گوگرد ( sulfur )
گوگرد به صورت آزاد و به صورت ترکیبی موارد مصرف بسیار دارد ولی بیشترین کاربرد 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. به علاوه گوگرد در پالایش نفت، جداسازی مس و پالایش اورانیوم، تهیه مواد شیمیایی آلی و غیر آلی، رنگها، کاغذ و خمیر کاغذ، چرم سازی، آبکاری، نیروگاهها، صنایع قند و شکر، تهیه نشاسته، تهیه الیاف مصنوعی، مواد منفجره، دارو سازی و گندزدایی، به عنوان منبع ماده جوش (جوشدادن لاستیک)، مواد غیر فلزی، مواد غذایی، صنعت صابون سازی و شوینده ها و مواد پاک کننده، باتری ، لاستیک مصنوعی. بتونهای گوگرد دار و مواد شیمیایی مختلف نیز بکار میرود.
گوگرد برای تقویت خاک کشاورزی و آبیاری نواحی خشک، غذاهای حیوانی، کبریت سازی، سمپاشی بر علیه قارچها، سپیدک ها و حشره کشها معمولاً به صورت مستقیم مصرف می شود.
گوگرد مصرفی جهان از سه منبع عمده گوگرد معدنی، گوگرد در ترکیبات سولفوری و گوگرد همراه با نفت و گاز تأمین میگردد. مقدار تولید جهانی از هر کدام بصورت زیر است:
-گوگرد معدنی ۳۱%
-گوگرد در ترکیبات سولفوری ۴۱%
-گوگرد همراه با نفت و گاز ۲۵%
-۵۴% گوگرد معدنی از گنبدهای نمکی و ۴۴% از حوضههای تبخیری بدست میآید. گوگرد آتشفشانی سهم نازلی در تولید جهانی دارد.
فرآوردههای اصلی سولفور
لجن اسید
اسید سولفوریک آلوده معمولاً به کارخانجات اسید برای بازسازی برگردانده میشود.
بریمستون
بریمستون یا گوگرد قلمی مترادف با سولفورخام است که از گوگرد ذوب شدهای بصورت استوانه ریخته میشود.
اسید سولفوریک محصول جنبی
اسید سولفوریکی که بعنوان محصول جنبی متالوژی یا فرآیند صنعتی بدست میآید.
سولفور شکلدار
سولفور عنصری که به صورت قالب یا تحت فشار برای افزایش قابلیت حمل و جلوگیری از تولید گرد و خاک و حفاظت در مقابل رطوبت به اشکال خاصی درآمده است.
سولفور گلولهای
سولفور خام جامد بشکل گلوله که بوسیله سرد کن سولفور ذوب شده با آب یا هوا تولید میشود.
سولفور ورقهای
سولفور خام جامد بشکل تکههای ورقهای که از جامد شدن سولفور ذوب شده بر روی یک نوار نقاله بوجود میآید.
سولفور فراش
سولفور عنصری که از منابع سولفور طبیعی بوسیله فرآیند معدنکاری فراش بدست میآبد.
سولفورهای مخصوص:
انواع سولفور عنصری آماده یا تصویه شده که شامل سولفورهای بیشکل- کلوئیدی- گل گوگرد – رطوبت گیر – آردی و … میباشد.
سولفور به بطور تجارتی تقریباً در ۷۰ کشور تولید میشود. تولید جهانی انواع سولفور در سال ۱۹۸۰ مجموعاً ۵۸ میلیون تن بود. مصرف سرانه سولفور اغلب بعنوان یک شاخص معتبر سطح پیشرفت صنعتی و فعالیت اقتصادی ملت ها بکار میرود.
مقدار منابع سولفور عنصری در کانسارهای تبخیری و ولکانیک و سولفور همراه گاز طبیعی، نفت، ماسههای قیری و سولفیدهای فلزی در حدود ۳۸۵/۶ میلیارد تن میباشد. از سولفور تولید شده بوسیله کانسارها طبیعی ۵۳% متعلق به گنبدهای نمکی و ۴۵% متعلق به حوضههای تبخیری لایهای شکل میباشد. کانسارهای آذرین (۲%) دارای اهمیت کمی هستند و عمدتاً برای مصارف محلی در ایتالیا، ترکیه و کوههای آند در آمریکای جنوبی بصورت معدن درآمدهاند.
در خلال دهه ۱۹۵۰ سولفور بدست آمد از نفت و گاز طبیعی بسرعت رشد کرد بطوریکه در سال ۱۹۶۰ حدود ۱۰% کل تولید را بخود اختصاص داد. از آن به بعد اهمیت نسبی صنعت نفت به عنوان یک منبع سولفور افزایش یافت بطوری که در ۱۹۶۵، ۱۸% و در ۱۹۷۳، ۳۰% منابع سولفور جهان را مختص به خود نمود.
عیارهای مخصوص سولفور بواسطه نیازهای تجاری برای رسیدن به مشخصات مطلوب تهیه میشوند. بعضی عیارهای مخصوص از قبیل شمع های خالص، سولفورهای مخروطی، شمش ها و سولفورهای خالص از سولفور خام تقطیر شده تهیه میشوند.
