوع کانسارهای همراه با مواد معدنی مانند گچ(CaSO4·2H2O)۳۴ و انیدریت است. همچنین همراه با سولفات باریوم۳۵ یافت می‎شود.

پودر گوگرد
  • گاز طبیعی و نفت:

مهمترین ذخایر گوگرد در جهان امروز به شمار می آیند. از این منابع، گاز طبیعی بهمراه گاز ترش یا هیدروژن سولفوره گازی (H2S) استخراج شده و گوگرد آزاد بعنوان محصول همراه بازیابی می‌ گردد. گوگرد همچنین در نفت خام۳۶ ۳۷و گازهای طبیعی۳۸ ۳۹ وجود دارد. از جهتی دیگر نکته شایان ذکر در مورد وجود ترکیبات گوگرددار در مواد نفتی قابلیت خورندگی آنها و صدمه زدن به تجهیزات توزیع است.۴۰

  • ماسه های قیری و نفتی:

گوگرد به صورت کمپلکس آلی در آنها وجود داشته و به عنوان محصول همراه به هنگام پالایش آنها، بدست می آید.

  • زغال سنگ و شیل نفتی:

این عنصر در مقادیر کم نیز از زغال سنگ و نفت که در هنگام سوختن دی‌اکسید گوگرد تولید می‌کنند بدست می‌آید.۴۱ استانداردهای سوختی بصورت فزاینده‌ای به گوگرد برای استخراج سوختهای فسیلی نیاز دارند ، لیکن دی اکسید گوگرد با قطرات آب ترکیب شده و باعث بوجود آمد باران اسیدی می‌شود.۴۲

  • اقیانوس ها:

گوگرد در آب اقیانوسها به صورت سولفاتهای محلول كلسیم، منیزیم و پتاسیم وجود دارد.۴۳

بنا بر آمار سال ۲۰۰۱ میلادی، کشورهای کانادا، هلند، اسپانیا، چین و آمریکا بیشترین میزان ذخایر گوگرد دنیا را بخود اختصاص داده اند.۴۴

 کانسارهای گوگرد در ایران

بیشتر کانسارهای گوگرد ایران به صورت ترکیب با گازهای ترش و منابع نفتی همراه است که امروزه از این منابع مقادیر نسبتاً زیادی گوگرد تولید و صادر می گردد.

از مهمترین کانسارهای دگرگونی گوگرد در ایران می توان به کانسار بستانه در غرب بندر لنگه ( ذخیره ۵۰۰ هزار تن )، کانسار خمیر در شمال غرب بندر خمیر ( ذخیره ۴۰۰ هزار تن )، کانسار دستکده در پایانه غربی جزیره قشم ( ذخیره ۲۵ هزار تن )، کانسار لاتیدان در غرب بندرعباس ( ذخیره ۶ هزار تن )، کانسار غرب بندرعباس ( ذخیره ۱۲۰ هزار تن ) و کانسار دلازیان در جنوب شرق سمنان ( ذخیره ۱ میلیون تن )اشاره نمود.

تعداد كانسارهای معدنی گوگرد ایران حدود ۵۰ واحد است كه از این تعداد هیچ معدنی فعال نیست. ذخیره اعلام شده این معادن حدود ۵،۷ میلیون تن می‌باشد.۴۵

 بهره برداری و تولید

استخراج سنتی گوگرد در جزیره جاوا اندونزی

بر حسب نوع كانسارها، گوگرد را هم به روش روباز و هم زیرزمینی می‌توان بدست آورد. روشهای استخراج و كانه آرایی گوگرد با دیگر مواد معدنی تفاوت دارد و روش و تكنولوژی مخصوص به خود را دارد.

در كانسارهای گوگرد طبیعی (آزاد) از روشهای معدنکاری سنتی جهت استخراج این ماده معدنی استفاده میشود.

استخراج گوگرد از گنبدهای نمكی بیشتر با روش فراش Frasch انجام میگیرد. در این روش آب داغ را از طریق چاه به بخش گوگرد دار تزریق می كنند، سپس گوگرد به صورت مایع از داخل زمین به خارج رانده می شود.۴۶

در مرحله فرآوری گوگرد، با استفاده از روشهای مختلف پرعیارسازی (تغلیظ) اقدام به عنی سازی ماده معدنی می نمایند. این روشها شامل موارد زیر است:

  • پرعیار سازی نسبی با فلوتاسیون و سپس پالایش گوگرد
  • ذوب توسط اتوكلاو، قبل یا بعد از پرعیارسازی نسبی و سپس پالایش
  • ذوب و پالایش بدون پرعیارسازی نسبی و صاف كردن
  • تقطیر سنگهای معدنی در ظروف چدنی و انصال آنها به اتاق كندانسه در بیرون از محیط كوره و تهیه گوگرد در اتاق كندانسه (كاربرد در ژاپن)۴۷

 اقتصاد معدنی۴۸

گوگرد در ۷۰ کشور پراکنده در سطح جهان تولید می‌شود.

