При общем мировом уровне получения серы приблизительно в 57 млн т/год около 33% приходится на переработку нефти и природного газа, около 30 - на разработку месторождений самородной серы, около 14 - на улавливание из газовых выбросов коксохимического производства и цветной металлургии, около 16 - на переработку пирита, пирротина и других сульфидов, около 6% - на переработку ангидрита и других сульфатов. Производство серы в настоящее время определяется не только потребностями в ней, но и необходимостью очистки нефти и газа.
Нефть содержит от 1 до 5 % растворенной серы, которая извлекается при крекинге и других процессах переработки. Повышенное содержание серы отмечается в тяжелых нефтях. В составе природных горючих газов постоянно присутствует сероводород, количество которого (по объему) изменяется от долей процента до 20%, а иногда даже до 84%-месторождение Пэнтер-Ривер в Канаде. Сера, получаемая из природных газов и нефтей, называется восстановленной или регенерированной. Она характеризуется высокой чистотой (99,5-99,9 %), дисперсностью и низкой себестоимостью. Удаление серы из газа снижает выбросы серных соединений в атмосферу при его сжигании и уменьшает коррозию газопроводов.
Значительное количество сернистого ангидрида выделяется с промышленными газами металлургических заводов при плавке сульфидных руд меди, свинца, цинка, никеля и других мeтaллов. Концентрация S02 в этих газах составляет 0,3-1,5%, иногда достигает 30%. Извлечение сернистого ангидрида препятствует загрязнению воздуха и повышает комплексность использования сульфидных руд. Получают серу и из промышленных газов при термической переработке углей (коксовании, газификации и т. п.). В настоящее время в мире выбрасывается в атмосферу около 220 млн.т. S02. в год.
Мировое производство серы из всех источников держится на уровне 53,0-57,0 млн т, при этом прирост будет обеспечен главным образом за счет источников попутной серы (сероводородсодержащие газы и сернистые нефти).
Борное сырьё
В настоящее время известно около 160 минералов бора, большинство из которых являются боратами магния, кальция, натрия и калия. Известны также боросиликаты, боралюмосиликаты и др. Бор входит в состав многих минералов, однако лишь некоторые из них имеют промышленное значение.
Для эндогенных руд характерны боросиликаты кальция и безводные бораты магния и железа с содержанием В203 (%):
Котоит Mg3(B03)2 -35,5
Суаннт Mg2B206 -46,3
Людвпгит (Mg, Fe)2(Fe, AJ)BOs02 -12-17
Датолнт CaBSi04(OH) -21,8
Данбурит CaB2Si208 - 28,3
В экзогенных рудах наиболее распространены следующие минералы с содержанием В203 (%):
Борная кислота (сассолин) В(ОН)3 -56,3
Бура (тинкал) Na2B4Ovl0H2O -36,6
Улексит NaCaBfi09•8HoO -43,0
Гидроборацит CaMgB6On • 6Н20 -50,6
Калиборит KMg2BnOi9•9H20 -57,0
В зависимости от технологии переработки выделяются различные промышленные типы руд, в которых главными минералами являются: 1) бораты, растворимые в воде (сассолин, бура, кернит и др.), 2) бораты, разлагающиеся в кислотах или щелочах (пандермит, гидроборацит, людвигит, и др. 3) боросиликаты, разлагающиеся в кислотах (датолит и др.), 4) боросиликаты и боралюмосиликаты, не разлагающиеся в кислотах (данбурит, турмалин, аксинит и др.) Особым типом борного сырья являются боросодержащие подземные воды, рапа соляных озер, нефтяные воды, горячие источники. сера бор сырье руда
Практическое использование бора и соединений чрезвычайно разнообразно, что связано с его различными свойствами. Отличительные свойства бора и его соединений: бор способен поглощать нейтроны, соединения бора имеют высокую температуру плавления (2000°С), высокую твердость, флюсующую способность, дезинфекционные свойства и др.
