الكبريت الكتلي وتطبيقاته

الكبريت (بالإنجليزية: Sulfur) الذي يُعرف أيضًا في اللغة العربية باسم كبريت أو الجوهر الأصفر، هو عنصر كيميائي غير فلزي، أصفر اللون ولامع، عديم الرائحة، وهش. يرمز له بالرمز S وعدده الذري 16. يُعد الكبريت مادة كيميائية صناعية حيوية وضرورية لجميع أشكال الحياة، ويوجد في الطبيعة إما كعنصر نقي أو في معادن الكبريتيد والكبريتات.

أنواع الكبريت

يُعالج الكبريت إلى أشكال مختلفة لتلبية الاحتياجات الصناعية والزراعية المتنوعة. تشمل الأنواع التجارية الرئيسية ما يلي:

• الكبريت الحُبيبي المُتَكَتِّل (Prilled Sulfur): جزيئات صغيرة وموحدة الشكل على هيئة خرز، تُستخدم غالبًا في خلط الأسمدة.

• الكبريت الحُبيبي (Granular Sulfur): حبيبات كروية أكبر وأكثر صلابة، شائعة للمناولة والتخزين والنقل بكميات كبيرة.

• الكبريت الكتلي (Lumpy Sulfur) (الكبريت الخام): كتل صلبة كبيرة وغير منتظمة، وهو الشكل الذي يُستخرج به عادةً أو يتم تجميده في البداية.

• الكبريت المُسْتَحْلَب/المُبَلَّل (Powdered Sulfur): جزيئات دقيقة جدًا، تُستخدم عادةً كمبيد للفطريات أو مُحَسِّن للتربة.

• الكبريت السائل (Liquid Sulfur) (المصهور): كبريت يتم تسخينه فوق 115°C، ويُستخدم للنقل بالجملة وللمعالجة الصناعية الفورية (مثل إنتاج حمض الكبريتيك).

مقارنة: الكبريت الحُبيبي مقابل الكبريت الكتلي

على الرغم من أن كلا الشكلين صلبان، إلا أن خصائصهما الفيزيائية تجعلهما مناسبين لتطبيقات وطرق مناولة مختلفة.

التركيز على الكبريت الكتلي

الكبريت الكتلي، الذي غالبًا ما يُشار إليه باسم الكبريت الخام، هو عادةً الشكل الأولي أو الخام للمادة.

أنواع الكبريت الكتلي

يتم تصنيف الكبريت الكتلي عمومًا بناءً على مصدره ونقاءه:

1. كبريت عملية فراش (Frasch Process): نقي جدًا (غالبًا >99.9\%)، يتم تجميده بعد الاستخراج.

2. الكبريت المستعاد/الناتج عن التكرير: الكبريت المستعاد من الغاز الطبيعي أو البترول (منتج ثانوي لإزالة H₂S). عادةً ما يتم تجميده في كتل ثم تكسيره إلى كتل.

3. الكبريت البركاني/السطحي: كبريت يتم جمعه مباشرة من الرواسب البركانية، وغالبًا ما يكون ذا نقاء أقل ويتطلب معالجة أكبر.

متى يُستخدم الكبريت الكتلي أكثر؟

يُستخدم الكبريت الكتلي بشكل أساسي في الحالات التالية:

• عندما يكون الصهر بالجملة مطلوبًا: يعمل كمادة خام مباشرة للمصانع التي تصهر الكبريت لإنتاج حمض الكبريتيك (H2 SO4) أو ثاني كبريتيد الكربون.

• عندما تكون المعالجة المحلية أرخص: عندما تكون تكلفة تحويل الكتل إلى حبيبات مرتفعة، يتم شحن الكتل مباشرة إلى منشأة المعالجة.

• التخزين طويل الأمد: تُستخدم الكتل أو الكتل الكبيرة أحيانًا كمخزون احتياطي لأنها أقل عرضة للتدهور من المساحيق الدقيقة.

هل يمكن تحويل كتلة الكبريت إلى مسحوق؟ وكيف؟

نعم، بالتأكيد. يجب تحويل الكبريت الكتلي إلى أشكال أصغر وأسهل في المناولة لمعظم التطبيقات، خاصة في الزراعة (مبيدات الفطريات، محسّنات التربة) وإنتاج المواد الكيميائية الدقيقة.