سولفور خام ریز دانه خاکی بنامهای سولفور آردی، سولفور لاستیک سازی، سولفور گرد کشاورزی و … خوانده میشود. ممکن است برای تولید عیارهای نمگیر مواد لازم به آن اضافه گردد.
سولفور پیریت با قیمت ارزانتری نسبت به قیمت بریمسون بفروش میرود زیرا مخارج تأسیس و راهاندازی کارخانجات سازنده اسید از پیریت بشتر از مخارج در کارخانجاتی است که بریمستون مصرف میکنند.
گچ ترش
گچ ترش گچی است که با مقداری گوگرد همراه است و علت وجود آن در واکنشهای شیمیائی زیر مشخص میشود.
در حقیقت فرمولهای ارائه فوق بیش از حد ساده بوده و گاهی غیر واقعی بنظر میآیند. رابطه شماره I زمانی قابل انجام است که حرارت به ۸۰۰ درجه سانتیگراد برسد و چنین حرارتی در سطح زمین وجود ندارد. در چنین حرارتی آب تبخیر و از واکنش خار شده و امکان تداوم رابطه شماره II را نمیدهد و بهمین علت ترکیبات پیچیده دیگر انجام خواهد شد بدون اینکه مقداری کافی کربنات کلسیم و هیدروژن سولفوره تولید شده باشد. بهمین علت روابط فوق نمیتواند با هم و یکجا ایجاد شوند و چنین بنظر میرسد در عمل کنش و واکنشها پیچیدهتری بکمک باکتریهای احیاء کننده سولفاتها و مؤثر بر اتان و پروپان و غیره عمل کرده باشد:
گوگرد که از مشخصات اصلی گچ ترش است ممکن است به دو طریق تولید شده باشد.
اکسیده شدن H2O
تلفیق اسید سولفوریک و هیدروژن سولفوره
تهیه اسید سولفوریک
گوگرد یکی از مهمترین مواد در تهیه اسید سولفوریک می باشد که حدود ۸۵ درصد کل گوگرد مصرف می گردد.
اسید سولفوریک بدلایل زیادی جای خود را به عنوان یک اسید معدنی بسیار مهم باز کرده و با توجه به ویژگی هایی به شرح زیر که آن را مناسب برای انواع مصارف گسترده می نماید، اهمیت یافته است:
-بهاء نسبتاً کم آن نسبت به گوگرد خام در هزینه های تولید کارخانجات اسیدسازی
- هزینه کم ترابری و نگهداری آن در مقایسه با سایر اسیدها
-مناسبت و مطابقت آن با فرایندهای اسیدی و خنثی سازی
- عامل خوبی برای جذب آب
-کاتالیست مؤثری برای بیشتر هیدروکربن ها و مصنوعات آلی شیمیایی
- آمادگی برای تشکیل سولفات های آلی با بیشتر هیدروکربن ها
-داشتن نقطه جوش بالا که در نتیجه به دلیل نیاز به دمای زیاد در بیشتر فرآیندها تبخیر شدن را محدود می سازد.
-به مقدار زیادی در یک یا دو و یا حتی سه فرآیند مصرف می شود و در نهایت نیز در کارخانجات اسیدسازی بازسازی گردیده و برای مصرف در فرآیندهای بیشتر به بازار عرضه می شود.
اسید سولفوریک در موارد زیر مصرف میگردد:
-۵۰ درصد در کشاورزی و تهیه کودهای شیمیایی (سوپر فسفات، فسفات آمونیوم و مخلوط کودها.
-۱۸ درصد مصارف شیمیایی(ضد یخ، حشره کشها، داروئی، احیای آلومینیوم، تصفیه نفت، پاک کنندههای مصنوعی، اسیدی کردن چاههای نفت، جداسازی مس با عیار کم، استخراج اورانیوم و چسب مصنوعی.
-۵ درصد مواد رنگی (نایلون رنگی، جوهر تحریر و تهیه TiO2 از ایلمنیت.
-۳ درصد ابریشم مصنوعی و فیلم (پارچههای ابریشمی، نخ اطراف تایر و فیلمهای عکاسی.
-۲ درصد در آهن و فولاد (قوطیهای قلعی، ماشینها، محصولات گالوانیزه.
