了解水星

獲取液態存在的緻密有毒金屬信息

汞在室溫下是液體。 圖片©Bionerd(Flickr)

另一方面,水星或“水銀”是一種緻密的有毒金屬元素,在室溫下以液態形式存在。 自上世紀80年代以來,由於對人類和環境造成的負面健康影響給予了更多關注,汞的使用自上世紀80年代以來一直在穩步下降。

屬性

特點

在室溫下,汞是一種稠密的銀色液體,具有非常高的密度和低導熱性。 它具有較高的導電性 ,容易與金和銀形成汞合金( 合金 )。

汞的最有價值的特徵之一是它能夠在整個液體範圍內均勻膨脹和收縮,以響應壓力和溫度的變化。 汞對人類和環境也是劇毒,在過去的幾十年中導致其生產和使用的急劇減少。

歷史

水星最早的使用可以追溯到公元前1500年,當時它被用來裝飾古埃及的墳墓。 可能由於其獨特的性質,汞被許多文明使用,研究和珍視,包括古希臘人,羅馬人,中國人和瑪雅人。

幾個世紀以來,人們認為汞具有特殊的治療特性,因此將其用作利尿劑和止痛藥,以及用於治療抑鬱症至梅毒的各種疾病的藥物。 它已被用於化妝品和裝飾材料。 中世紀的煉金術士對汞從礦石中提取黃金的能力特別感興趣。

早期,很明顯,神秘的液態金屬對人類是有毒的,因為汞礦的精神錯亂和死亡率高。 但是,這並不妨礙實驗。 使用硝酸汞將毛皮轉化為毛氈,經常被18和19世紀的帽子製造商所採用,導致了“瘋狂作為帽子”的表達。

在1554年和1558年之間,Bartolome de Medina開發了使用汞從礦石中提取銀的庭院工藝。 天井過程依賴於汞與銀汞合金的能力。 在西班牙阿爾馬登和秘魯Huancavelica的大型汞礦的支持下,天井工藝對17和18世紀西班牙白銀生產迅速擴張至關重要。 後來,在加利福尼亞淘金熱期間,庭院過程的變化被用來提取黃金。

到20世紀下半葉,越來越多的研究開始證明海產品中化學廢物流失與甲基汞含量之間存在關聯。 注意金屬對人類的健康影響。 近年來,美國和歐盟制定了關於汞的生產,使用和處置的嚴格規定。

生產

汞是一種非常稀有的金屬,最常見於礦石硃砂和利斯通石。

它是作為一種初級產品生產的,也是金, 的副產品。

通過燒掉迴轉窯或多爐膛爐中的硫化物,可以從硃砂(一種硫化礦石(HgS))生產汞。 粉碎的汞礦石與木炭或煉焦煤混合,並在300°C(570°F)以上的溫度下燃燒。 氧氣被泵入爐內,與硫結合,釋放出二氧化硫並產生汞蒸氣,可以收集和冷卻以進一步精煉為純金屬。

通過使汞蒸汽通過水冷式冷凝器,高沸點汞首先冷凝成液態金屬並收集起來。 使用這種工藝可以回收大約95%的硃砂礦中的汞含量。

汞也可以使用氫氧化鈉和硫化鈉從礦石中浸出。

汞的回收利用鋁或電解沉澱來完成。 通過蒸餾,汞可以淨化到99.999%以上。

商業級99.99%的汞以76lb(34.5kg)鍛鐵或鋼瓶銷售。

2010年,美國地質調查局(USGS)估計全球汞產量為2,250噸。中國目前供應全球產量的約70%,其次是吉爾吉斯斯坦(11.1%),智利(7.8%)和秘魯(4.5%)。

最大的汞生產商和供應商包括吉爾吉斯斯坦的Khaidarkan Mercury工廠,中國銅仁 - 鳳凰水銀地帶的生產商和前身為西班牙歷史悠久的阿爾馬登汞礦的Minas deAlmadény Arrayanes,SA,現在負責回收和管理大部分歐洲汞。

應用

自20世紀80年代初期以來,汞的生產和需求量一直在穩步下降。

北美和歐洲的汞金屬的主要應用是陰極電池,用於生產燒鹼。 在美國,這佔了75%的汞需求量,儘管自1995年以來這種電池的需求量已經下降了97%,因為現代氯鹼工廠採用了膜電池或隔膜電池技術。

在中國,聚氯乙烯(PVC)行業是最大的汞消費國。 像中國生產的煤基PVC生產需要使用汞作為催化劑。 根據美國地質調查局的數據,用於生產塑料如PVC的汞可能佔全球需求量的50%。

也許最著名的汞使用溫度計和氣壓計,然而,這種使用也在穩步下降。 Galinstan (鎵,銦和錫的合金 )由於合金的毒性較低,因此大多數情況下會取代溫度計中的汞。

水銀與貴金屬合併的能力,幫助其恢復,導致其在許多發展中國家繼續使用沖積金礦。

雖然有爭議,汞牙用汞合金繼續使用,儘管替代品的發展,仍然是金屬的主要產業。

近年來為數不多的用於汞的用途之一是緊湊型熒光燈泡(CFL)。 鼓勵消除能效較低的白熾燈泡的政府計劃支持了對CFL的需求,CFL需要氣態汞。

汞化合物也被用於電池,藥物,工業化學品,油漆和爆炸物雷姆雷姆。

貿易條例

美國和歐盟近來一直在規範汞貿易。 根據2008年“汞出口禁令法”,自2013年1月1日起,禁止從美國出口汞。截至2011年3月,所有歐盟成員國的汞出口都被禁止。挪威已經實施禁止生產,進口和出口汞。

資料來源:

冶金學概論 。 Joseph Newton,第二版。 紐約,John Wiley&Sons,Inc. 1947年。

水星:古人的元素。

來源:http://www.dartmouth.edu/~toxmetal/toxic-metals/mercury/

EncyclopædiaBritannica。 Mercury Processing(2011)。

取自http://www.britannica.com/EBchecked/topic/375927/mercury-processing