تتضمن العملية طحن أو سحق الكتل:

1. التكسير: تُكسر الكتل الكبيرة أولاً إلى قطع أصغر باستخدام كسارة فكية أو مخروطية.

2. الطحن: تُغذى القطع الأصغر بعد ذلك في مطحنة مطرقية أو مطحنة كروية أو مطحنة أسطوانية لتحقيق النعومة المطلوبة (على سبيل المثال، المرور عبر شبكة غربال 200 أو 325).

3. الغربلة: يُغربل المسحوق الناتج لضمان حجم جزيئات موحد.

الكبريت وصحة الإنسان: هل هو سام؟

لا يُعتبر الكبريت الأولي سامًا للإنسان بشكل عام. إنه عنصر أساسي، ومركبات الكبريت (مثل الكبريتات والكبريتيت) شائعة في الطعام.

ومع ذلك، فإن بعض مركبات الكبريت شديدة السمية:

• كبريتيد الهيدروجين (H2 S): غاز شديد السمية يمكن أن يكون قاتلاً حتى في التركيزات المنخفضة، وله رائحة البيض الفاسد.

• ثاني أكسيد الكبريت (SO2): غاز سام ينبعث غالبًا من حرق الكبريت، وهو مهيج للجهاز التنفسي.

الكبريت في الغذاء والصحة

الكبريت هو عنصر معدني كبير حيوي للحياة. وهو مكون رئيسي لاثنين من الأحماض الأمينية الأساسية: الميثيونين والسيستين، وهما ضروريان لهيكل البروتين، ووظيفة الإنزيم، وإزالة السموم.

الأطعمة التي تحتوي على الكبريت:

• البصليات: البصل، الثوم، الكراث (تحتوي على مركبات الكبريت العضوي القوية).

• الخضروات الصليبية: البروكلي، القرنبيط، الكرنب، براعم بروكسل.

• مصادر البروتين: البيض (خاصة الصفار)، اللحوم، الدواجن، الأسماك.

• المكسرات والبذور: خاصة الجوز وبذور عباد الشمس.

هل هو ضار بالجسم؟ لا. الكبريت ضروري. يمكن أن يؤثر نقصه على تخليق البروتين ووظيفة الكبد. ومع ذلك، فإن الإفراط في تناول الإضافات التي تحتوي على الكبريت (مثل الكبريتيت في النبيذ أو الفواكه المجففة) يمكن أن يسبب تفاعلات حساسية أو ربو لدى الأفراد الحساسين، ولكن هذا يختلف عن الكبريت الموجود في بروتينات الطعام الطبيعية.

جدول مقارنة شامل لأنواع الكبريت

الخلاصة

في الختام، وكما أوضحنا، يلعب الكبريت الكتلي (Lumpy Sulfur)، على الرغم من شكله الخام والأولي، دور المادة الخام الصناعية الحيوية. تؤدي معالجة الكبريت، التي تبدأ غالبًا في شكله الكتلي، إلى تحويله إلى أشكال أكثر فائدة مثل الحُبيبات والمسحوق المستخدمة في قطاعات متعددة بما في ذلك الزراعة والصناعات الكيميائية. النقطة الحاسمة هي أن جزءًا كبيرًا من هذا الكبريت التجاري يُستعاد أثناء تكرير ومعالجة المنتجات النفطية والغاز، وتحديداً من الوقود مثل البنزين، و الكيروسين، والديزل. هذا يرسخ مكانة الكبريت كمنتج ثانوي استراتيجي لصناعة النفط. بالإضافة إلى التطبيقات الكيميائية، يُستخدم الكبريت أيضاً في إنتاج الأسفلت والقار (Bitumen) لتحسين خصائص رصف الطرق، مما يؤكد من جديد صلته التي لا تنفصم بسلسلة قيمة النفط والغاز. بشكل عام، يُعد الكبريت، سواء في حالته الكتلية أو أشكاله المُعالجة، حجر الزاوية للتنمية المستدامة في مختلف الصناعات، من الزراعة إلى البنية التحتية.