-۶ درصد صنعت نفت گازوئیل، گریس، سایر فراوردههای نفتی
-۴ درصد در صنایع کاغذ سازی (دستمال کاغذی، روزنامه، جعبههای مقوایی، کاغذ تحریر و سایر مقواها) و پلاستیک
-۱۲ درصد سایر موارد
صنایع کشاورزی و تهیه کودهای فسفاتیک :
از گوگرد در بهبود کیفیت خاک و بیرنگ کردن میوههای خشک استفاده مینمایند. کودهای شیمیایی که گوگرد در تهیه آنها نقش دارد شامل سوپرفسفات، فسفات آمونیوم، سولفات آمونیوم و سولفات دی آمونیوم میباشد. بیش از نیمی از گوگرد مصرفی (در حدود ۵۰ درصد) به بخش کشاورزی اختصاص دارد. مهمترین موارد مصرف در این بخش عبارت است از :
کودهای فسفاتی
برای تهیه این کودها، اسیدسولفوریک به عنوان فرآورده میانی مصرف می شود زیرا از ترکیب اسید سولفوریک با سنگهای فسفات کلسیم، اسید فسفریک و گچ تولید می شود. اسید فسفریک تولیده شده برای تهیه انواع کودهایی مانند فسفات آمونیم، دی فسفات آمونیوم، سولفات آمونیوم و تریپل سوپرفسفات مصرف میگردد. در کوره های الکتریکی نیز به صورت محدود کودهای فسفاتی را با فسفر عنصری تهیه می نمایند. در برخی از کارخانجات بجای اسید سولفوریک از اسید نیتریک و اسید کلریدریک به عنوان عامل اسیدی استفاده می نمایند که از نظر اقتصادی معمولاً به صرفه نمیباشد. در فروشست (Leaching) بعضی از فلزات از کانسنگ، اسیدسولفوریک به عنوان حلال مصرف می گردد. از دیگر موارد مصرف اسید سولفوریک تهیه سولفات آمونیم برای تهیه کودهای شیمیایی می باشد که از فرآیند ترکیب اسیدسولفوریک و آمونیاک حاصل میشود. این ماده به عنوان فرآورده فرعی در کورههای کک پزی، ساخت فیبر مصنوعی نیز تولید می گردد. مقدار کمی گوگرد نیز به صورت عنصری، تیوسولفات آمونیوم و پلی سولفور یا به صورت گچ برای بهسازی خاک زراعی و تقویت آن به کار میرود که روز به روز در حال گسترش است و امروزه برای پرورش تاک زیاد توصیه شده است.
تقویت خاکهای کشاورزی و آبیاری کم آب
در بیشتر نقاط دنیا با کاربرد گوگرد و ترکیبات آن در خاک های کشاورزی و آبهای آبیاری، نواحی کم آب و بایر را تبدیل به زمینهای در خور کشت می نمایند. با نفوذ آبهای دارای فسفر و دیگر غذاهای بسیار ریزدانه گوگرددار گیاهی و تنظیم PH این گونه خاکهای قلیایی می باشد. پوشش زمینهای پهناوری در دنیا از این گونه خاکهاست. از جمله این سرزمین ها می توان به غرب کانادا، غرب رودخانه می سی سی پی، خاورمیانه، افریقای شمالی اشاره نمود که با مصرف درست ترکیبات گوگردی امکان بازسازی آنها زیاد است.
خوراک گیاهان
گوگرد همانند ازت، فسفر، پتاسیم و عناصری دیگر برای رشد گیاهان و تهیه محصولات کشاورزی لازم بوده، نقش مهمی در متابولیسم گیاهی دارد. از موارد بسیار مهم سنتزهای ضروری برای تولید اسد آمینه های گوگرددار، تشکیل پروتئین و به وجود آمدن ویتامینها و تثبیت ازت در سبزیهای خوراکی و سایر اعمال در متابولیسم گیاهی است. چنین پیش بینی می شود که در سال۲۰۰۰ مصرف گوگرد به عنوان غذای پرورشی گیاهان به ۲ میلیون تن در سال برسد.
تغذیه حیوانات
برای رشد حیوانات نشخوار کننده نیز گوگرد سودمند تشخیص داده شده است. گوگرد با غذاهای ویژه در پرورش حیوانات باعث افزایش خوراک، سهولت گوارش علوفه خشک، رشد سلولز و سنتزهای پروتئین میکروبی در آنها می شود. دامداران توانسته اند با این روش تولید گوشت، شیر و پشم را در خیلی از نقاط دنیا افزایش دهند. اگر یک درصد گوگرد به غذای گوسفندان اضافه شود جنس پشم آنها بسیار مرغوب تر می شود.
با توجه به موارد بالا نیاز صنعت کشاورزی به گوگرد شدیداً احساس می شود به طوری که مصرف آن در کشورهای کانادا و ایالات متحده حدود ۵ میلیون تن در سال ذکر شده است.
صنایع شیمیایی :
در حدود ۱۸ درصد گوگرد در صنایع شیمیایی استفاده می شود مانند ضدیخ، حشره کش ها، داروها، احیای آلومینیوم، تصفیه نفت، پاک کننده های مصنوعی، پلاستیک، کاغذ، چسب مصنوعی و اسیدی کردن چاه های نفت.
صنایع پلاستیک و فرآورده های جانشینی:
گوگرد به مقادیر مختلف در تولید مواد جانشینی و پلاستیک مانند استات سلولز، سلوفان، ریون، مواد ویسکوز، قیرها و مواد نساجی به کار می رود و تا ۲ درصد از گوگرد مصرفی در کشورهای صنعتی را شامل می شود. گوگرد که به صورت ماده میانی در ساخت این محصولات به کار می رود به طور مساوی از دو بخش دی سولفور کربن و اسید سولفوریک تشکیل شده است. دی سولفور کربن را از ترکیب متان با بخار گوگرد در مجاورت کاتالیزور به دست می آورند. یک نوع پلاستیک اسفنجی با گوگرد در کانادا ساخته می شود که از آن برای پوشش لوله کشی های زیرزمینی و ساختمانی استفاده می شود.
