Kwas siarkowy jest kluczowym składnikiem wielu przemysłowych procesów chemicznych, od produkcji nawozów przez przetwarzanie ścieków po syntezę chemiczną.
Większość siarki na świecie znajduje się w ziemi, z minerałów takich jak piryt (siarczek żelaza) i inne związki siarczkowe lub dwusiarczkowe. Jednak zamiast bezpośredniej ekstrakcji z ziemi, ponad 80% siarki wykorzystywanej przemysłowo jest produktem odpadowym, usuwanym podczas rafinacji paliw kopalnych w celu zapobieżenia emisji dwutlenku siarki.
Czy w obliczu trendu w kierunku czystych i odnawialnych źródeł energii, który wisi nad przemysłem paliw kopalnych, istnieje przyszłość dla kwasu siarkowego, jaką znamy?
Ponad 85% wykorzystywanej przez nas siarki jest przekształcane w kwas siarkowy, kwas szeroko stosowany w przemyśle chemicznym do przetwarzania i produkcji setek różnych związków. Jest silnie żrącym kwasem mineralnym o wzorze cząsteczkowym H2SO4, znany również jako „olejek witriolowy”.
Jest to bezbarwna do lekko żółtej lepka ciecz, rozpuszczalna w wodzie we wszystkich stężeniach. Czasami może się okazać, że jest ciemnobrązowy, ponieważ często był barwiony podczas przemysłowych procesów produkcyjnych, aby ostrzec ludzi o jego niebezpiecznym charakterze. Kwas siarkowy jest kwasem dwuprotonowym i może wykazywać różne właściwości w zależności od jego stężenia. Będąc silnym kwasem, kwas siarkowy działa żrąco na metale, kamienie, skórę, oczy, ciało i inne materiały. Może również zwęglić drewno (ale nie spowoduje pożaru). Efekty te można przede wszystkim przypisać silnemu kwasowemu charakterowi oraz, w przypadku koncentracji, silnym właściwościom odwadniającym i utleniającym.
Kwas siarkowy można znaleźć w wielu sytuacjach — jest składnikiem kwaśnego deszczu i kwasu akumulatorowego, a nawet może powstać, gdy niektóre środki do czyszczenia toalet zmieszają się z wodą. Kwas siarkowy najczęściej wykorzystywany jest do produkcji nawozów fosforowych. Znajduje również zastosowanie w produkcji materiałów wybuchowych, innych kwasów, barwników, kleju, środków do konserwacji drewna i akumulatorów samochodowych. Jest również używany do oczyszczania ropy naftowej, trawienia metali, wytapiania miedzi, galwanizacji, obróbki metali oraz produkcji sztucznego jedwabiu i folii.
Wraz z narastającym kryzysem klimatycznym i dążeniem do zastąpienia paliw kopalnych odnawialnymi źródłami energii, przemysł, jaki znamy, będzie musiał się zmienić. Przemysł dostosował się do wymagań ropy i gazu, próbując zmniejszyć ilość odpadów i zmaksymalizować wydajność, w tym zmieniając przeznaczenie produktów ubocznych i zanieczyszczeń, takich jak siarka, które w przeciwnym razie spowodowałyby szkody dla środowiska.
Siarka jest zwykle obecna w paliwach kopalnych w ilości około 1-3% wagowo, co stanowi 80% z ponad 80 milionów ton rocznej globalnej podaży siarki. Przejście na energię odnawialną jest jednak nieuchronne, a wraz z nim przegląd kluczowych procesów chemicznych i utrata kluczowych odczynników, takich jak kwas siarkowy, w obecnych skalach. Przewiduje się, że do 40 r. popyt przewyższy podaż siarki o 130–2040%, w zależności od zakresu infrastruktury energii odnawialnej.
Jednym z najbardziej oczywistych rozwiązań jest wydobywanie siarki z obfitych złóż minerałów siarczkowych i siarczanowych na powierzchni Ziemi, co było głównym źródłem siarki w połowie XX wieku. Jednak górnictwo w obecnym stanie wiąże się również z dużymi kosztami dla środowiska i ludzi, ze względu na narażenie na pył i metale ciężkie, których najlepiej byłoby unikać.
Zmniejszenie całkowitej ilości siarki potrzebnej w całym przemyśle można osiągnąć dzięki bardziej ostrożnym praktykom recyklingu i stanowi potencjalną opcję ograniczenia popytu. Recykling odpadów po nawozach znacznie przyczyniłby się do zmniejszenia ilości surowego fosforytu, który należy poddać obróbce kwasem w celu wytworzenia nowego nawozu. Ponadto recykling produktów ubocznych soli siarczanowych powstałych w wyniku procesów chemicznych kwasu siarkowego może pomóc w odzyskaniu znacznych porcji siarki. Jednak najbardziej opłacalnym produktem z tego procesu recyklingu jest toksyczny gazowy siarkowodór, więc potrzebne są dalsze badania, aby urzeczywistnić ten pomysł.
Pod pewnymi względami możliwe byłoby zastąpienie kwasu siarkowego alternatywami. Sugerowano, że kwas azotowy może przetwarzać skały na podobnym poziomie jak kwas siarkowy, jednak ścieki powstające w procesie ekstrakcji fosforanów na nawóz są radioaktywne. Kwas siarkowy jest również wykorzystywany w akumulatorach litowo-jonowych, więc lepsza infrastruktura do recyklingu akumulatorów lub znalezienie alternatywnych form przechowywania energii może zajść daleko.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o zdrowiu i bezpieczeństwie chemikaliów lub o tym, jak zminimalizować ryzyko podczas pracy z chemikaliami, jesteśmy tutaj, aby Ci pomóc. Mamy narzędzia, które pomogą Ci w obowiązkowym raportowaniu, a także generowaniu SDS oraz oceny ryzyka. Posiadamy również bibliotekę seminaria obejmujące globalne przepisy bezpieczeństwa, szkolenia w zakresie oprogramowania, akredytowane kursy i wymagania dotyczące etykietowania. Aby uzyskać więcej informacji, skontaktuj się z nami już dziś pod adresem sa***@ch**********.net.
Źródła:
