Серная промышленность

СЕРНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ (а. sulphur industry; н. Schwefelindustrie; ф. industrie du soufre; и. industrie de azufre) — отрасль химической промышленности, объединяющая предприятия по производству элементарной природной и газовой (попутной) серы. Природная сера получается из месторождений серных руд, газовая — при очистке природных газов, газов нефтеперерабатывающей, цветной металлургии и других отраслей промышленности.

В России умели добывать "серу горючую" из сероводородных ключей в ряде мест Северного края. В середине 17 века в Самарском и Казанском Поволжье были открыты месторождения самородной серы. Добыча её в незначительных количествах велась со времён Петра I. К началу 20 в. её производство прекратилось, и с 1911 Россия импортировала серу из других стран. В 1913 в страну было ввезено 26 тысяч т серы.

Первый серный рудник в CCCP введён в эксплуатацию в Крыму (Чекур-Кояш) в 1930. Затем были пущены в действие автоклавные серные заводы (на базе Каракумских месторождений серы) и рудник Шорсу в Узбекской CCP, где впервые был осуществлён комбинированный метод выплавки природной серы. В 1934 введены в эксплуатацию серные предприятия в Поволжье и Туркменской CCP, на которых также был применён комбинированный метод получения серы. Это позволило довести объём производства природной серы в стране до 40 тысяч т в год. Одновременно развивалось получение газовой серы из отходов цветной металлургии и коксохимического производства. С получением газовой серы на Медногорском медно-серном комбинате объём её производства в стране к 1940 доведён до 50 тысяч т в год. В 50-е гг. были открыты месторождения самородной серы в Предкарпатье, на базе которых введены в строй Роздольский (1958) и Яворовский (1970) горно-химические комбинаты. В эти же годы в практику горных работ широко внедрён метод выплавки подземной (ПВС), позволяющий извлекать запасы серы, не доступные для открытой разработки. Происходит наращивание производственных мощностей по переработке природной серы на Гаурдакском серном заводе и Куйбышевском, интенсивно развивается производство газовой серы, получаемой при очистке природного и коксового газов, сернистых нефтей, отходящих газов цветной металлургии. Производство газовой серы увеличилось с введением в эксплуатацию Мубарекского (1970), Оренбургского (1974) и Астраханского (1986) газоперерабатывающих заводов. Динамика производства элементарной серы дана на рис. О промышленно-генетического типах и размещении месторождений см. Серные руды.

Около 50% всех запасов могут разрабатываться открытым способом с последующим обогащением и выплавкой серы из концентратов. Остальные запасы пригодны для отработки методом ПВС. Разрабатываемые месторождения: Язовское, Немировское, Роздольское, Подорожненское, Загайпольское в Предкарпатье, Водинское в Среднем Поволжье, Гаурдакское в Средней Азии. Наиболее крупные предприятия по переработке природной серы — Роздольское и Яворовское производственные объединения и Гаурдакский серный завод.

Природную серу получают комбинированным методом (автоклавным или безреагентным) при выплавке её из флотационного концентрата при обогащении серных руд. При открытой добыче технологическая схема обогащения серных руд включает: дробление, тонкое измельчение в водной среде и флотацию (подробно см. Сера самородная). Общее извлечение серы при комбинированном методе 82-86%. Коэффициент извлечения серы из недр при подземной выплавке 40%. Глубина разработки от 120 до 600 м, иногда более.

Серу техническую газовую получают из сероводорода и сернистого ангидрида при очистке природного и попутных газов, газов нефтеперерабатывающей промышленности и цветной металлургии. Сероводород из газов выделяют абсорбционными методами. Получение серы из газов (из сернистого ангидрида и др.) осуществляется путём восстановления его метаном, углём и т.п. Существует много технологических схем и режимов, эффективность которых зависит в основном от содержания серосодержащих соединений в перерабатывающем сырье.

Попутную серу получают из газов Оренбургского месторождения и Астраханского месторождения, газы которых содержат до 27% сероводорода.

Основными видами продукции, получаемой из природной и газовой серы, являются комовая и жидкая сера. ГОСТ 127-76 "Сера техническая" предусматривает также выпуск гранулированной, молотой и чешуированной серы. Указанный ГОСТ определяет производство 4 сортов природной серы (содержание серы от 99,2 до 99,95%) и 3 сортов газовой серы (от 99 до 99,98%). Для каждого сорта установлены нормы массовой доли различных примесей (%): золы 0,05-0,4, кислоты 0,002-0,002, органического вещества 0,01-0,5, влаги 0,1-1, мышьяка до 0,005 и др.

