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| プロセスタイプ | 抽出 |
|---|---|
| 産業部門 | 鉱業 |
| 主な技術またはサブプロセス | 溶融 |
| 製品） | 硫黄 |
| 発明年 | 古代 |
シチリア法は、地下の鉱床から硫黄を抽出する最初の方法の1つでした。これは、フラッシュ法に取って代わられるまで、元素鉱床から硫黄を回収する唯一の工業的方法でした。[1] 19世紀後半まで、世界の硫黄のほとんどはこの方法で採取されていました。[2]
最も基本的な形態では、鉱石を山に積み上げて点火する。半純粋な硫黄が流れ落ち、固まった塊は下層に集められる。19世紀にフラッシュ法に取って代わられるまで、硫黄生産の中心地であったことからこの名が付けられた。[3] [4]
歴史
硫黄は硫黄（燃える石）としても知られ、漂白剤、宗教儀式用の香、殺虫剤、接着剤など様々な用途がある。ローマ人は花火や武器を作るのに硫黄を使っていた。シチリアの工業用硫黄は地下約200メートルの深部にある中新世の堆積岩から採取される。[5] [6]
19世紀半ばまでに、シチリアは世界の生産量の4分の3を生産しました。シチリアでの採掘は非常に簡単で、地表近くで行われました。地元の賃金は低く、低賃金の子供たち（カルス- 鉱山少年）が使用されました。シチリアは海上輸送も容易でした。シチリアの経済は主に農業で、硫黄鉱山の存在がそれを支えていました。しかし、硫黄の採掘は国に深刻な環境的困難をもたらしました。[7]
1912年までに、米国は硫黄の世界生産量でシチリアを追い抜いた。テキサス州とルイジアナ州には硫黄の大規模かつ安定した鉱床があり、燃料費も安く、大量の水も必要だったため、新たに発明されたフラッシュ法は経済的であった。[5]
第二次世界大戦後、シチリア島の鉱山のほとんどは閉鎖された。[8]
プロセス
硫黄鉱石は浅い鉱山から手作業で運ばれ、火の穴に置かれました。石は加熱され、硫黄を他の元素から分離します。しかし、この方法は、かなりの部分が溶けるのではなく燃焼するため、比較的非効率的です。また、二酸化硫黄による汚染も大量に発生します。[9]
硫黄は融点が115℃（239℉）で、加熱すると溶けて重力で下に流れ落ちます。熱源から離れると再び固まり、回収されます。得られる硫黄は純度があまり高くありません。[8]
シチリア方式は 4 段階の改良を経て、最初の 2 つの方式がシチリアで主に使用されました。
カルカレル
カルカレルは最も基本的な方法だった。溝に約10平方フィート（0.93 m 2 ）の鉱石を積み上げ、その底を強く叩いて下向きに傾斜させ、溶けた硫黄が底に流れるようにした。積み上げが高くなるにつれて、最も重要な破片を底に積み上げ、小さな破片を上に積んだ。この積み上げに火をつけ、3日目にはモルト（死んだ鉱石）と呼ばれる開口部から溶けた鉱石が流れ始めた。中心の鉱石は外側よりも溶け、外側は酸化した。[8]収率は6％ほどに低くなることもあった。[10]
これは非常に汚染の多い方法で、あまり効率的ではありませんでした。生成物の多くは破壊され、おそらく炉に入る硫黄の総量の1/3しか得られませんでした。天候によっては、このプロセスに数日かかることもありました。風に面した側は溶けるよりも燃える傾向があり、冬場の効率は低かったです。[10] [11]
この時代遅れの技術は、大量の二酸化硫黄やその他の化合物を生成し、労働者、農業、そして周囲の環境の健康に非常に有害であるという欠点があった。これらの原始的な施設は、居住地域から少なくとも3キロメートル（1.9マイル）離れた場所に設置する必要がありました。[12] 1870年にはシチリア島に約4,367のカルカレッレがありました。[10]
カルカロニ
カルカロニ法はより成功し、効率的な方法であったため、1850 年頃からカルカレル法に取って代わりました。
労働者は傾斜地に円形の石壁を建てた。正面には高さ4～6フィート、幅2フィートのモルト（死の穴）または出口があり、その上に作業員用の木製のシェルターが建てられている。カルカロニには約6英トン（6.1 t）の鉱石が積まれている可能性がある。これらは10年間はもつ。最初の層には最も大きな鉱石が選ばれ、鉱石の間には隙間が空けられ、塊の大きさは高さが増すにつれて徐々に小さくなっていった。約2フィート（0.61 m）間隔の狭い溝は、空気が熱を下へ運ぶために残されている。全体は以前の作業からの廃棄物の層で覆われている。[10]内部の床は約10度傾斜しており、底部で終わっている。[8]硫黄はゆっくりと下方に溶け、傾斜した床から集められ、出口に向かって流れていく。モルトが開かれると、硫黄は冷えてバラテと呼ばれるインゴットになった。[8] このプロセスでは一度に約2000立方メートルの鉱石を処理し、プロセスは約20〜30日間続きました。 [8]
