Способы получения гелия
Купить газовый баллон с гелием или заправить пустую ёмкость в наши дни не составит большого труда. Несмотря на это стоимость этого газа довольно велика, ведь добыча гелия представляет собой очень непростой технологический процесс. Несмотря на то, что гелий является вторым по распространённости газом во вселенной после водорода, на Земле этот элемент входит в состав различных газовых смесей в очень незначительной концентрации.
Из природного газа
В промышленном масштабе этот элемент добывают из природного газа. К сожалению, не каждое газовое месторождение подходит для организации производства гелия. Получение гелия из природного газа только в том случае может считаться рентабельным, если его концентрация составляет более 0,055%. Выделение гелия из газовой смеси осуществляется в результате сильного охлаждения природного газа.
Процесс добычи осуществляется в два этапа:
- Получение концентрата.
- Очистка концентрата до получения технически чистого инертного газа.
Концентрат представляет собой смесь различных газов, в которой содержание гелия составляет около 70%. На заключительном этапе производится очистка газа от водорода и других примесей методом сжатия и охлаждения, а также пропускания жидкого гелия через адсорбер из активированного угля. После завершения операции газ можно заправлять в баллоны.
Из минералов
Гелий может быть получен из некоторых радиоактивных минералов. К этой категории горных пород относятся:
- Клевеит,
- Фергюсонит,
- Монацит.
Производство гелия из минералов осуществляется, если концентрация газа составляет более 1см3 в одном грамме руды. Для того, чтобы извлечь газ из горной породы её нагревают до 1000ºС. При такой температуре гелий выделяется вместе с углекислым газом, который затем удаляют с помощью едкого натрия. В результате очистки получается очень чистый газ, который можно сразу использовать.
Из воздуха
В атмосферном воздухе содержание гелия очень мало, но в процессе добычи азота и кислорода этот газ образуется в качестве побочного продукта. Технологический процесс получения этих элементов основан на разнице температуры конденсации газа. После «выпаривания» азота и кислорода в специальных ректификационных колоннах, в ёмкости остаётся неон и гелий. Неон выделяется из смеси с помощью жидкого водорода, в котором этот газ затвердевает. Можно также отделить гелий активированным углем, который охлаждается жидким азотом.
Специально заниматься добычей гелия из воздуха экономически нецелесообразно. В сравнении с производством этого вещества из природного газа финансовые затраты возрастают в тысячи раз.
Похожие статьи
