Rikkihappo on avainkomponentti monissa teollisissa kemiallisissa prosesseissa lannoitteiden valmistuksesta jäteveden käsittelyyn kemialliseen synteesiin.
Suurin osa maailman rikistä löytyy maaperästä mineraaleista, kuten rikkikiisu (rautasulfidi) ja muista sulfidi- tai disulfidiyhdisteistä. Teollisesti käytetystä rikistä yli 80 % on kuitenkin pikemminkin kuin suoraan maasta louhinta jätettä, joka poistetaan fossiilisten polttoaineiden jalostuksen yhteydessä rikkidioksidipäästöjen estämiseksi.
Onko fossiilisten polttoaineiden teollisuudessa suuntaus kohti puhtaita ja uusiutuvia energialähteitä, onko rikkihapolla tulevaisuutta sellaisena kuin me sen tunnemme?
Yli 85 % käyttämästämme rikistä muuttuu rikkihapoksi, hapoksi, jota käytetään laajalti kemianteollisuudessa satojen erilaisten yhdisteiden jalostuksessa ja valmistuksessa. Se on erittäin syövyttävä mineraalihappo, jonka molekyylikaava on H2SO4, joka tunnetaan myös nimellä "vitrioliöljy".
Se on väritön tai hieman kellertävä viskoosi neste, joka liukenee veteen kaikissa pitoisuuksissa. Joskus saatat huomata sen olevan tummanruskea, koska se on usein värjätty teollisten tuotantoprosessien aikana varoittaakseen ihmisiä sen vaarallisuudesta. Rikkihappo on diproottinen happo ja sillä voi olla erilaisia ominaisuuksia riippuen sen pitoisuudesta. Vahvana happona rikkihappo syövyttää metalleja, kiviä, ihoa, silmiä, lihaa ja muita materiaaleja. Se voi myös hiiltyä puuta (mutta ei aiheuta tulipaloa). Nämä vaikutukset johtuvat pääasiassa sen vahvasta happamuudesta ja, jos se on tiivistetty, sen voimakkaisiin kuivaaviin ja hapettaviin ominaisuuksiin.
Rikkihappoa löytyy useissa tilanteissa – se on happosateen ja akkuhapon komponentti, ja se voi jopa muodostua, kun jotkut WC-puhdistusaineet sekoittuvat veteen. Rikkihappoa käytetään useimmiten fosfaattilannoitteiden valmistuksessa. Sillä on myös käyttöä räjähteiden, muiden happojen, väriaineiden, liiman, puunsuoja-aineiden ja autojen akkujen valmistuksessa. Sitä käytetään myös öljyn puhdistuksessa, metallin peittauksessa, kuparin sulatuksessa, galvanoinnissa, metallityössä sekä raionin ja kalvon tuotannossa.
Kasvavan ilmastonmuutoskriisin ja fossiilisten polttoaineiden korvaamisen uusiutuvilla energialähteillä myötä teollisuuden sellaisena kuin sen tunnemme, on muututtava. Teollisuus on sopeutunut öljyn ja kaasun vaatimuksiin yrittämällä vähentää jätettä ja maksimoida tehokkuuden, mukaan lukien sivutuotteiden ja epäpuhtauksien, kuten rikin, uudelleenkäyttö, jotka muutoin aiheuttaisivat ympäristövahinkoja.
Fossiilisissa polttoaineissa rikkiä on yleensä noin 1-3 painoprosenttia, mikä on 80 prosenttia maailmanlaajuisesta yli 80 miljoonan tonnin vuotuisesta rikkitarjonnasta. Siirtyminen uusiutuvaan energiaan on kuitenkin välitön, ja sen myötä tärkeiden kemiallisten prosessien uudistaminen ja tärkeimpien reagenssien, kuten rikkihapon, häviäminen tällä hetkellä käytössä olevista vaakoista. On ennustettu, että kysyntä ylittää rikin tarjonnan 40–130 prosentilla vuoteen 2040 mennessä, riippuen uusiutuvan energian infrastruktuurin laajuudesta.
Yksi ilmeisimmistä ratkaisuista on louhia rikki runsaista sulfidi- ja sulfaattimineraalien esiintymistä maan pinnalla, kuten oli rikin ensisijainen lähde XNUMX-luvun puolivälissä. Kaivostoiminnasta aiheutuu kuitenkin nykyisessä tilassaan myös suuria kustannuksia ympäristölle ja ihmisille hiukkas- ja raskasmetallialtistumisen vuoksi, joita tulisi ihanteellisesti välttää.
Koko teollisuudessa tarvittavan rikin kokonaismäärän vähentäminen voitaisiin saavuttaa huolellisemmilla kierrätyskäytännöillä, ja se on mahdollinen vaihtoehto kysynnän hillitsemiseksi. Lannoitejätteen kierrättäminen vähentäisi merkittävästi sellaisen raakafosfaattikiven määrää, joka on happokäsiteltävä uuden lannoitteen luomiseksi. Lisäksi rikkihappokemiallisten prosessien aikaansaama sulfaattisuolasivutuotteiden kierrätys voisi auttaa ottamaan talteen merkittäviä määriä rikkiä. Tästä kierrätysprosessista elinkelpoisin tuote on kuitenkin myrkyllinen rikkivetykaasu, joten tämän idean konkretisoimiseksi tarvitaan lisää tutkimusta.
Rikkihapon korvaaminen vaihtoehdoilla voisi olla joissain suhteissa mahdollista. Typpihappoa on ehdotettu hapoksi, joka pystyy prosessoimaan kiviä samalla tasolla kuin rikkihappoa, mutta nimenomaan lannoitteen fosfaattiuutossa syntyvä jätevesi on radioaktiivista. Rikkihappoa käytetään myös litiumioniakuissa, joten parempi akkujen kierrätysinfrastruktuuri tai vaihtoehtoisten energian varastointitapojen löytäminen voisi olla pitkälle.
Jos haluat tietää lisää kemikaalien terveydestä ja turvallisuudesta tai kuinka minimoida riskit kemikaalien kanssa työskennellessään, olemme täällä auttamassa. Meillä on työkaluja, jotka auttavat sinua pakollisessa raportoinnissa ja luomisessa SDS ja riskiarvioinnit. Meillä on myös kirjasto verkkoseminaareja kattavat maailmanlaajuiset turvallisuusmääräykset, ohjelmistokoulutuksen, akkreditoidut kurssit ja merkintävaatimukset. Lisätietoja saat ottamalla meihin yhteyttä tänään osoitteessa sa***@ch*******.net.
Lähteet:
