Использование гелия


  • Главная
  • Статьи и полезная информация
  • Гелий: сферы применения и способы добычи

Гелий

Гелий — это химический элемент, который представляет собой бесцветный газ без запаха и вкуса. Впервые был замечен при спектроскопии света (расщеплении света на лучи разного цвета), источаемого солнцем во время затмения. В 1868 году французский астроном Пьер Жюль Жансен вместе с английским коллегой Джозефом Норманом Локьером смогли наблюдать новую светло-желтую линию, до этого неизвестную науке. Как выяснилось, так отобразился ранее не известный элемент, который позже назвали гелием.

По распространению во вселенной гелий находится на втором месте после водорода, но на нашей планете этого газа не много. Лишь в 1895 году химик из Шотландии Уильям Рамзай выделил гелий из минерала клевеита.

Классификация месторождений

На сегодняшний день столь редкий элемент добывают из природного газа. Оренбургский газоперерабатывающий завод занимается этим в России. В найденных месторождениях находится всего 0,055 % гелия в природном газе, что относит этот источник к «бедному». «Богатыми» месторождениями можно называть те, в которых процент искомого вещества составляет не ниже 0,5 %. Если доля гелия в газе составляет 0,1–0,5 %, то такое месторождение носит имя «рядовое».

Гелий в природе


Земной гелий чаще всего образуется при распаде урана-235, тория и урана-238, а также нестабильных продуктов их распада. Газ медленно накапливается в земной коре. За миллионы лет одна тонна гранита, в которой содержится 10 г тория и 2 г урана, вырабатывает всего 0,5 см3 (или 0,09 мг) элемента. Лишь немногие минералы, богатые торием и ураном, могут похвастаться высоким содержанием гелия. Кроме того, большая часть минералов подвергается выветриванию, перекристаллизации и другим процессам, в результате которых гелий уходит. Высвободившиеся пузырьки могут раствориться в подземных водах или выйти в атмосферу через трещины и поры в минералах.

Производство гелия

Производство гелия

На нашей планете всего насчитывается до 41 млрд кубометров гелия. Большое количество месторождений расположено в Китае, США, России, Алжире. Всего в мире человечеством добывается приблизительно 175 млн кубометров гелия в год, из которых в России производится не более 5 млн м³. Вызвано это тем, что самые богатые месторождения данного газа находятся в Сибири и на Дальнем Востоке, где производство пока что не налажено.

Как добывается гелий из природного газа


Добыча гелия из природного газа состоит из двух этапов. Вследствие проведения низкотемпературной конденсации можно получить гелиевый концентрат, в котором необходимого вещества уже имеется 80 %. Далее необходимо очисть полученный концентрат от примесей (методы зависят от элементов): водорода, аргона, неона, азота, метана.

Сферы применения гелия

Сферы применения гелия

Гелий имеет много полезных свойств, среди которых электропроводимость и теплопроводность. Во многих сферах требуются именно эти свойства. Газ часто применяется в авиации, ракетостроении, атомной и электронной промышленности, в медицине.

Впервые гелий применили в Германии в 1915 году, им стали наполнять дирижабли. Очень быстро этот легкий и негорючий газ стал незаменимым наполнителем для воздухоплавательных аппаратов. В 30-х годах интерес к дирижаблестроению спал, что повлекло за собой сокращение объемов производства гелия, правда лишь на короткое время, так как на элемент начали обращать внимание химики, металлурги и машиностроители.

Гелий очень легкий, что позволяет применять его при погружении в воду или для воздухоплавания (воздушные шары, дирижабли).

Данный газ не токсичен, его можно вдыхать без вреда для здоровья. Именно по этой причине из него часто изготовляют различные дыхательные смеси.


Это могут быть составы для проведения кессонных работ или подводного плавания с аквалангами. Такая сфера применения газа связана с его низкой реактивностью и растворимостью в воде и крови.

В последнее время гелий стали часто применять в атомной промышленности: из данного вещества получается неплохой теплоноситель для атомных реакторов. Нашел свою нишу газ и в металлургии: из гелия можно создать защитную среду при сварке металлов.

Гелий, позволяющий получать сверхнизкие температуры, выполняет роль охлаждающего агента в Большом адронном коллайдере. Его используют при создании аппаратов МРТ, ракет «Аполлон» и спутниковой аппаратуры. Его применяют в качестве инертного газа при производстве оптоволокна и полупроводников. Газовые лазеры с гелием используют на кассах в супермаркетах для сканирования штрих-кодов.

Благодаря низкой плотности газ используется в качестве наполнителя для шаров, которые применяют как для декора, так и в исследовательских целях. Например, в метеорологии гелиевые шары нужны для того, чтобы поднять измерительные приборы на нужную высоту.

Хватит ли нам гелия?