آرژانتین با تولید کمتر از هزار تن در سال کوچک‌ترین تولیدکننده در جهان است. ۱۱ کشور عمده تولیدکننده گوگرد به ترتیب حجم تولید عبارت‌اند از ایالات متحده، کانادا، روسیه، عربستان سعودی، ژاپن، آلمان، امارات متحده عربی، قزاقستان، ایران، مکزیک و لهستان که در مجموع در سال ۲۰۰۲ مقدار ۳۴ میلیون تن گوگرد تولید نموده اند که ۷۹ درصد کل تولید جهانی گوگرد در سال مذکور است. ۴۹

گوگرد عنصری حیاتی است که در بخش‌های کشاورزی و صنعت در تمامی کشورهای جهان مصارف گوناگون دارد. ۱۲ کشور عمده مصرف کننده (به ترتیب مقدار مصرف) عبارت‌اند از: ایالات متحده، چین، مراکش، روسیه، هندوستان، برزیل، تونس، کانادا، ژاپن، مکزیک، آلمان و استرالیا که در جمع در برگیرنده ۷۰ درصد میانگین جهانی مصرف گوگرد در سه سال گذشته بوده‌اند. ایران با مصرف ۲۷۶ هزار تن گوگرد در سال ۱۳۸۱ در رده ۲۱ فهرست کشورهای مصرف کننده گوگرد قرار داشت. تا سال ۲۰۰۶ بیش از ۶۵ درصد (معادل ۲/۸ میلیون تن) به گوگرد مازاد بر مصرف در منطقه خاورمیانه افزوده شده است.

 اقسام گوگردهای صنعتی

  • گوگرد آلی: حاوی ۶۰ درصد گوگرد و ۴۰ درصد مواد آلی (مواد کمپوست شده، کود حیوانی ـ مرغی).۵۰۵۱ ۵۲
  • بیوفسفات طلایی: حاوی ۶۰ درصد خاک فسفات تغلیظ شده، ۲۰ درصد گوگرد، ۱۶ درصد مواد آلی، ۴ درصد روی و ۳۰۰ گرم مایه تلقیح تیوباسیلوس است. این کود در ایران مورد استفاده است.۵۳

 سابقه گوگرد در ادبیات فارسی و تاریخ علمی ایران

 در لغت‌نامه دهخدا۵۴۵۵۵۶

نام گوگیرد در اوراق مانوی(به زبان پهلوی) برای آن ذکر شده است.

منجیک ترمذی :

گر برفکند گرم دم خویش به گوگرد بی‌پود ز گوگرد زبانه زند آتش
بدان ماند بنفشه بر لب جوی که بر آتش نهی گوگرد بفخم
بنفشه ٔ طبری خیل خیل سربر کرد چو آتشی که ز گوگرد بردویده کبود

واندر کوه‌های وی (ماوراءالنهر) همه داروها است که از کوه خیزد، چون ناک و زرنیخ و گوگردو نشادر.۵۷

فردوسی :

همی ریخت گوگردش اندر میان چنین باشد افسون و رای کسان
چو آتش که گوگرد یابد خورش گرش در نیستان بود پرورش

خاقانی :

از امل بیمار دل را هیچ نگشاید از آنک هرگز از گوگرد تنها کیمیایی برنخاست۵۸

نظامی :

همانا که بر جای ترکیب خاک ز ترکیب گوگرد بود آن مغاک
دوزخ گوگرد شد این تیره دشت ای خنک آن کس که سبک‌تر گذشت

گلستان سعدی :

گفتم آن سفر کدام است گفت گوگرد پارسی خواهم به چین بردن.

ضرب‌المثل‌ها :

گوگرد به فارس بردن. (مانند زیره به کرمان بردن.)۵۹

مثل گوگرد احمر ؛ کنایه از نایاب بودن. ۶۰

گوگرد سرخ زردشتی ؛ کنایه از آتش است. ۶۱

گوگرد احمر یا سرخ : از جواهر است و معدن آن در وادی موران می‌باشد و موران آنجا مقابل بزی می‌شوند گویند در شب مانند آتش می‌درخشد چنان‌که روشنایی آن چند فرسخ می‌رود، و چون از معدن بیرون آورند این خاصیت ندارد و آن جزو اعظم اکسیر است چنانکه سیماب را ابوالارواح خوانند و آن را ابوالاجساد نامند. گرم و خشک است در چهارم و اقسام آن منافع بسیار دارد.۶۲ و در کبریت احمر اقوال بسیار است و به اصطلاح اهل صناعت کیمیا اکسیر مصنوع در غایت سرخی را کبریت احمر نامند.۶۳ کنایه از اکسیر، چرا که اکسیر از او ساخته شود و آن جزو اعظم اکسیر است.۶۴ لقب زر است در اصطلاح کیمیاگران.۶۵

منوچهری :

گر خاک بدان دست یک استیر بگیرد گوگرد کند سرخ همه وادی و کهسار

اسدی طوسی :

به مثقال سی سرخ گوگرد پاک به‌یکباره چون اختری تابناک

خاقانی :

لشکرگهت بر حاشیت گوگرد سرخ از خاصیت بر تو ز کنج عافیت عیش مهنا ریخته
بود چو گوگرد سرخ کز بر چرخ کبود داد مس خاک را گونه ٔ زر عیار
دل گوهر بقاست به دست جهان مده گوگرد سرخ تعبیه در خاکدان مخواه
کرد چو مشک سیاه خاک چو گوگرد سرخ هردو حنوط و حنا از پی خصم و خدم

نظامی :

زر که گوگرد سرخ شد لقبش سرخی آمد نکوترین سلبش
نه گوگرد سرخی نه لعل سپید که جوینده گردد از او ناامید

۶۶

در فرهنگ معین۵

سعدی :

گر کیمیای دولت جاویدت آرزوست بشناس قدر خویش که گوگرد احمری

ناصر خسرو :

که بود آنکه او ساخت شنگرف رومی ز گوگرد سرخ و ز سیماب لرزان؟

در هفت پیکر می‌خوانیم :

آتشی زو نشاط را پشتی کان گوگرد سرخ زردشتی

ناصر خسرو در سفرنامه‌اش نوشته‌است : گویند بر سر دماوند چاهی ‌است که نشادر و کبریت (گوگرد) از آن گیرند. ۶۷

 

() نظرات