كل شىء عن خام الكبريت
Sulphur
اعداد
دكتور/ حسن بخيت[email protected]
أستشارى تعدين
وكيل وزارة البترول لشؤن الثروة المعدنية سابقا
يصنف الكبريت كاحد الخامات الاساسية الداعمة للصناعات الكميائية المختلفة وله العديد من المصادر الطبيعية سواء مع المتبخرات مثل الجبس او الرواسب الملحية او مع المصائد البترولية والغاز او منثور بصخور البريكامبرى.
الكبريت عنصر أصفر اللون غير فلزى nonmetallic element يوجد فى الرواسب الرسوبية والبركانية . ويكون فى أشكال متعدده monoclinic sulfur & rhombic sulfurوالثانى لونه أصفر أغمق من ألأول . وعندما يكون فى شكل بلورى ينصهر عند حوالى 116º م (حوالى 214º ف) . يمكن ان يلتهب الكبريت السائل ويشتعل بلهب واضح ازرق اللون, لقد إكتشف الكبريت وإستعمل منذ أزمنة ما قبل التاريخ . كلمة sulfur كلمة لاتينية تطلق على “burning stone” والتى توضح التعبير الإنجليزى القديم brimstone والتى تنعنى sulfur.
تواجد الكبريت :
يشكل الكبريت والكبريتيدات والكبريتات sulfur, sulfides, sulfates حوالى 0.06% من القشرة الأرضية . أغلب إنتاج العالم من الكبريت العنصرى elemental sulfur والذى يشكل الأفق الجيرى calcareous horizon لصخور الغطاء cap rock للقباب الملحية salt domesحول خليج المكسيك وفى سيسيللى Sicily . فى إيطاليا ينتج الكبريت من رواسب رسوبية . وفى اليابان تستغل الرواسب البركانية وفى اندونيسيا , وجنوب امريكا وخاصة فى شيلى . وهناك مصدر للكبريت آخذ فى الأهميه وهو الغاز الطبيعى الدى يوجد فى المروج الكنديه الغربيه , وفى الجنوب الغربى للولايات المتحدة الأمريكيه , وجنوب فرنسا ويحتوى على ما يصل الى 40% كبريتيد الهيدروجين hydrogen sulfide . توجد كميات كبيرة من مركبات الكبريت ضمن الرمال القيرية tar sands فى منطقة Athabasca فى كندا . ويجرى إنتاج الكبريت فى الدول الإسكندنافيه وبعض البلدان الأخرى , من مركبات الكبريت والحديد الموجودة فى الطبيعة مثل البيريت pyrite , chalcopyrite , pyrhotite
ناك معادن هامة تحتوي على الكبريت وهي الجالينا (كبريتيد الرصاص lead sulfide) ، سفاليريت (كبريتيد الزنك zinc sulfide ) , ستيبنيت ( كبريتيد الأنتيمونى الثلاثى الحر
native trisulphide antimony) , ارجنتينيت( silver sulfide) , ريالجار( كبريتيد الزرنيخ أحادى) ، الجبس و الأنهيدريت (كبريتات الكالسيوم calcium sulfate ) والباريت (كبريتات الباريوم barium sulfate) . ويتواجد الكبريت أيضاً في المواد العضوية.
يتكون الكبريت بتفكك كبريتات الكالسيوم في الجبس ، حيث يجري إحلال في الأجزاء المناسبة من رواسب الجبس ، وتتبقى كتل غير منتظمة لم يحدث بها إحلال وذلك في الأجزاء الغير مناسبة وفي الحواف. وعادة مايحل الكبريت في كتل الجبس على امتداد الأوجه الخارجية لينتج جيوب من الكبريت لونه أصفر يميل إلي الأبيض بلوراته دقيقة توجد بين بلورات السيلينيت selenite ولا يكون اقتصادي ولكن يلقي الضوء على أصل الكبريت.
النوع الأهم من الخام هو الرواسب الضخمة من الكبريت موزعة disseminated في حجر جيري ناعم الحبيبات والسيليكا به قليلة حيث يكون الكبريت من 15% إلي 80% من الصخر بمتوسط حوالي 30% كبريت ولونه أصفر فاتح يميل إلي الأبيض دقيق الحبيبات (قطرها من 10 إلي 45 ميكرون) والمادة التي تنتج تكون كتل قشرية مستديرة concretionary من الكبريت النقي.