فرآورده های کاغذی :
فرآورده های کاغذی حدود ۳ درصد کل مصرف گوگرد را به خود اختصاص داده است. در این صنعت گوگرد بیشتر به صورت ترکیبات سولفید برای ساخت خمیر کاغذ مورد استفاده قرار می گیرد. فرآورده میانی که در اینجا بکار می رود، دی اکسید گوگرد می باشد که معمولاً آن را از سوزاندن گوگرد عنصری در محوطه کارخانه بدست می آورند. گرچه نوعی دی اکسید گوگرد به عنوان فراورده فرعی کارخانجات ذوب فلزات تولید می شود ولی استفاده از آن مستلزم جداسازی سایر ناخالصی ها می باشد. وجود گوگرد در خمیر کاغذ برای سفید کردن خمیر سلولز می باشد.
رنگ سازی :
در حدود ۵ درصد گوگرد در مواد رنگی مانند تهیه اکسید تیتان از ایلمنیت، جوهر نوشتنی، مشمای رنگی و تولید ماده رنگی دی اکسید تیتانیوم است که با پروسه سولفات تهیه می شود، کاربرد دارد.
اسید سولفوریک نسبت به ایلمنیت یا تفاله تیتانیوم واکنش نشان می دهد و گوگرد به صورت سولفات آهن به عنوان باطله باقی می ماند. در این پروسه دشواری هایی وجود دارد که برای پرهیز از آنها از پروسه کلرور استفاده می شود.
ولکانیزه کردن لاستیک :
گوگرد برای ولکانیزه کردن لاستیک و الاستومرهای مصنوعی مصرف می شود و به دلیل ارزان بودن آن نسبت به سایر مواد دارای این خاصیت، مصرف آن در این صنعت رو به افزایش می باشد.
عمل ولکانیزه کردن عبارت است از گرم کردن آمیخته گوگرد و لاستیک برای کش دار کردن لاستیک. زیرا لاستیک به تنهایی قدرت ارتجاعی کافی ندارد و زیاد کش نمی آید. در صورتی که اگر با گوگرد حرارت داده شود این خاصیت در آن تقویت می شود و تهیه لاستیک اتومبیل و… از آن ممکن می گردد. با افزودن ۵/۱ درصد گوگرد به ماده سازنده لاستیک آن را مناسب برای لاستیک چرخ می نماید و با اضافه کردن ۳۰ درصد گوگرد لاستیک سیاه و سختی بنام ابونیت بدست می آید.
به عنوان حلال و فرونشست کننده مواد فلزی غیر آهنی (لیچینگ) :
برای حل و فرونشست مس و اورانیوم از کانسنگ، از اسید سولفوریک استفاده می نمایند. حدود ۶ درصد گوگرد مصرفی ایالات متحده در این صنایع بکار می رود. در مورد مس ، برای جداسازی آن از کانسارها و سنگهای کم عیار و باطله های کارخانجات پر عیارسازی و آرایش مواد معدنی از اسید سولفوریک استفاده می نمایند. این مواد بیشتر به صورت کربنات و سیلیکات بوده و قابل حمل به روش فلوتاسیون نمی باشند (صرفه اقتصادی ندارد). معمولاً اسید سولفوریک مورد نیاز را نیز به صورت فرآورده فرعی از کوره های ذوب مس تهیه می کنند.
عایق ضد آب
یک نوع ماده عایق ضد آب قوی توسط مهندسین فیلیپینی ساخته شده (Mystery of mineralogy B.I.Srebobolsky) که در آن بجای سیمان و با مزایای بیشتری گوگرد مصرف می شود. گوگرد در ساختن مواد منفجره چون باروت از قدیم مصرف داشته و بنام پودر تفنگ در سده های میانه ماده مهمی محسوب می شده است. از آنجا که میل ترکیب گوگرد با فلزات، شبه فلزات و اکسیژن شدید بوده و در دمای پایین گداخته و تبخیر می شود. بنابراین کاربرد آن مسائل و خطرهائی را به همراه دارد که از نظر ایمنی بایستی مورد توجه کافی قرار گیرد.
ساخت مواد و ابزار مصنوعی
قوطیهای قلعی، محصولات گالوانیزه، ماشینها، پارچههای ابریشمی، نخ اطراف تایر، فیلم عکاسی، گازوئیل، گریس، مواد منفجره، مواد غیر فلزی باتری، لاستیک مصنوعی و نیز عمدتا از اسید سولفوریک و به تبع آن گوگرد ساخته شدهاند.
در انواع کاغذها شامل کاغذهای روزنامه، بستهبندی، کاغذ نوشت افزار، جعبههای مقوائی و دستمال کاغذی، مواردی مانند ابریشم مصنوعی، کاغذ شیشهنما، لاستیک سازی، حشره کشها، حک و فولاد مخصوص، گوگرد خالص یا سایر ترکیبات آن به مصرف میرسد که مقدار آن حدود ۱۲% گوگرد تولیدی جهان میباشد. مشاهده میشود که گوگرد یا ترکیبات آن خصوصا اسیدسولفوریک کاربردهای فراوانی دارد و در صنایع گوناگون بکار رفته میشود.
داروسازی :
گوگرد به عنوان گندزدای ملایم، ضدقارچ و ضد باکتری مورد استفاده قرار می گیرد. از این کانی به مقدار زیاد در تهیه لوسیون، کرم و پماد با غلظت ۱۰ % استفاده می شود. بیشترین مصرف آن برای رفع جوش های صورت، شوره موها، کچلی، خارش پوستی و عفونت های قارچی می باشد.
