硫磺晶体
1、性能
分子式S8,相分子质量256.512. 黄色或浅黄色无定形或结晶性粉末或块状固体。有结晶形和无定形两种,结晶形硫磺主要有a-硫和B-硫两种同素异构体。-硫(斜方硫)的熔点128℃,相对整度2.0(20℃),折射率1.957;B-硫(单斜硫)的熔点19.25℃,相对密度19(20℃),折射率2.08:y-5硫(无定形硫)的熔点约120℃,相对密度+.。沸点446燃点3℃,不溶于水,易溶于二硫化碳、四氯化碳和苯,稍溶于乙醇和乙醚。无定形硫主鑒是弹性硫,是将熔融硫迅速注入冷水中而得,不稳定,很快转变为a-硫。在95.6℃下稳定的是a-硫,95.6℃以上稳定的是B-硫。工业上使用较多的是硫磺粉和不溶性硫磺( insoluble sulfur)。硫磺燃烧时生成二氧化硫,可与大多数金属反应生成硫化物。
2.生产原理
将硫铁矿与煤、碳石灰石及石英混合后加入高炉,经焙烧、熔融、冷却、结晶制成硫磺块,或在沸腾炉中硫铁矿通过白煤、煤粉或煤气还原得到硫磺块。将硫磺块在150-160℃下C熔化,并经过去渣、除酸后,冷却、粉碎,即得到硫磺粉。
3.工艺流程
空气 白煤
黄铁矿一粉碎一焙烧一气体除尘一还原一转化一冷凝一硫雾捕集→硫磺块→熔化精制一冷却一粉碎→成品
4.生产工艺
将黄铁矿(也称硫铁矿)先用破碎机破碎,再粉碎成精矿粉,经螺旋加料器加入沸腾焙烧炉,与鼓入的空气混合燃烧,控制温度在950℃左右,炉气出口温度为750℃,沸腾层的风速1.5~2.0m/s。炉气中的二氧化硫浓度在11%-14%为宜。炉气从焙烧炉进入除尘器除去炉气中的矿尘,先经两级旋风除尘,再经串联的两个例管式除尘,进入电除尘器的气体温度在340-380℃之间,出管口温度约200℃。含尘为20-70mg/m3。再与被加热的空气混合进入还原炉中的混合气体含SO2为8%-12%,与加入的白煤(或通入的半水煤气)进行还原反应,再经转化器、冷凝器、泡罩塔后放空。液态硫冷凝器、泡罩塔放出,经过滤、冷凝即得到硫磺块。废气排空。
将硫磺块投入熔融精制锅中,于150-160℃下熔化,待硫磺或天然硫磺矿熔融,继续升温,接近沸腾时,硫磺大量升华。升华的硫磺气导入一系列的密闭室内,迅速冷却至90℃以下,凝成细粉状的硫磺。待锅内的硫磺升华近于完全时,将残留的褐色黏稠液体趁热放出,同时将制得的升华硫磺粉迅速出料,即得到硫磺粉成品。
说明:①每100kg硫磺约消耗3600kg硫铁矿。
②不溶性硫磺制法:将硫磺粉加热至沸腾,倾于冷水中急冷,生成透明的无定形弹性硫磺,即为不溶性硫磺,也可将过热硫磺蒸气用惰性气体稀释,喷在冷水雾中冷却至9℃以下制得,或将硫磺块溶于氨中立即喷雾干燥,制得不溶性硫磺。
③胶体硫制法:胶体硫又称高分散性硫磺,平均粒径为1~3μm,沉降速度慢。分散均匀。通常将硫磺粉与分散剂一起投入球磨机中或者胶体磨中,进行研磨。一直磨至平均径达到要求后,成为硫磺的糊状即为胶体硫。
5.用途
硫磺粉是橡胶的主罗的硫化剂。它在胶料中的溶解度随胶种而异。室经易溶于天然胶,丁苯胶,较难溶于有规立构丁二橡胶和丁腈橡胶。使用不溶性硫可避免胶料喷硫,也不易产生早期硫化,并使胶料保持较好的黏性,不溶性硫常用
作特殊橡胶制品的硫化剂(促进剂-欧文新材料)。与某些促进剂如促进剂M的配用,会增加喷硫现象。为防止未硫化橡胶的喷硫,硫磺宜在低温下混入。在加硫磺之前加入软化剂,掺入再生胶、槽法炭黑功,以硒代替部分硫磺,均能减少喷硫现象。采用不溶性硫也是消除喷硫的主要方法。胶体硫可用作乳胶制品的硫化剂。在软质橡胶中,一般用量为0.2%~0.5%,硬质胶中用量可达25%~40%,硫磺常用于生产硫酸、亚硫酸、硫化物、二硫化物、二硫化碳、黑色火药、杀虫剂、药物等。