硫黄

硫黄（Sulfur)有。α-硫（斜方硫）.β-硫（单斜硫）和γ-硫（无定形硫）。分子式S₈，相对分子质量256.512。

1．产品性能

黄色或浅黄色无定形或结晶性粉末或块状固体。有结晶形和无定形两种，结晶形硫黄主要有α-硫和β-硫两种同素异构体。α-硫（斜方硫）的熔点112.8℃，相对密度2.07(20℃)，折射率1.957;β-硫（单斜硫）的熔点119.25℃，相对密度1.96(20℃)，折射率2.038; γ-硫（无定形硫）的熔点约120℃，相对密度1.92。沸点444.6℃，燃点363℃。不溶于水，易溶于二硫化碳、四氯化碳和苯，稍溶于乙醇和乙醚。无定形硫主要是弹性硫，是将熔融硫迅速注入冷水中而得，不稳定，很快转变为。α-硫。在95.6℃下稳定的是。α-硫，95.6℃以上稳定的是β-硫。工业上使用较多的是硫黄粉和不溶性硫黄（insoluble sulfur)。硫黄燃烧时生成二氧化硫，可与大多数金属反应生成硫化物。

2．生产方法

(1)还原法硫铁矿沸腾焙烧产生二氧化硫气体与鼓风混合，在还原炉中加入白煤（或通入半水煤气）进行还原，再经转化器、冷凝器、泡罩塔放空。液态硫由冷凝器、泡罩塔放出。

主要反应如下：

4FeS₂＋11O₂→2Fe₂0₃＋8SO₂

3FeS₂＋80₂→Fe₃O₄＋6S0₂

2SO₂＋2C→2CO₂＋S₂

4CO＋2SO₂→4CO₂＋S₂

(2)高炉法将硫铁矿与煤、炭、石灰石及石英混合后加入高炉，经焙烧、熔融、冷却、结晶制成的硫黄块，或在沸腾炉中硫铁矿通过白煤、煤粉或煤气还原得到硫黄块。将硫黄块在150-160℃下熔化，并经过去渣、除酸后，冷却、粉碎即得硫黄粉。高炉中的化学反应：

FeS₂→FeS＋S

2H₂0+ 3S→2H₂S↑＋SO₂↑

S0₂＋C→CO₂↑＋S

C0₂＋C→2CO↑

2CO + SO₂→2CO₂↑＋S

CaCO₃→CaO＋CO₂↑

2FeS＋3O₂＋SiO₂→（FeO)₂·SiO₂＋2SO₂↑

CaO＋SiO₂→CaO·Si0₂

FeS＋H₂O→FeO＋H₂S↑

另外，还有半磁化焙烧高浓度二氧化硫还原法、天然气法等。这里介绍第一种方法。

3．工艺流程

4．主要设备

(1)沸腾炉三级扩大圆柱形硅钢焙烧炉（内衬耐火砖，耐火砖与壳体间用石棉粉作隔热层）。

(2）管式电除尘器由24根管子，两个灰头和四个集气箱组成，前后两个电场，每个电场又分两组，两并两串。

(3)转化器为两台平底普通硅钢制的圆柱形设备。

(4)硫黄冷凝器圆柱形列管式硅钢设备。

(5)其他设备鼓风机、炉气冷却器、旋风除尘器、还原炉、热交换器、泡罩雾硫捕集器等。

5．生产工艺

(1)工艺一黄铁矿（也称硫铁矿）先用破碎机破碎，再粉碎成精矿粉，经螺旋加料器加入沸腾焙烧炉，与鼓入的空气混合燃烧，控制温度在950℃左右，炉气出口温度为750℃，沸腾层的风速1.5-2.Om/s。炉气中的二氧化硫含量在11%-14％为宜。炉气从焙烧炉进入除尘器除去炉气中的矿尘，先经两级旋风除尘，再经串联的两个列管式除尘，进入电除尘器的气体温度在340-380℃之间，出管口温度约200℃。含尘为20-70mg/hm²。再与被加热的空气混合，进入还原炉中的混合气体含SO₂为8%-12%，与加入的白煤（或通入的半水煤气）进行还原反应，再经转化器、冷凝器、泡罩塔后放空。液态硫由冷凝器、泡罩塔放出，经过滤、冷凝即得硫黄块。