لوسیون های تهیه شده از گوگرد همراه با استات سرب، برای تیره کردن رنگ موها استفاده می شود. از گوگرد در گذشته برای برطرف کردن رخوت و سستی نیز کاربرد داشته است.گوگرد در پزشکی هومئوپاتی Homoepathic ( نوعی دارو درمانی )نیز کاربرد دارد.
استفاده مداوم گوگرد به صورت داروی پوستی، ممکن است باعث حساسیت و خارش پوست بشود و این داروها نباید با چشم، دهان و یا مخاط نرم تماس پیدا کند زیرا باعث سوزش آنها می شود.
داروهای تولید شده از گوگرد تحت عنوان لوسیون ترکیب گوگرد، اسید سالسیلیک، پماد گوگرد و ریسورسینول Resorcinal در اختیار مصرف کنندگان قرار می گیرد. در گذشته از گوگرد به عنوان داروی ضدکم، خلط آور و ملین استفاده می شد.
کلوئید گوگرد برای درمان بیماری روماتیسم استفاده می شود که می تواند به صورت تزریقی یا خوراکی باشد و همچنین برای درمان فلج عمومی از خاصیت گوگرد برای بالا بردن درجه حرارت بدن استفاده می گردد.
آبگرم های گوگرد طبیعی نیز برای درمان برخی بیماری های پوستی و ریوی و همچنین عوارض روماتیسمی تجویز می شود. گوگرد در تهیه داروهای دامپزشکی نیز کاربرد دارد.
صنایع آهن و فولاد :
در حدود ۲ درصد گوگرد در صنایع آهن و فولاد کاربرد دارد مانند قوطی های قلعی، محصولات گالوانیزه و ماشین ها. در این صنعت گوگردی که به صورت اسید سولفوریک به کار می رود، حدود ۲ درصد کل مصرف گوگرد را تشکیل می دهد. مصرف آن برای زدودن زنگ و همچنین گریس و سایر آلودگی ها از سطح رول های آهنی و فولاد می باشد. شمش های آهن و فولاد که به صورت ورق درآمده و به بازار عرضه می گردد، معمولاً برای این که درخور مصرف در صنایع مختلف گردد باید دوباره نورد شده و به صورت رول های نواری، به ضخامت های دلخواه درآورده شوند زیرا معمولاً علاوه بر اینکه نورد اول دقت کافی ندارد، در اثر جابه جا نمودن و انبار کردن نیز آلوده شده و کناره های ورق ها نیز ضربه دیده و زنگ زدگی پیدا می کند، از این رو پیش از اینکه دوباره نورد شود، نخست با اسید سولفوریک آلودگی های آنها را از بین می برند و سپس در حالت گرم نورد می نمایند تا هم به اصطلاح پرداخت گردد و هم به ضخامت دلخواه درآید. تنها رقیب اسید سولفوریک در این مصرف اسید کلریدریک می باشد که با توجه به مزایا و معایب آن، به نظر می رسد که اسید سولفوریک در طول زمان بر آن چیره خواهد شد. منابع تهیه اسید سولفوریک برای این مصرف خیلی مشخص نمی باشد و به نظر می رسد که بیشتر از اسید سولفوریک های بازسازی شده ارزان در این صنعت استفاده نمایند.
صنعت نفت :
صنعت پالایش نفت اعم از پالایش ساده و عملیات شیمیایی همراه آن (گازوئیل، گریس و دیگر فرآورده های نفتی)در حدود ۶ درصد گوگرد مصرفی را در بر می گیرد.
حدود ۶۰ درصد از کل اسید سولفوریک مصرفی در این صنعت به کار می رود و تنها ۳ درصد آن صرف تولید فرآورده جدید می شود. قسمت عمده اسیدسولفوریکی که در این صنعت مصرف می شود، عنوان کاتالیست را دارد. اسید فلوئوریدریک رقیب اسید سولفوریک در این پروسه می باشد و بیشتر اسید سولفوریک مصرفی از گوگرد بازیافتی در تصفیه خانه ها و از اسیدهای آلوده برگشتی از کارخانجات برای بازسازی (دوباره سازی) تأمین می گردد.
احداث بزرگراه ها:
استفاده از آسفالت گوگردی برای روکش و تعمیر سطح بزرگراه ها مدتها مورد بحث و بررسی بوده است. تا قبل از سال ۱۹۷۱ به علت ارزان بودن آسفالت سنتی (معمولی) از آسفالت گوگردی استفاده نمی شد و آگاهی هایی در این زمینه وجود نداشت تا این که در سال ۱۹۷۱ دانشگاه ایالتی آیووا (IOWA) نتیجه پژوهشهای خود را برای ۴ نوع ماده مختلف برای آسفالت راهها به شرح زیر اعلام نمود
(Encyclopeclia of chemical technology volume II) :
الف- مادهSEA
جانشینی برای آسفالت قیری) فرمول ماده ای که به این منظور از گوگرد تهیه می شود S.E.A (Sulphur Exchange Asphalt) نام دارد. در این ماده، گوگرد (حدود ۵۰ درصد) جانشین بخشی از آسفالت سنتی می شود. مقدار گوگرد مصرفی در اغلب موارد حدود ۳۰ درصد وزنی ماده را تشکیل می دهد. این ماده در حرارت بیش از ۱۳۰ درجه سانتی گراد غلظت کمتری در مقایسه با آسفالت سنتی دارد و این مسئله امکان آن را می دهد که در درجه حرارت کمتری آنها را مخلوط کرده و به صورت متراکم درآورند.
