Frasch process
ફ્રેશ પ્રક્રિયા એ સલ્ફરના નીચા ગલનબિંદુનો લાભ લઈને ભૂગર્ભ થાપણોમાંથી સલ્ફર કાઢવાની એક પદ્ધતિ છે. મૂળભૂત થાપણોમાંથી સલ્ફરને પુનઃપ્રાપ્ત કરવાની આ એકમાત્ર ઔદ્યોગિક પદ્ધતિ છે. 20મી સદીના અંત સુધી વિશ્વનું મોટાભાગનું સલ્ફર આ રીતે મેળવવામાં આવતું હતું, જ્યારે પેટ્રોલિયમ અને ગેસ સ્રોતોમાંથી સલ્ફર પુનઃપ્રાપ્ત થવું વધુ સામાન્ય બન્યું હતું (ક્લોઝ પ્રક્રિયા જુઓ). ફ્રેશ પ્રક્રિયામાં, અતિઉષ્ણ પાણીને સલ્ફરની થાપણમાં પમ્પ કરવામાં આવે છે; સલ્ફર પીગળી જાય છે અને કાઢવામાં આવે છે. ફ્રેશ પ્રક્રિયા ઉચ્ચ શુદ્ધતા સલ્ફરનું ઉત્પાદન કરવામાં સક્ષમ છે. ઇતિહાસ ફ્રેશ સલ્ફર પ્રક્રિયા કાં તો મીઠાના ગુંબજો અથવા પથારીયુક્ત બાષ્પીભવન થાપણો પર શ્રેષ્ઠ રીતે કામ કરે છે, જ્યાં સલ્ફર અભેદ્ય સ્તરો વચ્ચે ફસાયેલા અભેદ્ય ખડક સ્તરોમાં જોવા મળે છે. હાઇડ્રોકાર્બનની હાજરીમાં એનહાઇડ્રાઇટ અથવા જિપ્સમનું બેક્ટેરિયલ પરિવર્તન, સલ્ફર ચક્રમાં ચૂનાના પત્થરો અને હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ ઉત્પન્ન કરે છે. હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ પછી ગંધકમાં ઓક્સિડાઇઝ થાય છે, પીગળતા પાણીમાંથી, અથવા એનારોબિક, સલ્ફર ઘટાડતા બેક્ટેરિયાની ક્રિયા દ્વારા 1867 માં, ખાણિયાઓએ લ્યુઇસિયાનાના કેલ્કાસીયુ પૅરિશમાં મીઠાના ગુંબજના કેપ્રોકમાં સલ્ફરની શોધ કરી હતી, પરંતુ તે ઝડપી રેતીની નીચે હતું, જેણે ખાણકામ અટકાવ્યું હતું. 1894માં જર્મનીમાં જન્મેલા અમેરિકન રસાયણશાસ્ત્રી, હર્મન ફ્રેશ (1852-1914) એ ઝડપી રેતીને બાયપાસ કરવા માટે પાઇપનો ઉપયોગ કરીને સલ્ફર દૂર કરવાની તેમની ફ્રેશ પદ્ધતિ ઘડી હતી. આનાથી બિનકાર્યક્ષમ અને પ્રદૂષિત સિસિલિયન પદ્ધતિનું સ્થાન લીધું. આ પ્રક્રિયા સફળ સાબિત થઈ, 24 ડિસેમ્બર, 1894 ના રોજ, જ્યારે પ્રથમ પીગળેલા સલ્ફરને સપાટી પર લાવવામાં આવ્યું હતું. આ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરવા માટે 1896માં યુનિયન સલ્ફર કંપનીની રચના કરવામાં આવી હતી. જો કે, પાણીને ગરમ કરવા માટે જરૂરી બળતણની ઊંચી કિંમતએ આ પ્રક્રિયાને બિનઅસરકારક બનાવી દીધી હતી, જ્યાં સુધી 1901માં ટેક્સાસમાં સ્પિન્ડલોપ તેલ ક્ષેત્રની શોધે આ પ્રદેશને સસ્તું બળતણ તેલ પૂરું પાડ્યું ન હતું. ફ્રેશ પ્રક્રિયાએ 1903માં લ્યુઇસિયાનામાં સલ્ફર ખાણ ખાતે આર્થિક ઉત્પાદન શરૂ કર્યું હતું. જ્યારે ફ્રેશની પેટન્ટની મુદત પૂરી થઈ, ત્યારે આ પ્રક્રિયા યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સના અખાતના દરિયાકાંઠે સમાન મીઠાના ગુંબજ સલ્ફરની થાપણો પર વ્યાપકપણે લાગુ કરવામાં આવી હતી. બીજી ફ્રેશ-પ્રક્રિયા ખાણ 1912માં ટેક્સાસના બ્રેઝોરિયા કાઉન્ટીમાં ખોલવામાં આવી હતી. 