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Schwefel

Gewinnung

Zur Schwefel-Gewinnung nutzt man entweder Lagerstätten, in denen der Schwefel elementar vorkommt oder Schwefelwasserstoff-Gas, das in Erdgas und -öl oder anderen anfallenden Gasen, wie z.B. Kokereigas, Heizgas, Synthesegas, Wassergas enthalten ist.

Abb.1
Handelsformen des Schwefels

Stangenschwefel, Schwefel-Pulver, und rhombischer Schwefel.

Bis zum ersten Weltkrieg wurde vorwiegend schwefelhaltiges Gestein auf Sizilien zur Schwefel-Gewinnung genutzt. Der Schwefel-Gehalt betrug im Durchschnitt 25 %, erreichte aber auch Spitzenwerte bis 40 %. Mit Entdeckung der großen Schwefel-Vorkommen in den USA (Louisiana und Texas) wurde Amerika zum weltgrößten Schwefelsäure-Produzenten. Der Schwefel kommt dort in 400 bis 800 m Tiefe in einer Mächtigkeit von 60 bis 100 m vor, wodurch ein bergmännischer Abbau wie zuvor in Italien unmöglich wurde.

Bis 1980 wurde dieser Schwefel hauptsächlich mittels des Frasch-Verfahrens abgebaut. Seitdem ist dieses Verfahren jedoch aus Umweltschutzgründen stark rückläufig. Heute wird bereits kaum noch Schwefel nach diesem Verfahren gefördert. Das Frasch-Verfahren wurde ersetzt durch die Gewinnung des Schwefels aus Erdgas und Rohöl. Im Erdgas liegt der Schwefel als H2S in Konzentrationen von bis zu 30 % vor. Durch katalytische Oxidation über Aktivkohle, Bauxit oder Al2O3 entsteht elementarer Schwefel und Wasser. Dieses Verfahren wird als Claus-Prozess bezeichnet. Aus Gründen der besseren technischen Beherrschbarkeit erfolgt die Oxidation in zwei Stufen, da sonst begünstigt durch den stark exothermen Prozess vorwiegend Schwefeldioxid entstehen würde:

H2S+ 32O2 SO2+ H2O + 518,4 kJ SO2+ 2H2S 38S8+ 2H2O + 45,7kJ 3H2S+ 32O2 38S8+ 3H2O + 664,1kJ

Der Katalysator wird nur im zweiten Oxidationsschritt benötigt. Der auf diese Weise gewonnene Schwefel ist sehr rein (99,5 %). Die Ablösung des Schwefels vom Katalysator macht den Einsatz von Lösungsmitteln (CS2, Chlorbenzol, Wasserdampf) erforderlich.

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