将硫黄块投入熔融精制锅中，于150-160℃下熔化，待硫黄熔融，继续升温，接近沸腾时，硫黄大量升华。升华的硫黄气导入一系列的密闭室内，迅速冷却至90℃以下，凝成细粉状的硫黄。待锅内的硫黄升华近于完全时，将残留的褐色黏稠液体趁热放出，同时将制得的升华硫黄粉迅速出料，即得硫黄粉成品。

说明：①每1000kg硫黄约消耗3600kg黄铁矿。

②不溶性硫黄制法：将硫黄粉加热至沸腾，倾于冷水中急冷，生成透明的无定形弹性硫黄，即为不溶性硫黄。也可将过热硫黄蒸气用惰性气体稀释，喷在冷水雾中冷却至90℃以下制得，或将硫黄块溶于氨中立即喷雾干燥，制得不溶性硫黄。

③胶体硫制法：胶体硫又称高分散性硫黄，平均粒径为1-3um，沉降速度慢，分散均匀。

通常将硫黄粉与分散剂一起投入球磨机中或者胶体磨中，进行研磨。一直磨至平均粒径达到要求后，成为硫黄的糊状即为胶体硫。

(2)工艺二①把黄铁矿先用破碎机破碎，再用粉碎机粉碎成精矿粉。

②将精矿粉用气流干燥，使水分减少到10％以下，由人工或螺旋加料器加到沸腾炉中。

③从沸腾炉下面用鼓风机鼓入空气，把物料吹起悬浮燃烧，呈沸腾状进行焙烧，焙烧温度约为950℃，燃烧的炉气含S0₂约为10％一14%。

④将炉渣从炉下部出渣口排出，炉气从炉顶经管道送到冷却器进行冷却除尘，再经第一和第二两级旋风除尘；然后再进入串联的两个列管式电除尘器进一步除尘，进入电除尘器的气体温度在340-380℃之间，含尘粒约为10-30g/hm2，出管的温度约为200℃，含尘为20-70mg/hm²。

⑤然后与用鼓风机送来的加热后的热空气混合，从还原炉底进入还原炉。进入还原炉的混合气体含SO₂为8％-10％，通过炉中炽热的煤层被还原成元素硫（蒸气）。

⑥从还原炉出来的炉气中除硫蒸气外，还有燃烧生成的CO、残余S0₂等气体，一同输入到第一转化器，经过热交换器，再进入第二转化器，在这里，各种含硫气体均转化成单质硫。

⑦转化后的含硫炉气进入冷凝，再由硫雾捕集器收集即得成品，废气排空。

6．产品标准

7．产品用途

硫黄是农业、轻工业、重工业和国防工业重要原料之一。农药、医药、橡胶、化学纤维、炸药、火柴、硫酸、制糖以及其他多种化工产品都需要硫黄。

硫黄粉是橡胶最主要的硫化剂。它在胶料中的溶解度随胶种而异。室温下较易溶于天然胶、丁苯胶，较难溶于有规立构丁二烯橡胶和丁腈橡胶。使用不溶性硫可避免胶料喷硫，也不易产生早期硫化，并使胶料保持较好的黏性，不溶性硫常用作特殊橡胶制品的硫化剂。某些促进剂如促进剂M的配用，会增加喷硫现象。为防止未硫化橡胶的喷硫，硫黄宜在低温下混入。在加硫黄之前加入软化剂，掺入再生胶、槽法炭黑、以硒代替部分硫黄，均能减少喷硫现象。采用不溶性硫也是消除喷硫的主要方法。胶体硫可用作乳胶制品的硫化剂，在软质橡胶中，一般用量为0.2％-0.5％，硬质胶中用量可达25％-40％。硫黄还用于生产亚硫酸、硫化物、二硫化物、杀虫剂、药物等。