Gyvsidabrio taikymo metalurgijoje vadovas

Gyvsidabris arba, kaip dar žinoma, „kietasis tirpalas“ yra tankus, toksiškas metalo elementas, kuris kambario temperatūroje yra skystas. Gaminamas ir tiriamas tūkstantmečius, gyvsidabrio vartojimas nuo 1980 m. Stabiliai mažėjo, nes daugiau dėmesio buvo skiriama neigiamam poveikiui sveikatai, kurį jis daro žmonėms ir aplinkai.

• Atominis simbolis: Hg
• Atominis skaičius: 80
• Elemento kategorija: Pereinamasis metalas
• Tankis: 15,534g / cm³
• Lydymosi temperatūra: -38.9 ° C (102 ° F)
• Virimo temperatūra: 356,9 ° C (674,4 ° F)
• Elektrinis atsparumas: 95,8 mikrohm / cm (20 ° C)

Kambario temperatūroje gyvsidabris yra storas, sidabrinis skystis, turintis labai didelį tankį ir mažą šilumos laidumą. Jis turi palyginti aukštą elektrinis laidumas ir lengvai formuoja amalgamas (lydiniai) su auksu ir sidabru.

Viena labiausiai vertinamų gyvsidabrio savybių yra jo gebėjimas tolygiai plėstis ir susitraukti visame skysčių diapazone, reaguojant į slėgio ir temperatūros pokyčius. Gyvsidabris taip pat yra labai toksiškas tiek žmonėms, tiek aplinkai, todėl per pastaruosius kelis dešimtmečius jo gamyba ir naudojimas smarkiai sumažėjo.

Ankstyviausias gyvsidabrio panaudojimas gali būti atsektas 1500 m. Pr. Kr., Kai jis buvo naudojamas puošti antkapius senovės Egipte. Tikriausiai dėl savo unikalių savybių gyvsidabris buvo naudojamas, tyrinėjamas ir vertinamas daugybės civilizacijų, įskaitant senovės graikus, romėnus, kinus ir majus.

Per amžius žmonės tikėjo, kad gyvsidabris turi ypatingų gydomųjų savybių, todėl jį naudojo kaip diuretikas ir skausmą malšinantis vaistas, taip pat kaip vaistai įvairiems negalavimams gydyti nuo depresijos iki sifilio. Jis buvo naudojamas kosmetikoje ir kaip dekoratyvinė medžiaga. Viduramžių alchemikai ypač domėjosi gyvsidabrio galimybėmis išgauti auksą iš rūdos.

Anksti paaiškėjo, kad paslaptingas skystas metalas buvo toksiškas žmonėms, nes gyvsidabrio kasyklose buvo padaryta didžiulė beprotybė ir mirtis. Tačiau tai nesutrukdė eksperimentuoti. Gyvsidabrio nitrato panaudojimas kailiui paversti veltiniu, kurį dažnai naudojo XVIII ir XIX amžiaus skrybėlių gamintojai, sukėlė posakį „pamišęs kaip skrybėlė“.

1554–1558 m. Bartolome'as de Medina sukūrė vidaus kiemo metodą, kaip iš rūdų išgauti sidabrą naudojant gyvsidabrį. Kiemo procesas priklauso nuo gyvsidabrio sugebėjimo susilieti su sidabru. Remiantis didelėmis gyvsidabrio kasyklomis Almadene (Ispanija) ir Huankavelikoje (Peru), vidaus kiemo procesas buvo kritiškas norint greitai išplėsti Ispanijos sidabro gamybą XVII – XVIII amžiuose. Vėliau, Kalifornijos aukso skubėjimo metu, auksas buvo išgaunamas kiemo proceso variacijomis.

Iki XX amžiaus antrosios pusės vis daugiau tyrimų pradėjo įrodyti ryšį tarp cheminių atliekų nuotėkio ir metilo gyvsidabrio kiekio jūros gėrybėse. Buvo atkreiptas dėmesys į metalo poveikį žmonių sveikatai. Pastaraisiais metais JAV ir Europos Sąjunga priėmė griežtus gyvsidabrio gamybos, naudojimo ir šalinimo reglamentus.

Gyvsidabris yra labai retas metalas ir dažniausiai randamas rūdos cinamaruose ir Livingstonite. Jis gaminamas kaip pagrindinis produktas ir kaip šalutinis aukso produktas, cinkoir varis.

Gyvsidabrį galima gauti iš cinobaro, sulfido rūdos (HgS), sudeginant sulfido kiekį rotacinėje krosnyje arba keliose židinio krosnyse. Susmulkinta gyvsidabrio rūda sumaišoma su medžio anglimi arba koksinėmis anglimis ir sudeginama aukštesnėje nei 300 ° C (570 ° F) temperatūroje. Į krosnį pumpuojamas deguonis, kuris susijungia su siera, išskirdamas sieros dioksidą ir sukurdamas gyvsidabrio garus, kuriuos galima surinkti ir atvėsinti tolimesniam gryninimui kaip gryną metalą.

