لماذا توجد أزمة حامض الكبريتيك؟

28 / 09 / 2022

يعد حمض الكبريتيك مكونًا رئيسيًا في العديد من العمليات الكيميائية الصناعية ، من تصنيع الأسمدة إلى معالجة مياه الصرف الصحي إلى التخليق الكيميائي. 

تم العثور على معظم الكبريت في العالم في الأرض ، من معادن مثل البيريت (كبريتيد الحديد) ومركبات الكبريتيد أو ثاني كبريتيد أخرى. ومع ذلك ، بدلاً من الاستخراج المباشر من الأرض ، فإن أكثر من 80٪ من الكبريت المستخدم صناعيًا هو نفايات ، تتم إزالته أثناء تكرير الوقود الأحفوري لمنع انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت. 

الكبريت هو خامس أكثر العناصر وفرة على وجه الأرض.

مع الاتجاه نحو مصادر الطاقة النظيفة والمتجددة التي تلوح في الأفق على صناعة الوقود الأحفوري ، هل هناك مستقبل لحمض الكبريتيك كما نعرفه؟

ما هو حمض الكبريتيك؟

يتم تحويل أكثر من 85٪ من الكبريت الذي نستخدمه إلى حمض الكبريتيك ، وهو حمض يستخدم على نطاق واسع في صناعة الكيماويات في معالجة وإنتاج مئات المركبات المختلفة. إنه حمض معدني شديد التآكل مع الصيغة الجزيئية H2SO4، المعروف أيضًا باسم "زيت الزاج". 

وهو سائل لزج عديم اللون إلى أصفر قليلاً ، قابل للذوبان في الماء في جميع التركيزات. في بعض الأحيان ، قد تجده بنيًا داكنًا ، لأنه غالبًا ما يكون مصبوغًا أثناء عمليات الإنتاج الصناعي لتنبيه الناس إلى طبيعته الخطرة. حمض الكبريتيك هو حمض ثنائي البروتين وقد يظهر خصائص مختلفة اعتمادًا على تركيزه. كونه حمضًا قويًا ، فإن حمض الكبريتيك يفسد المعادن والأحجار والجلد والعينين واللحم والمواد الأخرى. يمكنه أيضًا تفحم الخشب (ولكن لن يتسبب في نشوب حريق). يمكن إرجاع هذه التأثيرات بشكل أساسي إلى طبيعتها الحمضية القوية ، وإذا كانت مركزة ، فإن خصائصها المؤكسدة والتجفيف القوية.

يمكن العثور على حامض الكبريتيك في عدد من المواقف - فهو أحد مكونات المطر الحمضي وحمض البطارية ، ويمكن أن يتشكل أيضًا عندما تختلط بعض منظفات المرحاض بالماء. غالبًا ما يستخدم حمض الكبريتيك في إنتاج الأسمدة الفوسفاتية. كما وجد استخدامات في تصنيع المتفجرات والأحماض الأخرى والأصباغ والغراء والمواد الحافظة للأخشاب وبطاريات السيارات. كما أنها تستخدم في تنقية البترول ، وتنقية المعادن ، وصهر النحاس ، والطلاء بالكهرباء ، والأعمال المعدنية ، وإنتاج الحرير الصناعي والأغشية.

ما هو تأثير التقنيات الخضراء؟

مع تزايد أزمة تغير المناخ والدافع لاستبدال الوقود الأحفوري بمصادر طاقة متجددة ، فإن الصناعة كما نعرفها ستحتاج إلى التغيير. تكيفت الصناعة مع متطلبات النفط والغاز من خلال محاولة تقليل النفايات وزيادة الكفاءة ، بما في ذلك إعادة استخدام المنتجات الثانوية والشوائب ، مثل الكبريت ، والتي من شأنها أن تتسبب في أضرار بيئية.

لم تصبح إزالة الكبريت من الوقود الأحفوري طريقة قابلة للتطبيق لإنتاج الكبريت فحسب ، بل أزيلت أيضًا الملوثات الضارة والمسببة للتآكل من دخول الهواء والتربة وأنظمة المياه. 

يوجد الكبريت عادة في الوقود الأحفوري بحوالي 1-3٪ من الوزن ، وهو ما يمثل 80٪ من أكثر من 80 مليون طن من الإمداد العالمي السنوي للكبريت. ومع ذلك ، فإن التحول نحو الطاقة المتجددة بات وشيكًا ، ومعه إصلاح شامل للعمليات الكيميائية الحاسمة وفقدان الكواشف الرئيسية مثل حمض الكبريتيك في المقاييس التي لدينا حاليًا. من المتوقع أن يتجاوز الطلب المعروض من الكبريت بنسبة تتراوح من 40 إلى 130٪ بحلول عام 2040 ، اعتمادًا على مدى البنية التحتية للطاقة المتجددة.

ماذا يمكن ان يفعل؟

أحد الحلول الأكثر وضوحًا هو استخراج الكبريت من الرواسب المعدنية الكبريتيدية والكبريتية الوفيرة داخل سطح الأرض ، كما كان المصدر الأساسي للكبريت في منتصف القرن العشرين. ومع ذلك ، فإن التعدين في وضعه الحالي يحمل أيضًا تكاليف كبيرة على البيئة والأشخاص ، بسبب التعرض للمواد الجسيمية والمعادن الثقيلة التي ينبغي تجنبها بشكل مثالي. 

يمكن تحقيق خفض إجمالي كمية الكبريت اللازمة على مستوى الصناعة من خلال ممارسات إعادة التدوير الأكثر دقة وهو خيار محتمل للحد من الطلب. من شأن إعادة تدوير نفايات الأسمدة أن تقطع شوطًا طويلاً في تقليل كمية صخور الفوسفات الخام التي تحتاج إلى المعالجة الحمضية لإنتاج سماد جديد. بالإضافة إلى ذلك ، فإن إعادة تدوير المنتجات الثانوية لملح الكبريتات الناتجة عن العمليات الكيميائية لحمض الكبريتيك يمكن أن تساعد في استعادة أجزاء كبيرة من الكبريت. ومع ذلك ، فإن المنتج الأكثر قابلية للتطبيق من عملية إعادة التدوير هذه هو غاز كبريتيد الهيدروجين السام ، لذلك هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتوضيح هذه الفكرة. 

قد يكون استبدال حامض الكبريتيك ببدائل ممكنة في بعض النواحي. تم اقتراح حمض النيتريك كحمض قادر على معالجة الصخور بمستوى مشابه لحمض الكبريتيك ، ومع ذلك فإن مياه الصرف المنتجة على وجه التحديد في استخراج الفوسفات للأسمدة تكون مشعة. يستخدم حمض الكبريتيك أيضًا في بطاريات الليثيوم أيون ، لذا فإن البنية التحتية الأفضل لإعادة تدوير البطاريات أو إيجاد أشكال بديلة لتخزين الطاقة يمكن أن تقطع شوطًا طويلاً.

Chemwatch هنا للمساعدة

إذا كنت تريد معرفة المزيد عن صحة وسلامة المواد الكيميائية ، أو كيفية تقليل المخاطر أثناء العمل مع المواد الكيميائية ، فنحن هنا للمساعدة. لدينا أدوات لمساعدتك في إعداد التقارير الإلزامية ، وكذلك إنشاء ملفات SDS وتقييمات المخاطر. لدينا أيضًا مكتبة لـ بينرس تغطي لوائح السلامة العالمية والتدريب على البرامج والدورات المعتمدة ومتطلبات الملصقات. لمزيد من المعلومات ، اتصل بنا اليوم على sales@chemwatch.net.

مصادر: 

استفسار سريع