النوع الثالث من الخام مشابه للسابق فيما عدا أن الكبريت يتبلور في الواقع ببعض الحركات الثانوية ولونه أصفر فاتح ويتواجد كالسيت calcite وسيليسيت celesite على طول الفجوات vugs والعروق المفتوحة open seams ويتميز ببلوراته الدقيقة ذات اللون الأصفر الفاتح ويمكن تقدير احتياطيات هذا الخام.
النوع الرابع من الصخور التي تحتوي كبريت لها أهمية أكاديمية فقط. وهي رمال تتماسك فيما بينها بالكبريت فتكون عبارة عن حبيبات مغطاه بطبقة رقيقة من الكبريت (متبلر أو غير متبلر) ولا يزيد محتوي الكبريت بها عن 15%.
ومصدر الكبريت والصخور الجيرية التي تحتويه ثانوي ، تكونت عضوياً وكيميائياًbiochemically في داخل كبريتات الكالسيم السابق تواجدها.
من مصادر الكبريت أيضاً الرواسب البترولية ، حيث يتأكسد الهيدروكربون بواسطة بكتريا sulfate reducing bacteria ويمكن الحصول على الكبريت بالترسيب الكهربي electrolyte أو يمكن بواسطة desulphovibrio إختزال الكبريتات إلي كبريتيد الهيدروجين H2S .
أوضحت دراسة نظائر الكربون والكبريت المستقرة بالمقارنة مع المعلومات الجيولوجية حقائق تدل على أن الكبريت في القباب الملحية salt domes أصله عضوي .
إن اختزال الكبريتات sulfates مع توليد كبريتيد الهيدروجين هو جزء من قصة أصل الكبريت. ولإنتاج الكبريت الحر native sulfur لابد من حدوث أكسدة محدودة لكبريتيد الهيدروجين ، ويعتقد أن الجبس يعمل كوسيط أكسدة. أو بأن تيار هواء قوى ومياه سطحية تحمل أكسجين جوي تتسرب لتصل إلي الصخور المدفونة تحت غطاء صخري ثقيل. ويتوقع ان التيارلن ينساب على إمتداد مستويات التطابق , بل سيمر عبر التشققات الغير منتظمه ومنطقيا ان تكون بيئة بحرية أو لاجونية lagoonal حيث الماء فى القاع والطبقات التى ترسبت بالفعل قد جرى إختزالها بقوة ويكون الماء فوقها أكثر تحملا بالأكسوجين .
ستقوم البكتيريا فى مثل هذا الوضع بإختزال أغلب الكبريتات sulfate قرب قاع اللاجون وفى نطاق أمتار قليلة من الرسوبيات الى كبريتيد الهيدروجين hydrogen sulfide . يتحد ثانى أكسيد الكربون مع أيون الكلسيوم وتترسب سبخة من كربونات الكلسيوم calcium carbonate ooze. يصل كبريتيد الهيدروجين الأخف الى نطاق الأكسدة حيث يتأكسد بواسطة كلا من البكتيريا aerobic bacteria , والعمليات غير العضوية . وأخيرا يتساقط الكبريت الى القاع .
استخدامات الكبريت:
الكبريت واحد من أربعة مواد خام أساسبية فى الصناعات الكيميائية ( الثلاثة الأخرى هى الفحم , الحجر الجيرى , والملح ) . يجرى تحويل 85% من الكبريت المستخدم الى حامض كبريتيك . ويستخدم 80% من هذا الحامض فى إنتاج إنتاج ألأسماد . يستخدم ثانى أكسيد الكبريت فى فصل الخامات وفى تبييض القماش والمنتجات الغذائية , وهو وسيط كيميائى هام فى الصناعة الكيميائية وتتضمن ألإستخدامات الهامة الأخرى الأصباغ الغير عضوية , الخيوط السليلوزية , وسبك المعادن الغيير حديدية , وتحضير اللبلب وصناعة الورق , تكرير البترول , والعديد من المنتجات الأخرى مثل الأسمنت , الأصباغ , مواد حفظ الأطعمة , مواد التصوير , السكر , المنسوجات , ويعتمد على الكبريت فى مراحل مختلفة من الصناعة .
