Сера - ценный сырьевой ресурс Туркменистана

Анонс:

О сере рассказывает эксперт Аллаберды ИЛЬЯСОВ, доктор технических наук.

Сера - ценный сырьевой ресурс Туркменистана

Недра Туркменистана богаты ­сырьевыми ресурсами, задействованные практически для всех отраслей национальной экономики. Одним из продуктов газохимической отрасли, на который в мире всё больше увеличивается спрос, является сера, и среди потенциальных покупателей этого химического элемента являются иностранные компании из Российской Федерации, Швейцарии, Афганистана и других стран.

Месторождение в Магданлы

Большие скопления самородной серы встречаются не так уж часто. Более всего она присутствует в некоторых рудах. Руда самородной серы – это порода с вкрапления­ми чистой серы. В нашей стране крупное месторождение серы находится близ города Магданлы Лебапского велаята, до 2002 года назывался Говурдак. Старое название города переводится как серная гора («говур» – сера, «даг» – гора). Кстати, в Магданлы было открыто месторождение целестина. Крупное промышленное месторождение серы в конце ХХ века отрабатывалось карьерами и методом ПВС (подземная выплавка серы).

Впервые геологическое описание месторождения сделано в 1927 году учёным-геологом А.В.Дановым. В период 1929–1935 гг. проведён значительный объём геологоразведочных работ. Образование месторождения связывается с биохимическими процессами в осадках лагунного типа при отложении гипса, ангидрита, галита, мергеля и известняка. Сера сформировалась путём восстановления сульфата при участии анаэробных бактерий, активизировавшихся при наличии углеводородов. Этот биологический процесс приводил к образованию сероводорода, который затем окислялся в приповерхностных условиях с выделением самородной серы, осаждавшейся на дно в виде тонких слоек и рассеянной вкраплённости.

Фактор устойчивого спроса

Сера – один из важных и крупнотоннажных видов химического сырья. Она находит широкое применение при синтезе многих продуктов (серная кислота, красители, сероуглерод и др.) и получении различных веществ и материалов (резина, целлюлоза, удобрения, присадки к маслам и др.) Ценные специфические свойства серы – гидрофобность, бактерицидные и связующие свойства, низкая токсичность – делают её высокорентабельным продуктом на мировых рынках.

Мировой спрос на серу будет устойчиво расти на горизонте до 2036 года, который составит где-то порядка одного процента в год. В результате в середине 30-х годов мировой спрос на серу в год увеличится более чем на 10 млн тонн и составит где-то около 78 млн тонн. Интересен тот факт, что примерно две трети всего этого прироста будет давать использование серы, а точнее серной кислоты, в производстве фосфорной кислоты, которая является одним из основных компонентов при производстве фосфорных удобрений.

С античности до наших дней

Сера в самородном состоянии, а также в виде сернистых соединений известна с древнейших времён. С запахом горящей серы, удушающим действием сернис­того газа и отвратительным запахом сероводорода человек ознакомился, вероятно, ещё в доисторические времена. Именно из-за этих свойств сера использовалась жрецами в составе священных курений при религиозных обрядах. Сера считалась произведением сверхчеловеческих существ из мира духов или подземных богов. Очень давно сера стала применяться в составе различных горючих смесей для военных целей.

Около VIII в. китайцы стали использовать её в пиротехнических смесях, в частности, в смеси типа пороха. Горючесть серы, лёгкость, с которой она соединяется с металлами с образованием сульфидов (например, на поверхности кусков металла), объясняют то, что её считали «принципом горючести» и обязательной составной частью металлических руд. В период арабской алхимии возникла ртутно-серная теория состава металлов, согласно которой сера почиталась обязательной составной частью «отцом» всех металлов.

Элементарную природу серы установил французский естествоиспытатель, основатель современной химии Антуан Лоран Лавуазье в своих опытах по сжиганию. С появлением пороха в Европе началось развитие добычи природной серы, а также разработка способа получения её из пиритов. Таким образом, точное время открытия серы не установлено, но этот элемент использовался ещё до нашей эры.

Триединство серы

Многие свойства серы, а следовательно, и области применения зависят от способа получения, формы серы, от содержания примесей и условий хранения. Известные формы серы можно разделить на три основные формы – комовая, гранулированная и жидкая. Комовая сера имеет простую технологию приготовления, состоящую из разлива и затвердевания жидкой серы на бетонированной площадке с последующим взламыванием блоков серы высотой до 3 м, укладкой штабелями и погрузкой на транспорт.

Гранулированная сера, хотя и требует специальной техники получения, относится к разряду более предпочтительных форм. Среди её достоинств – удобство и безопасность при хранении и транспортировке (любым видом транспорта), низкие потери, улучшение санитарно-гигиенических условий труда и культуры производства. Варьирование технологических приёмов гранулирования (воздушное, в кипящем слое, водяное) позволяет регулировать размеры от 0,5 до 6 мм и форму гранул (зёрна, окатыши, капсулы, шарики и др.). Считается, что лучшей геометрической формой хрупкой твёрдой серы является сферическая, отличающаяся наиболее благоприятным соотношением массы и объёма и наибольшей прочностью (наименьшая возможность срабатывания эффекта рычага, увеличивающего разрушающие силы).

Жидкая сера пользуется большим спросом как первичная форма, имея в виду базовое производство (способ Клауса) и приготовление из неё других форм. Особенно это касается крупнотоннажных потребителей и перевозки на сравнительно небольшие расстояния (до 800–1000 км), когда затраты энергии на поддержание серы в расплавленном состоянии меньше, чем при её плавлении на месте потребления. Значительные капиталовложения и энергетические затраты, связанные с хранением, транспортировкой, разгрузкой жидкой серы, а также с проблемой накопления статического электричества в процессе транспортировки, компенсируются высокой чистотой продукта, невозможностью его загрязнения, отсутствием потерь и высокой культурой производства. Помимо трёх вышеуказанных форм серы существуют и другие выпускные формы, имеющие или ограниченное применение, или играющие важную роль в получении специальных видов серы.

