اسید سولفوریک که آن را با نام جوهر گوگرد هم می شناسند، اسیدی با فرمول شیمیایی H2SO4 و قدرت اسیدی ۰.۵ است که کاربردهای اسید سولفوریک در صنعت بسیار زیاد است و در دسته بندی اسید های معدنی قرار می گیرد و بطور طبیعی از گازهای خارج شده آتشفشان ها بدست می آید وعمده ترین کاربرد اسید سولفوریک در تهیه کود شیمیایی فسفاته می‌باشد. تولید کودهای شیمیایی ۶٠ درصد بازار مصرف اسید سولفوریک را به خود اختصاص داده است. صنایع معدنی و فلز ی هم در حدود ۴ درصد بازار مصرف جهانی اسید سولفوریک را به خود اختصاص داده است. کاربردهای اسید سولفوریک بسیار زیاد است که در این مقاله آن را برایتان شرح داده ایم:
کاربردهای اسید سولفوریک
با توجه به نیاز صنایع مختلف اسید سولفوریک با غلظت‌های متفاوتی در صنعت تولید می‌شود. بالاترین غلظت تولید شده‌ی سولفوریک اسید ۹۸ درصد است که از جوشاندن تری اکسید گوگرد ساخته می‌شود. از اسید سولفوریک با غلظت ۸۰ درصد برای تولید اسید گلوور، سولفوریک اسید با غلظت ۷۰ درصد در تولید کود، سولفوریک اسید با غلظت‌های ۳۲ تا ۳۵ برای تولید باتری‌های اسیدی و غلظت ۱۰ درصد اسید سولفوریک رقیق است از جمله کاربرد آن می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- تولید مواد شیمیایی: اسید سولفوریک یک ترکیب شیمیایی بسیار مهم در صنعت به حساب می آید که در تولید بسیاری از مواد شیمیایی از جمله هیدروکلریک اسید، نیتریک اسید، فسفریک اسید و …. کارایی دارد.
- تصفیه فلزات: بیشترین کاربرد سولفوریک اسید برای جدا کردن فلزات از کانی‌های محتوی آنها است. فلزات هنگام استخراج به صورت سنگ فلز استخراج می‌شوند و ناخالصی‌های بسیاری دارند. از سولفوریک اسید برای جداسازی این ناخالصی‌ها از فلزات و تغلیظ فلزات استخراج شده استفاده می کنند. هم سولفوریک اسید و هم هیدروکلریک اسید به منظور حذف ناخالصی‌های فلزات استفاده می‌شوند. در این زمینه هیدروکلریک اسید بهتر عمل می‌کند ولی سولفوریک اسید ارزان‌تر است. به همین دلیل مقرون به صرفه بودن سولفوریک اسید باعث می شود تا به هیدروکلریک اسید ترجیح داده شود.
- ساخت ابریشم مصنوعی: معمولا ابریشم پارچه‌ای بسیار گران است و استفاده از ابریشم طبیعی در تمام لباس‌ها به دلیل قیمت بالای آن تقریباً غیر ممکن است. ابریشم مصنوعی پارچه‌ای با خواص ابریشم طبیعی است که با استفاده از سولفوریک اسید ساخته می‌شود. ابریشم مصنوعی پارچه‌ای از جنس سلولز است که از چوب تهیه شده است. الیاف سلولز در محلول تترا آمین مس حل شده و مایعی که ساخته شده با اسید سولفوریک ترکیب می‌شود تا الیاف ابریشم مصنوعی ساخته شود. ابریشم مصنوعی در خالی که یک پارچه نرم و ظریف است اما خاصیت ابریشم طبیعی در عایق حرارتی بودن را ندارد.
- ساخت نوع باتری‌های اسید سرب: در ساخت باتری خودروها در بیشتر موارد از سولفوریک اسید استفاده می‌شود. به این صورت که ابتدا سولفوریک اسید را رقیق کرده و سپس به عنوان یک مایع الکترولیز از آن استفاده می‌شود.
- کودهای شیمیایی
نرخ رشد مصرف اسید سولفوریک در ساخت کودهای شیمیایی در آمریکا بین سالهای ۱۹۸۵ تا ۱۹۹۷ حدود ۲٫۲ درصد بوده است و این میزان در طی سالهای ۱۹۹۷ تا ۲۰۰۴ به حدود ۳٫۹ درصد رسیده است. اسید سولفوریک در تولید اسید فسفریک، کود سولفات آمونیوم و کود سوپرفسفات نرمال (ساده) به صورت مستقیم مصرف می گردد. اسید فسفریک خود ماده اولیه تولید کودهای مختلف فسفاته است.
الف) اسید فسفریک
بخش عمده اسید سولفوریک جهان جهت تولید اسید فسفریک از فرایند مرطوب (Wet Process) مورد استفاده قرار میگیرد. شایان ذکر است که در تولید اسید فسفریک کوره ای از اسید سولفوریک به عنوان ماده اولیه استفاده نمی‌شود. البته در سالهای اخیر حجم بالای تولید اسید فسفریک از فرایند مرطوب موجب شده است تا اسید فسفریک تولید شده از این فرایند خالص‌سازی شده و علاوه بر تولید کودهای شیمیایی در صنایع دیگر نیز بجای اسید فسفریک کوره ای نیز مورد استفاده قرار گیرد. باتوجه به بالا بودن میزان تولید اسید فسفریک جهان از اسید سولفوریک، بازار اسید سولفوریک بسیار تحت تأثیر بازار جهانی اسید فسفریک و کودهای شیمیایی تولیدی از آن قرار دارد.