По прогнозам ООО «Газпром ВНИИГАЗ», для всей индустрии понадобится около 238–312 млн кубометров уже к 2030 году, что значительно превышает предполагаемый объем добычи (213–238 млн кубометров). Естественно возникнет дефицит, избежать который можно только с помощью повышения уровня производства гелия по всему миру. Правительство Российской Федерации уже сейчас предпринимает необходимые меры по строительству центров производств столь важного ресурса в Чаядинском, Ковытинском и в других регионах Сибири.


Источник: geliy24.ru

Что такое гелий и где его применяют? Когда-то Господь применил гелий и водород для создания Вселенной, иначе как объяснить, что именно эти элементы таблицы Менделеева – водород и гелий (23%)– самые распространенные в космосе?! Хотя на Земле гелий – редкий и очень ценный элемент. Но для многих из нас гелий – это всего лишь легкий газ, которым накачивают воздушные шарики, чтобы они летали.

Гелий (Не) — нетоксичный и абсолютно безвредный для человека газ, не имеющий цвета, запаха и вкуса, был открыт в 1868 году французским исследователями астрономами Пьером Жюль Жансена и Джозефом Норманном. Они наблюдали за солнечным затмением и проводили спектроскопию лучей, когда при их разделении обнаружился светло-желтый элемент, который на то время был еще неизвестен. Позже оказалось, что это газообразный элемент гелий (Helium), и название он получил от древнегреческого «Гелиос» — солнце. При этом гелий гораздо легче воздуха, поэтому притяжение на этот газ не действует.


Но при всей распространенности гелия во Вселенной, на Земле это редкий элемент, среднее содержание гелия в земном веществе — 0,003 мг/кг или 0,003 г/т, и наиболее всего он концентрируется в минералах, содержащих уран, торий и самарий. В воздухе тоже содержится 0,0005% гелия. Первым на земле в 1895 году гелий выделил из радиоактивного минерала клевеита шотландский химик Уильям Рамзай.

Основная часть мировых запасов гелия около 41 млрд./куб . Из них 65% сосредоточена в России и США, но если гелиевый потенциал США год от года падает, то в России, наоборот, прирастает за счет нефтегазоносных месторождений Восточной Сибири. Также месторождения этого газа имеются в Китае, Алжире и Катаре. В год в России потребляется более 5 миллионов кубометров этого газа.

В России в настоящее время гелий добывают из природного газа путем охлаждения, вследствие чего выделяется конденсат гелия, состоящий на 80% из этого химического элемента. Потом от конденсата отделяют водород, метан, азот и аргон, и получают чистый гелий.

Богатый гелием природный газ может содержать от 0,5%, в среднем цифра 2%, и исключительно редко встречается природный газ со скоплением гелия до 8-16% . А газ, который используют в промышленности, содержит всего 0,055% гелия.


Гелий является одним из благородных газов. Обладает очень низкой температурой кипения (-268,94 С0), высокой тепло проводимостью и электропроводимостью. Поэтому, гелий применяют в различных сферах жизнедеятельности человека, в таких как:

1.       Медицина. Гелий применяется для лечения и помощи органов дыхания, например, бронхиальной астмы. Из гелия делают дыхательные смеси.

2.       Металлургическая промышленность – для создания защитного слоя при сварке.

3.       Далее..

Источник: zen.yandex.ru

Гелий представляет собой инертный газ, который не имеет цвета, а также запаха и вкуса. Он востребован в области медицины. Связано это с тем, что гелиевый воздух значительно активнее обычного, соответственно, он намного быстрее «подводит» кислород к альвеолам, а также оперативно выводит углекислый газ. Это уникальное свойство применяют в медицине для лечения заболеваний гортани, а также для избавления от бронхиальной астмы.

Не менее широко востребован гелий в сфере промышленного оборудования. В частности, его используют в качестве хладагента, с помощью которого можно достигнуть сверхнизких температур.


Этот газ активно используют при выполнении сварочных работ. Его применение дает возможность улучшить формирование швов и одновременно с тем снижает вероятность образования пор. Это преимущество особенно важно в случае, если стоит необходимость соединить методом сварки элементы, имеющие большой теплоотвод. Гелий обеспечивает равномерный постепенный разогрев сварочной ванны.

Не так давно гелий стали использовать для решения задач, связанных с изготовлением наружной рекламы. Этим газом заполняют газоразрядные трубки. Соответственно, при пропускании через них электротока возникают достаточно яркие цветные вспышки. С помощью таких элементов удается создать вывески и элементы, которые привлекают к себе внимание и смотрятся эффектно. Важно отметить, что гелий, используемый в «паре» с неоном, применяют для создания специальных лазеров.

Обширная сфера применения гелия обусловлена его уникальными свойствами. Например, этот газ не горит и является полностью инертным. Именно поэтому он идеально подходит для создания нейтральной неагрессивной атмосферы. В ней можно осуществлять многие виды металлургических процессов, так как материал будет защищен от доступа воздуха, то есть:

  • образования шлаковых включений;
  • окисления.

Особенно важно такое свойство гелия, а точнее возможность создания с его помощью нейтральной атмосферы, при производстве титана.

Источник: www.GeneratorGaza.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.