Деловая предприимчивость

Сегодня мировые нефтегазовые компании продают серу производителям фосфорной кислоты и удобрений. В условиях резкого роста спроса на фосфорные удобрения и соответственно серу её реализация становится гораздо более выгодной для нефтегазовой компании, нежели переработка в другие продукты. Подобная ситуация сложилась в 2015 и 2023 годах, когда мировые цены на серу значительно выросли. Помимо устоявшихся сегментов потребления серы существуют и развивающиеся крупнотоннажные сегменты – материалы для строительства. Это прежде всего серно-битумное вяжущее для асфальтобетонных смесей, асфальтобетонные смеси на серно-битумном вяжущем и так далее.

По данным «US Geological Survey», в 2023 году объём мирового производства цемента вырос, соответственно и амплитуда потреб­ления битума для дорожного строительства выросла в разы. В настоящее время указанные сегменты можно рассматривать только в качестве потенциальных конкурентов строительного серного вяжущего, поскольку рынок сбыта для последнего находится на ранней стадии зарождения.

Конкретный сегмент в строительстве

В долгосрочной перспективе одним из факторов, стимулирующих спрос на серу в сфере строительства, может стать повышение цен на энергоносители. Высокая энергоёмкость процесса производства клинкерного цемента определяет высокую долю энергозатрат в его себестоимости. По различным оценкам, производство бесклинкерного цемента с использованием альтернативных технологий позволяет снизить его себестоимость в 2–3 раза.

При рассмотрении указанных сегментов в ракурсе способов переработки серы нефтегазовой компанией следует выделить опыт компании «Shell», которая является крупнейшим поставщиком серы в Канаде. В свою очередь доля Канады в мировом экспорте серы достигает 16 процентов. Компания «Shell» разработала «Shell Thiocrete» и «Shell Thiopave». «Shell Thiocrete» является вяжущим на основе серы. Поставка материала осуществляется в форме жидкости или гранул. По утверждениям компании, технология производства «Shell Thiocrete» является уникальной разработкой, позволяющей предложить строителям новое вяжущее по конкурентоспособной цене. Следует выделить возможность переработки «Shell Thiocrete» через дробление, нагрев и формовку.

Главенство в агрохимии

Другой областью потребления серы и серной кислоты является агрохимия. На 90 процентов под агрохимией понимаются средства защиты растений – фунгициды, гербициды, инсектициды и прочие. По разным оценкам, мировой рынок средств защиты растений составляет от 3 до 4 млн тонн. Наиболее применимым в сельском хозяйстве серосодержащим соединением является сульфат аммония. Это азотно-серное удобрение с химически-нейтральным составом (24 процента серы и 21 процент азота). Серные удобрения могут вноситься в элементарном виде и в виде соединений, они позитивно влияют на процессы метаболизма растений. Существует ряд культур, который особенно требователен к сере, – это рапс, гречиха, капуста, пшеница, а также сахарная свёкла, картофель, кормовые культуры.

В настоящий момент на территории Туркменистана производится достаточное количество аммиачной селитры. Для эффективного выхода на сельскохозяйственный рынок необходимо развитие новых эффективных технологий подкормки и новых видов удобрений, так как сульфат аммония хоть и является универсальным удоб­рением, но не лишён недостатков. Прежде всего недостатки связаны с неравномерной подкормкой и большим расходом удобрения. В связи с этим может применяться туковая технология производства минеральных удобрений, которая на сегодняшний день считается наиболее перспективной.

Элементы широкого спектра

Как правило, сера независимо от вида сырья, технологии переработки, а также общей культуры производства загрязнена вредными и балластными примесями. Для большинства производств сера не пригодна без специальной очистки. В зависимости от назначения серы оговаривается содержание различных примесей: битумов – при производстве шинной и резинотехнической промышленности, селена – для целлюлозно-бумажной промышленности, хлора – для сернокислотного производства, мышьяка – для фармацевтических производств. Однако к сере, получаемой методом Клауса (способ получения серы из сероводородсодержащего газа включает термическую стадию и, по меньшей мере, одну стадию каталитической конверсии), предъявляются жёсткие, диктуе­мые экологией требования к остаточному содержанию сернистых соединений. Наивысшие требования по чистоте предъявляются к сере, используемой для получения сульфидов кадмия, галлия и других, применяемых в электронной технике для изготовления оптических приборов и люминофоров.

Область применения серы весьма широка. Она используется в медицине, в удобрениях, кормах, в строительстве. А также применяется в производстве плёнки, асфальтобетона, очистке воды, растворителях, лекарствах, в гальваническом покрытии. Пожалуй, нет такой сферы технического производства, обходящейся без порошко­образного неметалла. Это спички, шины, краски, пластики, резинотехнические изделия, целлюлозно-бумажная промышленность, фотография, листовое стекло, смолы, нефтепродукты, моющие средства, мыло, сода, сталь, аккумуляторные батареи, текстиль, синтетическое волокно, металлургия.

Реализация серы как сырьевого ресурса и её переработка является одним из важнейших инвестиционных показателей экономики Туркменистана. Учитывая её огромный запас, Туркменское государство может стать одним из мировых лидеров производства и переработки этого химического элемента.

Аллаберды ИЛЬЯСОВ,

доктор технических наук

Источник: turkmenmetbugat.gov.tm

560
Нет комментариев. Ваш будет первым!