يستخدم كبريتيد الزنك zinc sulfide فى الأصباغ المضيئة luminous paints وعندما تخلط بآثار من ملح الراديوم تستخدم فى صبغ أرقام وعقارب الساعات.
يستخدم ملح الصوديوم sodium salt of hyposulfite تجريبيا كعامل مختزل فى صناعة الأصباغ , ويعتبر sulfurous acid وأملاحها عامل مختزل ممتاز ورخيص ويستخدم أيضا كمضا د للعدوى وحافظ للأطعمة . يستخدم ثانى كبريتات الكلسيوم وثانى كبريتات المغنيسيوم calcium bisulfite , magnesium bisulfite فى فصل خيوط السليولوز عند إعداد لبا ب الخشب . ويستخدم مركب thiosulfates بكثره فى التصوير . ويستخدم sulfur monochloride , sulfur dichloride فى تقسية المطاط .
من أهم المركبات sulfuric acid , alkyl sulfates ومشتقاتها التى تستخدم بكثرة فى الأدوية (sulfa drugs) مطهر ومنظف , الكريمات و ووسيط فى الأصباغ .
يستخدم الكبريت فى أغراض عديدة أخرى , يخلط مع الرمل والحصى ليعطى أسمنت مقاوم للأحماض acid – resistant يستخدم فى البناء , أنابيب الصرف , وإصلاح الطرق .العديد من الإختبارات على الكبريت الرغوى أوضحت إمكانية إستخدامه تجاريا كعازل فى بناء البيوت وإنشاء الطرق , وهناك إستخدامات أخرى فى المبيدات ومقاومة الآفات فى النباتات والحيوانات , وامراض حساسية الجلد .
مركبات الحديد العضوى هامة لإنضاج الثمار . كما تشكل بوليمرات polymers .
تواجد الكبريت في مصر :
صور تواجد الكبريت بمصر ياخذ شكلين اساسيان احدهما بالمتبخرات بالصخور الرسوبية والثانى مصاحب لعروق حامضية مصاحبا لصخور البريكامبرى
اولا : بالمتبخرات بالصخور الرسوبية
1 منطقة راس جمسة
يورد تقرير سعيد قطب سند (1963) أنه قد بدأ استغلال الكبريت بمنطقة رأس جمسة بشركة فرنسية في عام 1883 واستمر الاستغلال حتى عام 1889. حيث غطى عمل الشركة الأجزاء القريبة من السطح وتم الحصول على الكبريت بواسطة أفران دائرية مبنية من الأنهيدريت التي مازال العديد منها موجود قرب تواجد الخام.
في عام 1935 صدر ترخيص بحث في المنطقة لإنتاج سماد السوير فوسفات من خام الفوسفات بسفاجة إلا أنه توقف في عام 1936.
في عام 1941 صدر ترخيص بحث في المنطقة تحول إلي ترخيص استغلال في منتصف عام1942 وقد آل هذا الترخيص إلي شركة النصر للأسمدة والصناعات الكيماوية في أواخر عام 1953.
تقع رأس جمسة على الشا طئ الغربى لخليج السويس على بعد حوالى 350 كم الى الجنوب من السويس وعلى بعد 100كم جنوب رأس غارب , وتبعد عن الغردقة 70كم .
تكون الكبريت بعد ترسب الصخور ولم ينتج عن إختزال الأنهيدريت , ويعتقد ان يكون مصدر الكبريت غاز H2 S الموجود يالزيت الخام فى هذه المنطقة حيث يوجد مالئا للفجوات والشقوق ومكونا عدسات بصورة غير منتظمة غالبا على خطوط الفوالق .
وفى تقرير الطحلاوى (1986) . ان الكبريت ينتشر فى مصر عامة ضمن رواسب المتبخرات من الميوسين الأوسط , أهم المناطق هى رأس جمسة , ام راهيجا , منطقة رانجا على إمتداد ساحل البحر الأحمر .