汚染物質や損失の数は大幅に少なかったものの、カルカロニは相当量の鉱物廃棄物を生産した。加熱工程に必要な硫黄を燃焼させたため、その収率はわずか50%程度にとどまり、これも環境汚染を引き起こした。[8]
ドッピオーニ
ドッピオーニ（またはドッピオーネ）はイタリア語で「二重」を意味する。2つの素焼きの容器がパイプで接続され、労働者は容器の1つを加熱し、その中に硫黄石を入れた。硫黄は蒸発し、パイプを通って冷却され、鋳型に注がれた。これは溶解というよりも蒸留のプロセスであった。このプロセスは、硫黄以外の燃料を加熱するために必要だったため、ロマーニャなどのイタリアの他の地域でも使用されていたが、シチリアにはそれがなかった。[10]
ギル窯
ギル窯は 1880 年に開発された連続炉で、発明者であるエンジニアのロベルト ギルにちなんで名付けられました。一連のチャンバーを使用して次のチャンバーを予熱し、点火します。各チャンバーには、溶融硫黄を移動するためのいくつかの開口部がある床があります。各開口部は、異なるタイミングで硫黄のショットを移動させ、少量の硫黄を処理できるようにします。導入には費用のかかるシステムでしたが、空気中に放出されるガスや汚染物質の多くも削減しました。収率は 60% を超えました。[8]
交換
シチリアの方法は、1894年以降、徐々にフラッシュ法、つまりアメリカの方法に取って代わられていった。労働者はパイプを通して蒸気を過熱し、地中の硫黄を溶かして、地中に湧き出る硫黄を抽出した。この方法により、より純粋な硫黄が得られ、労働者の数も少なく、廃棄物も少なくて済んだ。この方法は大量の真水と燃料を必要としたため、水不足のシチリアでは採用されなかった。[13] [10]
参照
参考文献
- ^ Alden P. Armagnac (1942年12月). 「奇妙な鉱山で硫黄が採掘される」. Popular Science . Popular Science Publishing Co. 2016年4月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。2019年2月4日閲覧。
- ^ 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 。それは単純ではありますが、環境に配慮したプロセスではありませんでした。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。
- ^ 「硫黄についてもっと知る - はじめに」。硫黄研究所。2019年2月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。2019年2月5日閲覧。
- ^ グレイ、CW（1920）。化学の基礎。p.76。
- ^ ab イングラハム、ジョン L. (2012 年 5 月 7 日)。微生物の行進。ISBN 9780674054035。
- ^ハント、ウォルター・フレデリック（1915 年）。「シチリア島の硫黄鉱床の起源」経済地質学。10 （6）：543–579。doi ：10.2113/gsecongeo.10.6.543 。
- ^ モルミノ、ヴィンチェンツォ。「シチリア島の硫黄」。2018年6月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。2019年2月4日閲覧。
- ^ abcdefgh クトニー、ジェラルド（2013年9月30日）。硫黄。歴史、技術、応用、産業（第2版）。ISBN 978-1-895198-67-6。
- ^ Notizie sullo zolfo di Sicilia ei suoi trattamenti 2015 年 9 月 24 日にWayback Machineにアーカイブ。
- ^ abcdef LOCK. 、 WARNFORD（1885年2月）。「硫黄とその抽出」。ポピュラーサイエンスマンスリー。26 ：482–495。
- ^ マイヤー、ビート（2013年9月11日）。硫黄、エネルギー、環境。pp.173–175。ISBN 9781483163468。
- ^ La calcarella 2018年5月21日アーカイブ、Wayback Machineにて。
- ^ “硫黄、生産の歴史”. 2019年2月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。2019年2月4日閲覧。