Управление отраслью по производству природной серы осуществляет Всесоюзное объединение "Союзсера" Министерства по производству минеральных удобрений CCCP. В ведении объединения находится отраслевой институт ВНИПИсера, Роздольское и Яворовское ПО, а также Гаурдакский и Куйбышевский серные заводы. Предприятия по производству попутной серы находятся в подчинении в основном министерств газовой, нефтеперерабатывающей промышленности, цветной металлургии.

В социалистических странах серная промышленность развита в ГДР, KHP, Румынии и Польше (подробнее см. раздел "Горная промышленность" в статьях об этих странах).

Добыча и выпуск серы ведется примерно в 60 промышленно развитых капиталистических и развивающихся странах. До начала 50-х гг. 20 в. её получали из самородных руд, из пирита в качестве основного и из руд сернистых металлов в качестве побочного продуктов. В 50-60-е гг. широко распространяется технология получения серы при очистке природного газа. Подобную технологию начали применять и при переработке нефти, что привело к значительному росту масштабов извлечения серы из газов при крекинге нефти. Основным продуктом является элементарная сера. Ведущими производителями серы являются страны, осуществляющие широкомасштабную добычу природного газа и нефти или обладающие крупными запасами самородной серы, которую добывают в зависимости от условий залегания открытым способом или скважинным методом. Бедные руды предварительно обогащают. Для извлечения серы из богатых руд и концентратов в промышленности применяют комбинированный метод. Для глубоко залегающих богатых серных руд используют метод подземной выплавки.

Среди промышленно развитых капиталистических и развивающихся стран наиболее крупные месторождения самородной серы находятся в Ираке, Мексике, США, Чили. Суммарное производство серы всех видов в этих странах в 1986 превысило 36,7 млн. т, причём большая часть общего производства приходится на промышленно развитые капиталистические страны (табл.).

Около 51 % всей серы было произведено в США и Канаде. В США производство серы в 1986 составило около 12 млн. т, из них около 5,8 млн. т — элементарная восстановленная сера, полученная при переработке нефти, из природных и коксовых газов, 4 млн. т — самородная сера, добытая скважинным методом, и 1,1 млн. т — сера, содержащаяся в серной кислоте, полученной в качестве побочного продукта при металлургическом переделе цветных металлов, а также в пирите, сернистом ангидриде и сероводороде.

В Канаде серу получают преимущественно при очистке природного газа и крекинге нефти (87%), а также из пиритовых концентратов и др.

Третье место по производству серы занимает Япония: 2,5 млн. т в 1986, из них около 1,2 млн. т было получено в качестве побочной продукции металлургического производства, 1 млн. т при рафинировании природного газа и крекинге нефти и 0,2 млн. т из пирита.

Традиционно основным источником получения серы являлись месторождения самородной серы, однако производство восстановленной серы растёт опережающими темпами. В 1986 более 2/3 общего выпуска всех видов серы в промышленно развитых капиталистических и развивающихся странах приходилось на восстановленную серу. Наибольшее количество этого вида серы производится в Канаде, США, Франции, ФРГ и странах Ближнего Востока, особенно в Саудовской Аравии.

Добыча самородной серы в промышленно развитых капиталистических и развивающихся странах в 1986 составила 6,2 млн. т; с начала 80-х гг. уровень добычи постоянно сокращается. Она добывается в основном в США, Мексике, Ираке, Чили.

Пирит является важным ископаемым видом серосодержащего сырья, добыча которого так же, как и самородной серы, имеет тенденцию к сокращению. В 1985 мировая добыча пирита (без социалистических стран) составила 4,2 млн. в пересчёте на серу, большая часть добычи приходилась на страны Западной Европы. Основные производители — Испания (30% всей добычи), ЮАР, Япония, США, Италия.

Основные экспортёры серы — Канада, США, Мексика и Франция, однако возрастает конкуренция со стороны нефтедобывающих государств Ближнего и Среднего Востока. Свыше 1/2 экспорта промышленно развитых капиталистических и развивающихся стран приходится на гранулированную серу (основной поставщик — Канада), около 35% на жидкую (Канада и Мексика), остальное — на комовую.