Около 55% борного сырья потребляют стекольная и керамическая промышленность для изготовления оптических стекол, теплоизолирующего стекловолокна, кислото- и огнеупорных изделий, эмалей, глазурей, фарфора и т. д. 15-30% борного сырья используется в мыловарении и производстве отбеливающих средств. В небольшом количестве борные соединения применяются в медицине как антисептики, в металлургии как присадки к стали, в резиновой, лакокрасочной, кожевенной и парфюмерной промышленности. В сельском хозяйстве (10% потребления) бор служит микроудобрением. В атомной энергетике - для защиты от нейтронного излучения.
Соединения бора широко применяются для предохранения древесины от гниения и придания ей огнестойкости, а также для антикоррозийных и жаропрочных покрытий по металлам. Соединения бора с металлами (бориды) используются при производстве особо прочных деталей газовых турбин и реактивных двигателей. Карбиды бора, характеризующиеся высокой твердостью, абразивностью и износоустойчивостью, применяются в шлифовальном деле, для изготовления ступок, всевозможных калибров, сопел пескоструйных аппаратов и др. Нитриды бора, обладающие термоизоляционными полупроводниковыми свойствами, используются в высокочастотных индукционных печах; один из них (боразон) по твердости подобен алмазу, но отличается большей термической устойчивостью. Сложные бороводороды (бораны), легко окисляющиеся с выделением большого количества энергии, используются как горючее для реактивных двигателей. Соединения бора необходимы также при производстве нейлона, органического стекла, гибких пластмасс и др.
Главнейшие генетические и геолого-промышленные типы месторождений: скарновый, вулканогенно-осадочный и галогенный.
Скарновый тип подразделяется на известково- и магнезиально-скарновые подтипы. Известково-скарновые месторождения представлены пластообразными и линзовидными, круто-, реже полого-падающими залежами известковых скарнов с датолит-данбуритовой минерализацией. Скарны развиваются при метасоматическом замещении карбонатных пород. Залежи мощностью в десятки-сотни метров, прослеживаются по простиранию на сотни-первые тысячи метров, по падению - на сотни метров. Среднее содержание В203 в рудах составляет 6-12%. Месторождения образуются на глубинах в первые километры (гипабиссальная фация). Борная минерализация связана с щелочными магмами мантийного происхождения. Примерами таких месторождений являются Дальнегорское в Приморье, Ак-Архар на Памире, Золотой Курган на Сев. Кавказе и др.
Магнезиально-скарновые месторождения характеризуются пластообразной, линзовидной, жильной, гнездовой и сложной формами залежей людвигитовых, суанитовых, котоитовых и других руд, локализованных чаще всего среди древних мигматизированных метаморфических толщ. Мощность залежей составляет метры - десятки метров, длина по простиранию - десятки-сотни метров и длина по падению - сотни метров. Среднее содержание В203 в таких рудах варьирует от 4 до 20%. Как правило, борная минерализация в этих месторождениях совмещена с железорудной. Рудообразование связывается с гранитными батолитами и процессами мигматизации. Такие месторождения известны на Скандинавском, Алданском щитах (м-еТаежное и др.), в Кокчетавском срединном массиве, а также в Верхоянье, Джугджуре и Забайкалье (Россия), в Румынии, США, Италии, Франции и КНР.
Месторождения вулканогенно-осадочного геолого-промышленного типа образуют пластовые и линзовидные залежи горизонтального или пологого залегания, сложенные вулканогенно-соленосно-глинистым материалом, содержащим большое количество разнообразных боратов и борсодержащей высокоминерализованной рапы. Площадь таких залежей колеблется от десятых долей до первых десятков квадратных километров, а мощность - от одного до многих десятков метров. Содержание В203 в солях составляет 20-25% и более. Все эти месторождения ассоциируют с калиево-щелочными эффузивами и андезитами. Они образуются в бессточных озерах в областях с аридным климатом. Такие месторождения заключают огромные запасы борной руды, исчисляемые десятками-сотнями миллионов тонн. К ним относятся месторождения в США, Турции (м-е Кырка и др.), Аргентине, месторождения Тибета, Памира и Закавказья.