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| プロセスタイプ | 過熱水 |
|---|---|
| 産業部門 | 鉱業 |
| 製品） | 硫黄 |
| 発明家 | ハーマン・フラッシュ |
| 発明年 | 1894 |
フラッシュ法は、硫黄の低い融点を利用して地下の鉱床から硫黄を抽出する方法です。元素鉱床から硫黄を回収する唯一の工業的方法です。[1] 20世紀後半まで、世界の硫黄のほとんどはこの方法で得られていましたが、その後、石油やガス源から硫黄を回収することがより一般的になりました（クラウス法を参照）。
フラッシュ法では、過熱水を硫黄鉱床に注入し、硫黄を溶かして抽出します。フラッシュ法では、約99.5%の高純度硫黄を生産することができます。[2]
歴史
フラッシュ硫黄法は、不浸透性層の間に閉じ込められた浸透性岩石層に硫黄が含まれる岩塩ドームまたは層状蒸発岩堆積物で最も効果的です。炭化水素の存在下での無水石膏または石膏の細菌による変質により、硫黄サイクルで石灰岩と硫化水素が生成されます。その後、硫化水素は浸透水または嫌気性硫黄還元細菌の作用により硫黄に酸化されます[3] [4]
1867年、ルイジアナ州カルカシュー教区の岩塩ドームのキャップロックに硫黄が見つかったが、そこは流砂の下だったため採掘はできなかった。1894年、ドイツ生まれのアメリカ人化学者ハーマン・フラッシュ（1852-1914）は、流砂を迂回するパイプを使ったフラッシュ法という硫黄除去法を考案した。[5]これは、非効率で汚染の多いシチリア法に代わるものである。この方法は、1894年12月24日に初めて溶融硫黄が地表に引き上げられたことで成功を収めた。この方法を利用するため、1896年にユニオン・サルファー・カンパニーが設立された。しかし、水を加熱するために必要な燃料費が高額だったため、この方法は経済的ではなかったが、1901年にテキサス州でスピンドルトップ油田が発見され、安価な燃料油がこの地域に提供されるようになった。[6] フラッシュ法は、 1903年にルイジアナ州サルファー鉱山で経済的な生産を開始した。 [3]
フラッシュの特許が失効すると、この方法は米国のメキシコ湾岸の同様の岩塩ドーム硫黄鉱床に広く適用された。2番目のフラッシュ法鉱山は1912年にテキサス州ブラゾリア郡で開設された。20世紀初頭から中期にかけて、メキシコ湾岸は世界の硫黄生産を支配するようになった。[7] しかし、1970年代から、石油や天然ガスからの副産物硫黄の回収により硫黄の価格が下がり、多くのフラッシュ法鉱山が廃業に追い込まれた。米国最後のフラッシュ硫黄鉱山は2000年に閉鎖された。[8]イラクのフラッシュ鉱山は、米国のイラク侵攻により2003年に閉鎖された。
フラッシュ法は現在でもメキシコ、ウクライナ、ポーランドの硫黄鉱床の採掘に使用されています。
プロセス
フラッシュ法では、3本の同心円状の管が硫黄鉱床に導入される。最も外側の管から過熱水（165℃、2.5～3MPa）が鉱床に注入される。硫黄（融点115℃）が溶けて中央の管に流れ込む。溶融硫黄は密度が高いため、水圧だけでは硫黄を地表に押し出すことができないため、最も内側の管から熱風を導入して硫黄を泡立て、密度を下げて地表に押し出す。[1]
得られた硫黄は非常に純粋（99.7 - 99.8%）である。この状態では、色は淡黄色である。有機化合物で汚染されている場合は、色が濃くなることがある。さらなる精製は経済的ではなく、通常は不要である。この方法を使用して、米国は1989年に389万トンの硫黄を生産し、メキシコは1991年に102万トンの硫黄を生産した。 [1]
フラッシュ法は、深さ50～800メートルの鉱床に使用できます。1トンの硫黄を生成するには3～38立方メートルの過熱水が必要であり、それに伴うエネルギーコストは相当なものです。[1]教室で使用できるフラッシュ法の実用的デモンストレーションモデルが発表されています。[9]
参考文献
- ^ abcd Wolfgang Nehb 、 Karel Vydra。「硫黄」。Ullmann 's Encyclopedia of Industrial Chemistry。Weinheim : Wiley-VCH。doi : 10.1002/14356007.a25_507.pub2。ISBN 978-3527306732。
- ^ 硫黄研究所。「硫黄入門」。Wayback Machineに2016年3月12日アーカイブ、2011年1月17日にアクセス。
- ^ abc Ober, Joyce (2002). 硫黄の物質フロー、USGSオープンファイルレポート02-298 (PDF)。米国内務省、USGS。pp. 12–13。
- ^ ab ヘインズ、ウィリアムズ (1959)。『ブリムストーン、燃える石』プリンストン：D. ヴァン・ノストランド社、pp. 4-5、54。
- ^ 「訃報 - Herman Frasch、Paul LV Héroult」. Industrial & Engineering Chemistry . 6 (6): 505–507. 1914. doi :10.1021/ie50066a024.
- ^ D'Arcy Shock (1992)。「Frasch 硫黄採掘」（Google ブックスの抜粋）。中小企業鉱山工学ハンドブック。鉱業冶金探査協会。p. 1512。ISBN 9780873351003。
- ^ テキサスオンラインハンドブック：硫黄産業、2009年2月20日にアクセス。
- ^ Joyce A. Ober (2002)「硫黄の物質フロー」、米国地質調査所、オープンファイルレポート02-298、p.12、PDFファイル、2009年2月20日閲覧。
- ^ Lebowitz, Samuel H. (1931). 「硫黄採掘のためのFraschプロセスの実証作業モデル」J. Chem. Educ. 8 (8): 1630. Bibcode :1931JChEd...8.1630L. doi :10.1021/ed008p1630.
さらに読む
- ハーマン・フラッシュ (1912)。「パーキンス賞受賞式 - 受賞スピーチ」。インダストリアル・エンジニアリング・ケミストリー。4 (2): 134–140。doi : 10.1021/ie50038a016。
- ハーマン・フラッシュ (1918)。 「ハーマン・フラシュの肖像画の公開」。工業および工学化学。10 (4): 326–327。土井：10.1021/ie50100a038。
- サルファーの歴史（ルイジアナ州サルファー）
- スチュアート・ブルチー (1960)。「ブリムストーン、燃える石：ウィリアムズ・ヘインズによるフラッシュ硫黄産業の物語」。経済史ジャーナル。20 (2): 326–327。JSTOR 2114864 。
- ウォルター・ボッチ (2001)。 「Chemiker、Techniker、Unternehmer: Zum 150. Geburtstag von Hermann Frasch」。Chemie in unserer Zeit。35 (5): 324–331。土井:10.1002/1521-3781(200110)35:5<324::AID-CIUZ324>3.0.CO;2-9。
外部リンク
- アルデン・P・アルマニャック（1942 年 12 月）。「奇妙な鉱山で硫黄が採掘される」。ポピュラーサイエンス。ポピュラーサイエンス出版会社。（フラッシュプロセスの説明）