در فصل گرم ماده آسفالته SEA غلظت بیشتری نسبت به آسفالت سنتی دارد و در برابر شیار دادن چرخ اتومبیل ها و تغییر شکل ناشی از هوای گرم مقاومتر از آسفالت سنتی است. بعلاوه این گونه آسفالت ها نسبت به گازوئیل، سوخت های دیزلی و سایر حلال ها مقاومتر از آسفالت معمولی می باشند. در فاصله سالهای ۱۹۷۴ تا ۱۹۸۲ حدود ۱۵۰ مورد جاده با این ماده آسفالت شده است.
ب- ماده SAS ماسه -آسفالت-گوگرد (Sand-Asphalt-Sulphur)
در این مورد گوگرد را بمنظور بالا بردن کیفیت انبوهه خرده سنگها بکار می برند و با نام تجاری ترموپیو (Termopave) به بازار عرضه می کنند که ماده ای با کیفیت مطلوب ساختمانی است. دراین انبوهه جانشینی ماسه به جای خرده سنگ از نظر اقتصادی نسبتاً مهم می باشد. بعد از این که این ماده در جاده های کانادا آزمایش شد، در ایالات متحده آمریکا نیز مورد استفاده قرار گرفت.
ج- بازسازی آسفالتهای کنده شده
سالها برای تعمیر جاده ها و بزرگراهها لایه ای از آسفالت روی آسفالت پیشین می کشیدند که سبب پیدایش ناهمواری و فراز و نشیب، کاهش ایمنی در رانندگی و اختلال در جریان آبهای سطحی می شد. تخریب آسفالت پیشین و حمل مواد کنده شده نیز مستلزم صرف هزینه های بسیاری است. مواد کنده شده که معمولاًَ سخت و شکننده هستند با افزودن گوگرد شکل پذیر گشته و چسبندگی بیشتری می یابند و بنابراین می توان دوباره از همان آسفالت کنده و بازسازی شده استفاده نموده و راهها را آسفالت کرد.
تولید بتونهای گوگرد دار
این ماده آمیخته ای از گوگرد و دانه های ریز و درشت سنگ است که تا حدود ۱۴۰ درجه حرارت داده می شود و پس از سرد شدن به صورت یک ماده جامد ، سخت و بتون مانند در می آید. این ماده می تواند به عنوان بتون مصرف شود. این بتونها در مقایسه با بتون سیمان پرتلند مزایای زیادی دارد. اخیراً یک نوع بتون گوگردی با آمیختن نوعی ماده آلی (حدود ۳ تا ۵ درصد از ماده آلی) تهیه شده است که پس از ۳۰۰ بار یخ زدن و دوباره حرارت دیدن به صورت آزمایشی مقاومت خود را حفظ کرده است. این ماده در جاهایی که مصرف بتون سیمانی مناسب نمی باشد، بکار می رود مانند مکانهایی که خورندگی اسیدها و نمکهای قلیایی وجود دارد. مقاومت این ماده در برابر خوردگی سبب استفاده از آن به عنوان آستر تانکرها، سلولهای الکتریکی، تیکنرها و در عرشه کشتی ها، کف کارخانجات صنعتی و آزمایشگاهها و پوشش داخلی و خارجی لوله ها در ساخت دیواره جویهای خیابانها و به خصوص فاضلابها که مرتباً با مواد خورنده در تماسند، شده است. از بتون گوگردی (با ۷۰ درصد ماسه و ۳۰ درصد گوگرد خالص) بلوکها و پانل هایی به صورت پیش ساخته تهیه می کنند که از نظر هزینه و دوام با بتون برابری کرده و مزایای زیادی نسبت به آن دارد.
پوشش سطح دیواره ها :
در پوشش سطح دیوار انبارهای بتونی و برای نگهداری پتاس از گوگرد استفاده می شود. پیوستگی و عدم تخلخل دیوار بستگی به مقدار، نوع و شکل پذیری ماده ای دارد که سطح دیوار را می پوشاند.
شیشه ها و سایر فیبرها و بعضی پرکننده ها برای از میان بردن کاستی ها مناسب می باشند و ضمن اینکه مقاوم هستند ولی چسبندگی گوگرد را ندارند. پاشیدن لایه ای از گوگرد به صورت اسپری روی تپه ای که در حال ریزش بر روی جاده و یا محل کار می باشد از ریزش آن جلوگیری و تپه را از خطر فرسایش حفظ می نماید.