ب) کود سولفات آمونیم
بخشی از اسید سولفوریک جهان در تولید کود سولفات آمونیوم مصرف می گردد . در این فرایند از آمونیاک و اسیدسولفوریک استفاده می‌شود.
پ) کود سوپر فسفات نرمال (ساده)
کود سوپر فسفات نرمال(NSP) از اضافه کردن اسید سولفوریک به سنگ فسفات تولید می شود. در این فرایند فسفات موجود در سنگ، به منوکلسیم فسفات منوهیدرات (Gypsum) تبدیل می‌شود. این ماده سبب می‌شود که کود سوپر فسفات نرمال کمترین میزان P۲O۵ را در بین کودهای فسفاته دارا باشد و لذا مصرف آن محدود می باشد.
ت) استفاده مستقیم از اسید سولفوریک
بخش اندکی از اسید سولفوریک مورد استفاده در صنایع کود شیمیایی نیز بطور مستقیم در مخلوط کودهای مایع مورد استفاده قرار میگیرد.
۶. صنایع معدنی و فلزی
موارد کاربرد اسید سولفوریک در صنایع معدنی شامل استخراج مس، استخراج اورانیوم ، وانادیوم و شستشو و آماده سازی فلزی برای رنگ و پوشش است.
الف) استخراج فلزات مس، سرب و روی
استخراج و تغلیظ سنگ معدن حاوی مس، روی یا سرب غالبا با استفاده از اسید سولفوریک انجام می‌گردد.
ب) استخراج اورانیوم و وانادیوم
در اوایل دهه ١٩٨٠ حجم زیادی از اسید سولفوریک جهان صرف استخراج اورانیوم و محصول جانبی آن وانادیوم گردید . بعد از آن به علت اینکه فعالیتهای هسته ای محدود به قوانین سازمان ملل گردید ، میزان استفاده از اسید سولفوریک نیز در این زمینه رو به کاهش گذارد.
پ) صنایع فولاد و آهن
اسید سولفوریک به دو منظور در صنایع فولاد مورد استفاده قرار م ی گیرد.یکی بازیافت گازهای محتوی آمونیاک بوسیله اسید سولفوریک که منجر به تولید سولفات آمونیوم به عنوان محصول جانبی صنعت فولاد می گردد و دیگری رسوب زدایی توسط اسید (Pickling) که در این عملیات اکسیدهای فلزات، چربی‌ها و نمک‌ها و حتی زنگ آهن از روی سطح فولاد زدوده می شود.
ت)سایر صنایع معدنی
اسید سولفوریک می تواند برای تصفیه سایر مواد معدنی نظیر سنگهای طلا و مس – نقره نیز مورد استفاده قرار گیرد. همچنین این اسید در تولید سولفات مس(کات کبود)، سولفات منگنز، سولفات نیکل، انواع سولفاتهای آهن ( زاج سبز و زاج سفید)، سولفات سدیم و سولفات روی کاربرد دارد . در تولید سولفات آلومینیوم از بوکسیت نیز اسید سولفوریک به میزان ۵/۰ کیلوگرم به ازای تولید یک کیلوگرم محصول مصرف می‌گردد.
ج) تولید باتری های اتومبیل و آب باتری
اسید سولفوریک به عنوان الکترولیت در باطری های اسیدی مورد استفاده قرار می گیرد. مورد مصرف این باتری ها در اتومبیل‌ها می‌باشد. اگرچه مقدار و غلظت اسید مورد نیاز برای هر باطری می تواند متفاوت باشد. واحد به ازای یک واحد سرب / اما نسبت میزان مصرف اسید به مصرف سرب در هر باطری ثابت و برابر ٢می‌باشد.
د) تصفیه آب ( water treatment)
اسید سولفوریک در تصفیه آب و پساب، در کنترل pH احیای رزین مبدل یونی جهت رسوب دهی یون ها و در نهایت تولید آب عاری از یون مورد استفاده قرار م ی گیرد. از اسید سولفوریک جهت افزایش pH آب تا ۶ و رسوب املاح آب استفاده می گردد . پالایشگاه ها، پتروشیمی ها و نیروگاه ها بزرگترین مراکز مصرف کننده آب بدون املاح هستند. لذا مصرف اسید سولفوریک آنها نیز قابل توجه است.
همانطور که ذکر شد، کاربردهای اسید سولفوریک زیاد است و عمده کاربرد اسید سولفوریک در تولید کودهای فسفاته است. اهمیت استراتژیک اسید سولفوریک نیز در همین راستاست. با رشد روزافزون جمعیت جهان و محدودیت زمین های کشاورزی، میزان بهره وری و راندمان تولید محصول از خاک به ازای هر واحد، ضرورتا باید افزوده شود تا بتواند پاسخگوی رشد فزاینده جمعیت باشد. امروزه این کار دیگر با کودهای حیوانی انجام نمی شود. چرا که کودهای حیوانی تنها فیزیک خاک را تغییر می دهند و خاک را برای رشد آماده می کنند، اما از نظر مواد مغذی برای گیاه بسیار فقیر هستند. برای بالا بردن بهره وری خاک، استفاده از کودهای شیمیایی ضرورت شناخته شده ای است. همانطور که در بخش موارد کاربرد ذکر شد، اسید سولفوریک در تولید کودهای پر مصرف از جمله کودهای فسفاته و نیز کود سولفات آمونیوم مورد استفاده قرار می گیرد و در این کاربردها نیز قابل جایگزینی با ماده دیگری نیست ، از این نظر بسیار حائز اهمیت است.
با کلیک برروی قسمت لینک شده می توانید محصولات شرکت مریک شیمی را ببینید که سابقه فعالیت گسترده در زمینه مواد شیمیایی و تجهیزات آزمایشگاهی را دارد.
[…] قبلی بعدی […]