ધાતુશાસ્ત્ર અને સલ્ફર (S) નું ઔદ્યોગિક નિષ્કર્ષણ

પ્રાકૃતિક ઉપસ્થિતિ અને મુખ્ય અયસ્ક (કાચી ધાતુઓ)

સલ્ફર પ્રકૃતિમાં મુક્ત (તત્વીય) અને સંયુક્ત એમ બંને અવસ્થામાં વ્યાપકપણે જોવા મળે છે.

મુક્ત (તત્વીય) અવસ્થા

• મુખ્યત્વે જ્વાળામુખી પ્રદેશો, મીઠાના ગુંબજો (દા.ત., યુએસએ, મેક્સિકોના ગલ્ફ કોસ્ટ સાથે) અને નિક્ષેપિત ખડકોમાં સલ્ફરના ભંડારો જોવા મળે છે. આ ભંડારો સ્ફટિકમય સલ્ફરના બનેલા હોય છે.

સંયુક્ત અવસ્થા

સલ્ફર અસંખ્ય સંયોજનોનો ઘટક છે, જેમાં શામેલ છે:

• સલ્ફાઈડ અયસ્ક:
  • ગેલેના (લેડ સલ્ફાઈડ, PbS)
  • ઝીંક બ્લેન્ડ (ઝીંક સલ્ફાઈડ, ZnS)
  • આયર્ન પાયરાઈટ્સ (આયર્ન(II) ડાયસલ્ફાઈડ, FeS₂)
  • કોપર પાયરાઈટ્સ (કોપર આયર્ન સલ્ફાઈડ, CuFeS₂)
  • સિનાબાર (મર્ક્યુરી સલ્ફાઈડ, HgS)
  • આર્જેન્ટાઈટ (સિલ્વર સલ્ફાઈડ, Ag₂S)
• સલ્ફેટ અયસ્ક:
  • જીપ્સમ (કેલ્શિયમ સલ્ફેટ ડાયહાઈડ્રેટ, CaSO₄·2H₂O)
  • એપ્સમ સોલ્ટ (મેગ્નેશિયમ સલ્ફેટ હેપ્ટાહાઈડ્રેટ, MgSO₄·7H₂O)
  • બારીટ્સ (બેરિયમ સલ્ફેટ, BaSO₄)
• કાર્બનિક સંયોજનો:
  • કોલસો, પેટ્રોલિયમ અને કુદરતી ગેસમાં હાજર હોય છે, ઘણીવાર હાઈડ્રોજન સલ્ફાઈડ (H₂S) અથવા કાર્બનિક સલ્ફર સંયોજનો તરીકે.

અયસ્કનું સાંદ્રણ

તત્વીય સલ્ફરના ભંડારો માટે, પરંપરાગત અયસ્ક સાંદ્રણ તકનીકો જેવી કે ફ્રોથ ફ્લોટેશન અથવા ગુરુત્વાકર્ષણ પૃથક્કરણનો સામાન્ય રીતે ઉપયોગ થતો નથી. પ્રાથમિક ઔદ્યોગિક નિષ્કર્ષણ પદ્ધતિ, Frasch Process, તત્વીય સલ્ફરને સીધી રીતે ગલિત અવસ્થામાં નિષ્કર્ષિત કરે છે, જે તેને આસપાસના ગેંગ (અશુદ્ધિઓ) થી અસરકારક રીતે અલગ પાડે છે.

સંયુક્ત અવસ્થામાંથી પુનઃપ્રાપ્ત સલ્ફર માટે:

• હાઈડ્રોજન સલ્ફાઈડ (H₂S) માંથી: H₂S, જે કુદરતી ગેસ અથવા પેટ્રોલિયમમાં જોવા મળે છે, તેને અન્ય વાયુઓમાંથી એમાઈન (દા.ત., મોનોઇથેનોલામાઈન) નો ઉપયોગ કરીને પસંદગીપૂર્વક શોષી લેવામાં આવે છે. પછી H₂S ને ગરમ કરીને વિશોષિત (desorbed) કરવામાં આવે છે અને વધુ પ્રક્રિયા (Claus process) માટે મોકલવામાં આવે છે. આ રાસાયણિક સાંદ્રણના એક સ્વરૂપ તરીકે કાર્ય કરે છે.
• સલ્ફાઈડ અયસ્કમાંથી: જ્યારે ઝીંક અથવા લેડ જેવી ધાતુઓને તેમના સલ્ફાઈડ અયસ્ક (દા.ત., ZnS, PbS) માંથી નિષ્કર્ષિત કરવામાં આવે છે, ત્યારે અયસ્કને સામાન્ય રીતે રોસ્ટિંગ કરીને મેટલ ઓક્સાઈડ અને સલ્ફર ડાયોક્સાઈડ (SO₂) ઉત્પન્ન કરવામાં આવે છે. આ SO₂ ને પછી સલ્ફ્યુરિક એસિડમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે અથવા, કેટલાક કિસ્સાઓમાં, તત્વીય સલ્ફરમાં ઘટાડી શકાય છે. અહીં, સલ્ફર એક મૂલ્યવાન ઉપ-ઉત્પાદન છે, અને તેનું