2- منطقة دجلة بشرق العريش
تم اكتشاف الكبريت كشواهد أثناء حفر بئر للبترول بمنطقة قرية الفراد شرق العريش حوالى 22كم شرقاً وفى عام 1985 حصلت شركة فريبورت ماكموران الامريكية عن حق امتياز التنقيب والكشف عن وجود خام الكبريت بشكل اقتصادى وقد تم حفر عدد 74 بئر بمنطقة الامتياز شرق العريش وحتى الحدود المصرية شرقاً وقد تحقق كشف تجارى اقتصادى للشركة حيث قدر الاحتياطى الجيولوجى المبدئى بحوالى 20 مليون طن خام ويمكن لشركة فريبورت ان تستخرج حوالى 10مليون طن خام باستخدام طريقة فرش 0
طبيعة الخام :
يوجد خام الكبريت مع صخور الحجر الجيري المسامي والناتج عن طريق تحويل كبريتات الكالسيوم وكبريتات الكالسيوم المائية والمكونة لصخور المتبخرات للجبس والانهيدريت عن طريق أنواع معينة من البكتريا ويوجد الخام على عمق يتراوح من 300 وحتى 700م تحت السطح وبنسبة تركيز الكبريت يترواح من 5% وحتى 40% 0
تم توفير مصادر الطاقة ومد شبكة الغازات القومية الى مدينتي العريش ورفح .
يتواجد الخام في منطقة دكلا شرق العريش في صخور الحجر الجيري المتحول.وحاليا ينتج أغلب الكبريت من البترول الغنى بكبريتيد الهيدروجين H2 S .
3-منطقة الرنجه جنوب ابو غصون
منطقة الرنجه على ساحل البحر الاحمر بالقرب من ميناء أبو عصون من تلك المناطق الهامة التى تحتوى على تركيزات عالية من الكبريت والرصاص التى تتواجد داخل صخور الميوسين الاوسط والتى شهدت بعص اعمال التعدين قديما ثم توقفت وهى تقع قريبا من الطريق الرئيسى الممتند من أبوغصون الى مدينة برنيس .
وتشير الدراسات الجيوفيزيقية التى اجريت على هذه االمنطقة الى تواجد اجسام تحت سطحية من هذه الخامات يصل اعماق بعضها الى 25 متر بمتوسط عمق 75 متر .
ثانيا : قواطع صخور البريكامبرى
ويتواجد بعدد من المناطق بالصحراء الشرقية وجنوب سيناء
<!--منطقة جبل فيرانى بجنوب سيناء.
<!--منطقة وادى طليحات بجنوب سيناء
يتواجد الكبيريت بكل من منطقتى جبل فيرانى ووادى طليحات بجنوب سيناء على هيئة منثورات من البيريت داخل صخور قواطع الرايوليت بكميات كبيرة .
وقد اجريت تجارب معملية للوقوف على استخلاص البيريت من صخور قواطع الريوليت بكل من منطقتى جبل فيرانى ووادى طليحات بجنوب سيناء وبحث امكانية استخدامه فى انتاج حمض الكبريتيك وبالفعل تم استخلاص كمية منه بمعامل المعامل المركزية التابعة لهيئة المساحة الجيولوجية المصرية تحت اشراف د حسن بخيت وتم تنظيم زيارة لمصنع ابو زعبل للاسمدة لبحث امكانية الاستفادة منه فى تشغيل مصنع مقام بالفعل وتوقف عن العمل لعدم وجود خام لتوقف استيراده من قبرص وانشاء وحدات انتاجية اخرى تعتمد على نوع اخر من الكبريت المستورد من السعوديةى والذى يتم انتاجه على هامش الانشطة البترولية ..
وقد ثبت صلاحية هذا الخام لاستخدامه فى المصنع القديم ... علما بان هذه القواطع ثبت وجود ذهب بها .وتبقى اتخاذ خطوة استصدار ترخيص للبدا فى عمليات التقييم يتبعها استخراج لهذا النوع من الخام والمشروع حتى الان يحتاج لخطوات عملية لخروجه للنور.
أنتاج الكبريت فى العالم
تشير نشرات المساحة الجيولوجية الامريكية ان انتاج العالم من الكبريت بلغ 79 الف طن لعام 2019 وقد اشارات النشرة ان اهم الدول المنتجة للكبريت عالميا لعام 2019 هى الصين ( 17 الف طن )وامريكا (8 الاف طن )روسيا (7الاف طن ) السعودية (6 الاف طن )كندا (5 الاف طن )كل من الهند كازخستان واليابان وكوريا والامارات (3 الاف طن) .
ساحة النقاش