جانشینی برای ملات :
در ۱۹۶۰ (Encyclopedlia of chemical technology volume22)کاربرد گوگرد بجای آژند یا فلات در بین بلوکها و آجرها یا مصالحی مانند آنها که روی هم چیده می شوند، مورد بررسی و آزمایش قرار گرفت. نتیجه آن شد که پس از چیدن این مصالح ساختمانی بر روی هم با کاربرد گوگرد به عنوان آژند آنها دیواری یکپارچه و استوار ساخته شد. همچنین آمیخته ای از گوگرد و فیبر یا چیزهای دیگر را که حدود ۹۰ تا ۹۵ درصد وزنی آنها گوگرد بود ۱۲۰ تا ۱۵۰ درجه حرارت داده و به عنوان ملات بکار برده شد، که علاوه بر اینکه این دیوارها بلافاصله سخت و یکپارچه شدند در برابر آب نیز نفوذناپذیر گشتند. پس از این آزمایش نخستین ساختمان در محل سازمان پژوهش های آمریکا و پس از آن نیز ساختمان هایی در آمریکای جنوبی و آفریقا با این تکنیک ساخته شد.
تهیه ابر یا کف اسفنج:
گوگرد را می توان به صورت ابر درآورد که عایقی خوب و سبک وزن است و از اسفنج های ساخته شده از مواد آلی و سایر مواد عایقی که در ساختمانها مصرف می شوند، مناسب تر می باشد. بررسی ها نشان می دهند که استفاده از آن در ساختمان بزرگراه ها افزون بر به وجود آوردن عایق گرمایی به علت جلوگیری از نفوذ آب در آسفالت و بخار شدن بعدی آن، از تشکیل مه در روی جاده ها نیز جلوگیری می نماید.
تزریق گوگردی :
تزریق گوگردی در چرخهای تراش و سری تراش ها و ساینده ها قدرت آنها را بالا برده و به روانی و خنک ماندن آنها در موقع تراشیدن اشیاء کمک می کند. این چرخها برای تراشیدن مواد سخت مانند فولاد ضدزنگ، برنج، برنز و نیکل بسیار مناسب می باشند.
چرخ تراش هایی که در آنها گوگرد تزریق شده، سریع تر می برند و مانع جوش خوردن خرده فلزها می شوند. در کارهای سخت مانند تراش چرخ دنده ها یا تراش هایی که به آنها گوگرد تزریق شده است ۴ تا ۸ برابر بیشتر از چرخ تراش های معمولی است.
گوگرد اگر در کاشی تزریق شود از جذب آب توسط آن جلوگیری نموده و مقاومت کاشی را در برابر یخ زدن بالا می برد. بنابراین کاشی هایی که در سطح خارج ساختمانها مانند کف، پشت بام ها و ورودی ها بکار می روند بهتر است با تزریق گوگردی ساخته شوند.
پژوهندگان انستیتوی شیمی کاغذ ( Institute of paper chemistery) اعلام کردهاند که مقواهایی که با تزریق گوگردی تهیه می شوند، برای مصرف مکرر در منزل مناسب هستند.
ظروف مقوایی موجدار نیز در صورتی که در آنها گوگرد تزریق شده باشد، برای جابه جا شدن در کانتینرها خیلی مناسب می باشند. این ظرفها در برابر ضربه مقاوم بوده و ایستادگی خود را در برابر گرما و همچنین رطوبت حفظ می نمایند. حال آنکه جعبه مقواهای معمولی در مقابل رطوبت و گرما حدود نیمی از مقاومت خود را از دست می دهند.
تولید ابریشم مصنوعی و فیلم :
در حدود ۳ درصد گوگرد در ابریشم مصنوعی و فیلم کاربرد دارد مانند پارچه های ابریشمی، نخ اطراف تایر و فیلم های عکاسی.
استفاده از گوگرد در لیچینگ
برای حل و فرو نشست اورانیوم از کانسنگ از اسید سولفوریک استفاده مینمایند. بطوریکه در ایالات متحده حدود ۶% گوگرد مصرفی در این صنایع بکار میرود.
در مورد مس از اسید سولفوریک برای جداسازی آن از کانسارها و سنگهای کم عیار و باطلههای کارخانجات پر عیارسازی و آرایش مواد معدنی استفاده مینمایند. این مواد بیشتر به صورت کربنات و سیلیکات بوده و قابل عمل بورش فلوتاسیون و جزء آن نمیباشند. معمولا اسید سولفوریک مورد نیاز را نیز بصورت فرآورده فرعی از کورههای ذوب مس تهیه میکنند.
دیسولفور دیکلرید:
کاتالیزور و برای کلردار کردن اسید استیک، جوش لاستیک، پیشماده شیمیایی.
دیکلرید گوگرد:
واکنشهای سولفیده کردن و کلردار کردن، پیشماده کلرید تیونیل.
تیوسولفات سدیم:
عکاسی، ماده ضدکلردار شدن در طرحهای سفیدکننده.
دیاکسید گوگرد:
پیش ماده مواد شیمیایی گوگرددار مانند سولفیتها، سولفیت هیدروژن، تیوسولفیتها، دیتیونیتها، نمکهای اسید هیدروکسی آلکان سولفنیک، ساخت سلولز، کانهآرایی کانه منگنز، برطرف کردن ناخالصیهای گوگرد از روغنهای معدنی، تصفیه آب، حفظ مواد غذایی.
هیدروسولفید آمونیوم:
عکاسی و پارچه بافی.
سولفات باریم:
رنگ، لاستیک، جوهر، کاغذ عکاسی، خوراک باریم در X-Ray، داروسازی.
کلسیم هیدروژن سولفیت:
تولید سلولز گوگردی
سولفید هیدروژن:
جوش لاستیک مصنوعی، پیش ماده شیمیایی.
