Worldlex Wiki Dans le procédé Frasch, de l'eau surchauffée est injectée dans le gisement de soufre ; le soufre fond et est extrait. Le procédé Frasch permet de produire du soufre de haute pureté, d'environ 99,5 %.
En 1867, des mineurs découvrirent du soufre dans la couche de couverture d'un dôme de sel de la paroisse de Calcasieu, en Louisiane , mais celui-ci se trouvait sous des sables mouvants , ce qui empêchait son exploitation. En 1894, le chimiste américain d'origine allemande Herman Frasch (1852-1914) mit au point sa méthode Frasch d'extraction du soufre, utilisant des canalisations pour contourner les sables mouvants. Cette méthode remplaça la méthode sicilienne, inefficace et polluante . Le procédé s'avéra concluant le 24 décembre 1894, date à laquelle le premier soufre fondu fut remonté à la surface. La Union Sulphur Company fut fondée en 1896 pour exploiter ce procédé. Cependant, le coût élevé du combustible nécessaire au chauffage de l'eau rendit le procédé non rentable jusqu'à la découverte, en 1901, du gisement pétrolier de Spindletop au Texas, qui fournit du fioul bon marché à la région. La production rentable du procédé Frasch débuta aux mines de soufre de Louisiane en 1903.
À l'expiration du brevet de Frasch, le procédé fut largement appliqué à des gisements de soufre similaires, situés dans des dômes de sel, le long de la côte du golfe du Mexique, aux États-Unis. La deuxième mine utilisant le procédé Frasch ouvrit ses portes en 1912 dans le comté de Brazoria, au Texas . La côte du Golfe domina la production mondiale de soufre au début et au milieu du XXe siècle . Cependant, à partir des années 1970, la récupération du soufre comme sous-produit du pétrole et du gaz naturel fit baisser le prix du soufre et entraîna la fermeture de nombreuses mines utilisant le procédé Frasch. La dernière mine de soufre Frasch aux États-Unis ferma en 2000 . Une mine Frasch en Irak ferma en 2003 suite à l'invasion américaine du pays.
Le procédé Frasch est encore utilisé pour exploiter les gisements de soufre au Mexique, en Ukraine et en Pologne.
Processus
Le procédé Frasch d'extraction du soufre est particulièrement efficace sur les dômes de sel ou les gisements d'évaporites stratifiés, où le soufre se trouve dans des couches rocheuses perméables , piégées entre des couches imperméables. L'altération bactérienne de l'anhydrite ou du gypse , en présence d'hydrocarbures, produit du calcaire et du sulfure d'hydrogène dans le cycle du soufre . Ce dernier s'oxyde ensuite en soufre, soit à partir de l'eau de percolation, soit par l'action de bactéries anaérobies sulfato-réductrices
Dans le procédé Frasch, trois tubes concentriques sont introduits dans le gisement de soufre. De l'eau surchauffée (165 °C, 2,5-3 MPa) est injectée dans le gisement par le tube extérieur. Le soufre (point de fusion : 115 °C) fond et s'écoule dans le tube central. La pression de l'eau seule ne suffit pas à faire remonter le soufre à la surface en raison de sa densité élevée ; de l'air chaud est donc introduit par le tube intérieur pour mousser le soufre, le rendant moins dense et le poussant ainsi vers la surface.
Le soufre obtenu peut être très pur (99,7 à 99,8 %). Sous cette forme, il est de couleur jaune clair. S'il est contaminé par des composés organiques, il peut être de couleur foncée ; une purification supplémentaire n'est pas rentable et généralement inutile. Grâce à cette méthode, les États-Unis ont produit 3,89 millions de tonnes de soufre en 1989 et le Mexique 1,02 million de tonnes en 1991.
Le procédé Frasch peut être utilisé pour des gisements situés entre 50 et 800 mètres de profondeur. La production de chaque tonne de soufre nécessite entre 3 et 38 mètres cubes d'eau surchauffée, et le coût énergétique associé est important. Un modèle de démonstration fonctionnel du procédé Frasch, adapté à une utilisation en salle de classe, a été décrit.
impact économique
| Année | États-Unis | Italie | Japon | Chili | Espagne | Total |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1900 | 3 147 | 535 525 | 14 211 | 1 661 | 738 | 555 282 |
| 1901 | 6 867 | 554 203 | 16 287 | 2 037 | 600 | 597 994 |
| 1902 | 7 446 | 530 913 | 17 996 | 2 594 | 443 | 559 394 |
| 1903 | 35 097 | 545 005 | 22 513 | 3 504 | 1 653 | 607 772 |
| 1904 | 85 000 | 519 231 | 25 165 | 3 538 | 595 | 633 529 |
| 1905 | 220 000 | 559 942 | 24 264 | 3 417 | 600 | 808 223 |
| 1906 | 295 123 | 491 920 | 27 885 | 4 525 | 689 | 820 142 |
| 1907 | 188 878 | 420 229 | 32 803 | 2 859 | 3 555 | 648 324 |
| 1908 | 364 444 | 438 279 | 32 891 | 2 662 | 2 941 | 841 217 |
| 1909 | 273 983 | 428 189 | 36 317 | 4 437 | 3 375 | 746 301 |
| 1910 | 247 060 | 423 563 | 43 154 | 3 762 | 3 773 | 721 312 |
| 1911 | 205 066 | 407 620 | 49 481 | 4 380 | 6 476 | 673 023 |
| 1912 | 787 735 | 383 300 | 53 692 | 4 361 | 4 519 | 1 233 607 |
| 1913 | 491 080 | 380 209 | 58 509 | 6 542 | 7 381 | 943 721 |
| 1914 | 417 690 | 371 875 | 72 944 | 9 850 | 7 933 | 880 292 |
| 1915 | 520 582 | 352 451 | 71 066 | 9 615 | 9 517 | 963 231 |
| 1916 | 649 683 | 265 120 | 104 707 | 14 644 | 10 461 | 1 044 515 |
| 1917 | 1 134 412 | 208 501 | 116 224 | 17 787 | 12 681 | 1 489 605 |
| 1918 | 1 353 525 | 230 596 | 63 748 | 19 248 | 12 537 | 1 679 654 |
| 1919 | 1 190 575 | 222 555 | 49 831 | 18 611 | 11 263 | 1 492 835 |
| 1920 | 1 255 249 | 259 440 | 38 975 | 13 129 | 12 200 | 1 578 993 |
| 1921 | 1 879 150 | 269 547 | 36 013 | 9 517 | 5 170 | 2 199 397 |
| 1922 | 1 830 942 | 154 696 | 34 095 | 12 057 | 13 028 | 2 054 818 |
| 1923 | 2 036 097 | 252 293 | 36 825 | 11 200 | 8 382 | 2 344 797 |
| 1924 | 1 220 561 | 290 241 | 46 133 | 9 611 | 9 388 | 1 575 934 |
| 1925 | 1 409 262 | 259 428 | 46 962 | 8 929 | 7 859 | 1 732 440 |
| 1926 | 1 890 027 | 267 107 | 47 020 | 8 787 | 9 351 | 2 222 292 |
| 1927 | 2 111 618 | 300 888 | 60 371 | 12 303 | 10 065 | 2 495 245 |
| 1928 | 1 981 873 | 291 430 | 68 956 | 15 423 | 10 199 | 2 367 881 |
| 1929 | 2 362 389 | 323 000 | 58 718 | 16 000 | 10 000 | 2 770 107 |