Ртуть, или «ртуть», как ее еще называют, представляет собой плотный токсичный металлический элемент, который существует в жидкой форме при комнатной температуре. Производство ртути, производимое и изучаемое в течение тысячелетий, с 1980-х годов неуклонно сокращалось в результате более пристального внимания к негативным последствиям для здоровья человека и окружающей среды.
свойства
- Атомный символ: Hg
- Атомный номер: 80
- Элемент Категория: Переходный металл
- Плотность: 15,534 г / см³
- Температура плавления: -38,9 ° C (102 ° F)
- Точка кипения: 356,9 ° C (674,4 ° F)
- Удельное электрическое сопротивление: 95,8 мкОм / см (20 ° C)
Характеристики
При комнатной температуре ртуть представляет собой густую серебристую жидкость с очень высокой плотностью и низкой теплопроводностью. Имеет относительно высокий электрическая проводимость и легко образует амальгамы (сплавы) с золотом и серебром.
Одной из наиболее ценных характеристик ртути является ее способность равномерно расширяться и сжиматься во всем диапазоне жидкостей в ответ на изменения давления и температуры. Ртуть также очень токсична как для людей, так и для окружающей среды, что привело к резкому сокращению ее производства и использования в течение последних нескольких десятилетий.
история
Самое раннее использование Меркурия можно проследить до 1500 г. до н.э., когда он использовался для украшения гробниц в древнем Египте. Вероятно, благодаря своим уникальным свойствам, ртуть использовалась, изучалась и ценилась многими цивилизациями, включая древних греков, римлян, китайцев и майя.
Веками люди верили, что ртуть обладает особыми целебными свойствами, и, следовательно, использовали ее в качестве мочегонного и обезболивающего, а также в качестве лекарств для лечения различных заболеваний от депрессии до сифилиса. Он был использован в косметике и в качестве декоративного материала. В средние века алхимиков особенно интересовала способность ртути извлекать золото из руды.
Вскоре стало ясно, что таинственный жидкий металл был токсичен для людей из-за высокого уровня безумия и смерти на ртутных рудниках. Это, однако, не помешало экспериментам. Использование нитрата ртути для превращения меха в войлок, часто используемое производителями шляп 18-го и 19-го века, привело к выражению «безумный как шляпник».
Между 1554 и 1558 годами Бартоломе де Медина разработал процесс патио для извлечения серебра из руд с использованием ртути. Процесс внутреннего дворика основан на способности ртути соединяться с серебром. При поддержке крупных ртутных рудников в Альмадене, Испания, и Уанкавелики, Перу, процесс производства патио имел решающее значение для быстрого расширения производства серебра в Испании в 17 и 18 веках. Позже, во время золотой лихорадки в Калифорнии, для извлечения золота использовались вариации процесса внутреннего дворика.
Ко второй половине 20-го века все больше исследований стали доказывать корреляцию между стоком химических отходов и содержанием метилртути в морепродуктах. Внимание было уделено влиянию металла на здоровье человека. В последние годы Соединенные Штаты и Европейский союз ввели строгие правила производства, использования и утилизации ртути.
производство
Ртуть является очень редким металлом и чаще всего встречается в рудах киновари и ливингстонита. Он производится как основной продукт и как побочный продукт золота, цинк, и медь.
Ртуть может быть получена из киновари, сульфидной руды (HgS), путем сжигания содержания сульфида во вращающейся печи или печах с несколькими очагами. Измельченная ртутная руда смешивается с древесным углем или коксующимся углем и сжигается при температуре выше 300 ° C (570 ° F). Кислород закачивается в печь, которая соединяется с серой, выделяя диоксид серы и создавая пары ртути, которые можно собирать и охлаждать для дальнейшей переработки в виде чистого металла.
Пропуская пары ртути через конденсатор с водяным охлаждением, ртуть, которая имеет высокую температуру кипения, первой конденсируется в жидкометаллическую форму и собирается. Около 95% содержания ртути в киноварной руде можно извлечь с помощью этого процесса.
Ртуть также можно выщелачивать из руд с помощью гидроксида натрия и сульфида натрия. Извлечение ртути осуществляется путем осаждения с использованием алюминия или электролиза. Посредством дистилляции ртуть может быть очищена до содержания более 99,999%.
Товарная, 99,99% ртути продается в 76-фунтовых (34,5 кг) кованых или стальных колбах.
Мировое производство ртути было оценено Геологическая служба США (USGS) составит 2250 тонн в 2010 году. В настоящее время Китай поставляет около 70% мирового производства, далее следуют Кыргызстан (11,1%), Чили (7,8%) и Перу (4,5%).
Крупнейшими производителями и поставщиками ртути являются Хайдарканский ртутный комбинат в Кыргызстане, производители ртутного пояса Тонгрен-Фэнхуан в Китае и Минас-де-Альмаден Arrayanes, S.A., который ранее управлял историческим ртутным рудником Almaden в Испании и теперь отвечает за переработку и управление значительным процентом европейских Меркурий.
Приложения
Производство ртути и спрос на нее неуклонно снижались с момента своего пика в начале 1980-х годов.
Основное применение металлической ртути в Северной Америке и Европе - катодные элементы, которые используются для производства каустической соды. В США это составляет 75% спроса на ртуть, хотя спрос на такие ячейки снизился 97% с 1995 года, так как современные хлорщелочные заводы приняли мембранную клетку или диафрагму технологии.
В Китае поливинилхлоридная (ПВХ) промышленность является крупнейшим потребителем ртути. Производство ПВХ на основе угля, как в Китае, требует использования ртути в качестве катализатора. Согласно USGS, ртуть, используемая в производстве пластмасс, таких как ПВХ, может составлять до 50% мирового спроса.
Возможно, наиболее известное использование ртути в термометрах и барометрах. Тем не менее, это использование также неуклонно сокращается. галинстан (сплав галлия, индия и банка) в основном заменил ртуть в термометрах из-за более низкой токсичности сплава.
Способность Меркурия объединяться с драгоценными металлами, способствуя их извлечению, привела к его дальнейшему использованию во многих развивающихся странах с аллювиальными золотыми приисками.
Несмотря на споры, использование ртути в зубных амальгамах продолжается и, несмотря на разработку альтернатив, все еще остается основной отраслью для металла.
Одним из немногих видов использования ртути, которое растет в последние годы, является компактная люминесцентная лампа (КЛЛ). Государственные программы, поощряющие ликвидацию менее энергоэффективных ламп накаливания, поддерживают спрос на КЛЛ, для которых требуется газообразная ртуть.
Соединения ртути также используются в батареях, лекарствах, промышленных химикатах, красках и фульминате ртути, детонаторах для взрывчатых веществ.
Правила торговли
Недавние усилия были предприняты США и ЕС для регулирования торговли ртутью. Согласно Закону о запрете экспорта ртути 2008 года, экспорт ртути из США будет запрещен с 1 января 2013 года. Экспорт ртути из всех стран-членов ЕС был запрещен с марта 2011 года. Норвегия уже ввела запрет на производство, импорт и экспорт ртути.
Источники:
Введение в металлургию. Джозеф Ньютон, второе издание. Нью-Йорк, John Wiley & Sons, Inc. 1947.
Меркурий: Элемент Древних.
Источник: http://www.dartmouth.edu/~toxmetal/toxic-metals/mercury/
Энциклопедия Британника. Mercury Processing (2011).
Извлекаются из http://www.britannica.com/EBchecked/topic/375927/mercury-processing