Praleidžiant gyvsidabrio garus per vandenyje aušinamą kondensatorių, aukšto virimo temperatūros gyvsidabris pirmiausia kondensuojasi į savo skysto metalo formą ir surenkamas. Šiuo procesu galima išgauti apie 95% gyvsidabrio kiekio cinamaro rūdoje.

Gyvsidabrį taip pat galima išplauti iš rūdų, naudojant natrio hidroksidą ir natrio sulfidą. Gyvsidabris atgaunamas nusodinant naudojant aliuminį arba elektrolizės būdu. Distiliavimo metu gyvsidabris gali būti išgrynintas iki daugiau nei 99,999%.

Komercinio tipo 99,99% gyvsidabrio parduodama 76,5 svaro (34,5 kg) kaustytose ar plieninėse kolbose.

Pasaulyje gyvsidabrio gamybą įvertino JAV geologijos tarnyba (USGS) 2010 m. Bus 2250 tonų. Šiuo metu Kinija tiekia apie 70% pasaulinės produkcijos, po to eina Kirgizija (11,1%), Čilė (7,8%) ir Peru (4,5%).

Didžiausi gyvsidabrio gamintojai ir tiekėjai yra „Khaidarkan“ gyvsidabrio gamykla Kirgizijoje, Kinijos „Tongren-Fenghuang“ gyvsidabrio juostos ir „Minas de Almadén y“ gamintojai. „Arrayanes“, S.A., kuris anksčiau eksploatavo istorinę Almadeno gyvsidabrio kasyklą Ispanijoje ir dabar yra atsakingas už didelio procento Europos atliekų perdirbimą ir tvarkymą gyvsidabrio.

Gyvsidabrio gamyba ir paklausa stabiliai mažėjo nuo didžiausio devintojo dešimtmečio pradžios.

Pagrindinis gyvsidabrio metalo panaudojimas Šiaurės Amerikoje ir Europoje yra katodo elementuose, kurie naudojami kaustinės sodos gamybai. JAV tai sudaro 75% gyvsidabrio poreikio, nors tokių elementų paklausa sumažėjo 97% nuo 1995 m., Nes šiuolaikiniai chloro ir šarmų augalai priėmė membranos arba diafragmos ląsteles technologijos.

Kinijoje polivinilchlorido (PVC) pramonė yra didžiausia gyvsidabrio vartotoja. Anglies pagrindu pagaminto PVC, kaip kad Kinijoje, gamybai reikia naudoti gyvsidabrį kaip katalizatorių. USGS duomenimis, gyvsidabris, naudojamas plastikų, tokių kaip PVC, gamyboje, gali sudaryti net 50% pasaulinės paklausos.

Turbūt labiausiai žinomas gyvsidabrio panaudojimas yra termometrai ir barometrai. Tačiau šis vartojimas taip pat nuolat mažėja. Galinstan (galio, indžio ir alavas) daugiausia pakeitė gyvsidabrį termometruose dėl mažesnio lydinio toksiškumo.

Gyvsidabrio gebėjimas susilieti su tauriaisiais metalais, padedant juos atsigauti, lėmė, kad jis vis dar naudojamas daugelyje besivystančių šalių, turinčių aliuzijų aukso kasyklas.

Nors gyvsidabrio naudojimas dantų amalgamose ginčijamas, jis tęsiasi ir, nepaisant alternatyvų kūrimo, vis dar yra pagrindinė metalo pramonė.

Vienas iš nedaugelio gyvsidabrio naudojimo būdų, kuris pastaraisiais metais populiarėja, yra kompaktiškos fluorescencinės lemputės (CFL). Vyriausybės programos, skatinančios pašalinti mažiau energiją taupančias kaitrines lemputes, palaikė kompaktinių lempų, kurioms reikalingas dujinis gyvsidabris, paklausą.

Gyvsidabrio junginiai taip pat naudojami baterijose, narkotikuose, pramoninėse cheminėse medžiagose, dažuose ir gyvsidabrio fulminate, sprogmenų detone.

Neseniai JAV ir ES ėmėsi pastangų sureguliuoti prekybą gyvsidabriu. Pagal 2008 m. Gyvsidabrio eksporto draudimo įstatymą gyvsidabrio eksportas iš JAV bus draudžiamas nuo 2013 m. Sausio 1 d. Gyvsidabrio eksportas iš visų ES valstybių narių buvo uždraustas nuo 2011 m. Kovo mėn. Norvegija jau yra uždraudusi gaminti, importuoti ir eksportuoti gyvsidabrį.

Šaltiniai:

Įvadas į metalurgiją. Josephas Newtonas, antrasis leidimas. Niujorkas, John Wiley & Sons, Inc. 1947.

Gyvsidabris: Senovės elementas.

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

„Encyclopædia Britannica“. Gyvsidabrio perdirbimas (2011).

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