پنتاسولفید فسفر:
افزودن روغن، لاستیک، ماده شناورسازی، حشرهکش.
سولفیت سدیم:
ماده کاهنده، تولید تیوسولفاتسدیم، ماده ضداکسیدان محلول عکاسی، ماده ضد کلردارشدن در کاغذ و پارچه، حفظ مواد غذایی، تصفیه آب جوش.
اسید سولفوریک:
مهمترین ماده شیمیایی غیرآلی است که مصرف میشود (بدلیل افزایش مقدار و محصولات کشاورزی و کیفیت آنها) و دفع آفات. دیگر کاربردهای آن در حشرهکش، اکسید کردن فلزات، تبدیل نمکهای نامحلول، سولفیدها، کربناتها و سیلیکاتها به ترکیبات محلول (شستشوی کانههای مس و اورانیوم، متالوژی، فرآوری کانیها). اکسید کردن و برطرف کردن مواد آلی و قیر از نفت، کاتالیزور در آلکالی کردن ایزوآلکانها و در تصفیه پارافین خام. برای واکنش با ترکیبات آمونیاک و تولید اسید سولفوریک.
بیش از ۸۵ درصد از گوگرد تولیدی جهان به مصرف تهیه اسید سولفوریک می رسد که از این بین :
•در حدود ۵۰ درصد اسید سولفوریک در تهیه کود شیمیایی مصرف دارد که همین مطلب، اهمیت گوگرد را در کشاورزی بخوبی نشان می دهد. از گوگرد به منظور بهبود کیفیت خاک، بی رنگ کردن میوه های خشک و همچنین به عنوان حشره کش نیز استفاده می کنند.
• نزدیک به ۶ درصد اسیدسولفوریک در تصفیه نفت به کار می رود.
• در کاغذسازی و پلاستیک سازی نیز در حدود ۲ تا ۳ درصد اسید سولفوریک مصرف می شود.
•۵ درصد از اسیدسولفوریک تولیدی برای تهیه اکسید تیتان از ایلمنیت استفاده می شود.
• حدود ۳۰ درصد اسیدسولفوریک جهت تولید انواع فرآورده های شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرد.
•در جداسازی مس با عیار کم و همچنین استخراج اورانیوم نیز اسیدسولفوریک به کار گرفته می شود.
سولفات آنتیموان:
انفجار
سولفات باریم:
رنگدانه
سولفات لیتیم:
داروسازی
سولفات منیزیم:
نمک اسپون، رنگبری، انفجار، کود
سولفات نیکل:
کاتالیزور، ورقه کردن نیکل، منسوجات
سولفات سدیم:
خمیر کردن شیمیایی چوب، کاغذ کرافت، شیشه، سرامیک، دباغی، ذوب نیکل.
سولفات منگنز:
افزودنی غذای حیوانات، کود، ضد قارچ، رنگبری، پارچه، مواد شیمیایی حدواسط منگنز.
سولفات روی:
آنیلین بلک، رنگآمیزی سرامیک، نگهدارنده.
استانداردها:
گوگرد خام یا سنگ گوگرد، به صورت مایع یا جامد حداقل ۵۵/۹۹% عنصر گوگرد دارد. برای جلوگیری از آلودگی گوگرد به گرد و غبار آن را به صورت کپسول یا پولک مانند درآورده و حمل میکنند. تنها ناخالصی معمول گوگرد، کربن موجود در هیدروکربنها است. گوگرد سیاه میتواند تا ۳/۰% کربن داشته باشد. اسید سولفوریک بر پایه ۱۰۰% خرید و فروش میشود (۶۹/۳۲% =S) ولی به صورت ۹۳% حمل ونقل میشود مانند اسید ۹۸% یا تریاکسید گوگرد محلول در اسید سولفوریک (اولئوم.
انواع درجات آن شامل معمولی (۵/ ۹۳%= H2SO4، الکترولیت (۵/۹۳%= H2SO4)، آهن آن میبایست کمتر از ۳۰ppm، نیترات کمتر از ۳ppm ، جیوه کمتر از ۵/۰ ppm و آرسنیک کمتر از ۵/۰ ppm.
بازیافت:
گوگرد کانی بازیافت شده نهایی است. بازیافت گوگرد، نوسازی اسید و گوگردزدایی از گازهای آلوده و مقادیر زبالههای گوگرد تولید میکند که میتواند به بازار بازگردانده شود. بازگرداندن آن به طبیعت گزینه هزینه بری است که در بیشتر مناطق جهان جاذبه کمتری دارد.
بیشترین مقدار گوگرد از گاز طبیعی و نفت خام به دست می آید. بازیابی به صورت گوگرد خالص و اسید سولفوریک است.
میزان بازیابی گوگرد از گاز طبیعی و نفت خام از ۵/۰ میلیون تن در سال ۱۹۵۰ به ۵/۲ میلیون تن در سال ۱۹۶۰ و به ۱۵ میلیون تن در سال ۱۹۷۲ افزایش داشته است ( در حدود ۱۱ میلیون تن آن از گاز طبیعی و ۴ میلیون تن آن از نفت خام به دست آمده است.
زغال سنگ حاوی پیریت و مارکازیت است. گوگرد درکوره های تهیه کک به صورت اسید سولفوریک جدا می شود.