20મી સદીની શરૂઆતમાં અને મધ્યમાં ગલ્ફ કોસ્ટ વિશ્વ સલ્ફર ઉત્પાદનમાં પ્રભુત્વ ધરાવતો હતો. જો કે, 1970 ના દાયકાની શરૂઆતમાં, તેલ અને કુદરતી ગેસમાંથી ઉપઉત્પાદન સલ્ફરની પુનઃપ્રાપ્તિએ સલ્ફરની કિંમતમાં ઘટાડો કર્યો અને ઘણી ફ્રેશ-પ્રક્રિયા ખાણોને વ્યવસાયમાંથી બહાર કરી દીધી. યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સની છેલ્લી ફ્રેશ સલ્ફર ખાણ 2000માં બંધ થઈ હતી. ઇરાકમાં યુ. એસ. ના આક્રમણને કારણે 2003માં ઇરાકમાં ફ્રેશ ખાણ બંધ થઈ ગઈ હતી. ફ્રેશ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ હજુ પણ મેક્સિકો, યુક્રેન અને પોલેન્ડમાં સલ્ફરની થાપણોને કામ કરવા માટે થાય છે. પ્રક્રિયા ફ્રેશ પ્રક્રિયામાં, સલ્ફર થાપણમાં ત્રણ કેન્દ્રિત નળીઓ દાખલ કરવામાં આવે છે. અતિઉષ્ણ પાણી (165 °C, 2.5-3 MPa) ને સૌથી બહારની નળી દ્વારા થાપણમાં દાખલ કરવામાં આવે છે. સલ્ફર (એમ. પી. 115 °C) પીગળી જાય છે અને મધ્ય નળીમાં વહે છે. પીગળેલા સલ્ફરની વધુ ઘનતાને કારણે એકલા પાણીનું દબાણ સલ્ફરને સપાટી પર દબાણ કરવામાં અસમર્થ હોય છે, તેથી સલ્ફરને ફ્રોથ કરવા માટે સૌથી અંદરની નળી દ્વારા ગરમ હવા દાખલ કરવામાં આવે છે, જે તેને ઓછી ગાઢ બનાવે છે અને તેને સપાટી પર ધકેલી દે છે. પ્રાપ્ત સલ્ફર ખૂબ જ શુદ્ધ (99.7-99.8%) હોઈ શકે છે. આ સ્વરૂપમાં તેનો રંગ હળવો પીળો હોય છે. જો કાર્બનિક સંયોજનો દ્વારા દૂષિત હોય, તો તે ઘેરા રંગનું હોઈ શકે છે; વધુ શુદ્ધિકરણ આર્થિક નથી, અને સામાન્ય રીતે બિનજરૂરી છે. આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સે 1989માં 38 લાખ ટન સલ્ફરનું ઉત્પાદન કર્યું હતું અને મેક્સિકોએ 1991માં 22 લાખ ટન સલ્ફરનું ઉત્પાદન કર્યું હતું. ફ્રેશ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ 50-800 મીટર ઊંડા થાપણો માટે થઈ શકે છે. દરેક ટન સલ્ફરનું ઉત્પાદન કરવા માટે 3-38 ક્યુબિક મીટર સુપરહીટેડ પાણીની જરૂર પડે છે, અને તેની સાથે સંકળાયેલ ઊર્જાનો ખર્ચ નોંધપાત્ર છે. વર્ગખંડ માટે યોગ્ય ફ્રેશ પ્રક્રિયાના કાર્યકારી પ્રદર્શન મોડેલનું વર્ણન કરવામાં આવ્યું છે. સંદર્ભો વધુ વાંચન સલ્ફરનો ઇતિહાસ (સલ્ફર, લ્યુઇસિયાના) બાહ્ય કડીઓ (ફ્રેશ પ્રક્રિયાનું વર્ણન) ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયાઓ સલ્ફર ખાણકામ