Автор: Димон
17 ноября 2022 00:23
Сообщество : Как это сделано, как это работает, как это устроено
Метки: как это делается недра ртуть
20751
5
Все знают про такой необычный металл, как ртуть. Все помнят как она выглядит и как ее пары опасны для человека. Но знаете ли вы, как добывают ртуть?
0
Добыча ртути во все времена не обходилась для человечества без потерь. Но интерес к нему был всегда, особенно у ремесленников в Средней Азии. Именно здесь появились первые ртутные рудники в 6-4 веках до нашей эры.
История происхождения
Ртуть была известна как минимум за 1500 лет до н.э. Ее использовали для создания лекарственных препаратов, которые должны были продлить жизнь и подарить бессмертие.
В IV-IIIвеках до н.э. о ртути упоминают Аристотель и Теофаст, называя ее жидким серебром. Также Диоскорид чуть позже писал процесс получения ртути из киновари.
Самым важным металлом считалось золото, которое в древности ассоциировалось с Солнцем. Ртуть же считали второстепенным металлом после золота. Поэтому ее называли меркурием, в честь Меркурия – самой близкой к Солнцу планеты.
Также ее называли жидким серебром, что обусловлено внешним сходством с этим металлом. А из-за подвижности ртути ее иногда именовали живым серебром.
Как выглядит ртуть
В Древнем Китае и Индии верили в целительные свойства этого металла. Также алхимики пытались получить золото из серы и ртути.
Запасы и добыча ртути
Металл под названием ртуть содержится в минерале киноварь. Это камень красного цвета, который издавна применялся как краситель. Также вещество может находиться и в других минералах, но в мизерном количестве. Поэтому основным источником ртути является именно киноварь. В нем содержится около 85% сульфида ртути.
Ртуть является очень ценным металлом, так как только она при комнатной температуре находится в жидком агрегатном состоянии. Нет ни одного другого вещества, который бы по свойствам был похож на ртуть. Поэтому ее добывают во всех странах.
Камни киновари могут быть крупными или по размеру с зерно. Обычно они располагаются на небольшой глубине. Металл выделяют из киновари во время нагревания. При повышенных температурах ртуть начинает выделяться из руды небольшими каплями, которые стекают в заранее подготовленные резервуары.
Где добывают ртуть? Больше всего месторождений киновари находится в Италии, Испании, Канаде, США, во многих государствах Азии. Самой богатой на ртуть страной является Испания – здесь содержится 75% мирового запаса металла. Крупнейшим месторождением является рудник Альмаден, который стали разрабатывать еще более 2000 лет назад. В России также есть месторождения ртути. В основном ее добывают на Алтае, Камчатке и Каказе.
Нахождение в природе
Ртуть — относительно редкий элемент в земной коре со средней концентрацией 83 мг/т. Однако ввиду того, что ртуть слабо связывается химически с наиболее распространёнными в земной коре элементами, ртутные руды могут быть очень концентрированными по сравнению с обычными породами. Наиболее богатые ртутью руды содержат до 2,5 % ртути. Основная форма нахождения ртути в природе — рассеянная, и только 0,02 % её заключено в месторождениях. Содержание ртути в различных типах изверженных пород близки между собой (около 100 мг/т). Из осадочных пород максимальные концентрации ртути установлены в глинистых сланцах (до 200 мг/т). В водах Мирового океана содержание ртути — 0,1 мкг/л. Важнейшей геохимической особенностью ртути является то, что среди других халькофильных элементов она обладает самым высоким потенциалом ионизации. Это определяет такие свойства ртути, как способность восстанавливаться до атомарной формы (самородной ртути), значительную химическую стойкость к кислороду и кислотам.
Ртуть присутствует в большинстве сульфидных минералов. Особенно высокие её содержания (до тысячных и сотых долей процента) устанавливаются в блёклых рудах, антимонитах, сфалеритах и реальгарах. Близость ионных радиусов двухвалентной ртути и кальция, одновалентной ртути и бария определяет их изоморфизм во флюоритах и баритах. В киновари и метациннабарите сера иногда замещается селеном или теллуром; содержание селена часто составляет сотые и десятые доли процента. Известны крайне редкие селениды ртути — тиманит (HgSe) и онофрит (смесь тиманита и сфалерита).
Ртуть является одним из наиболее чувствительных индикаторов скрытого оруденения не только ртутных, но и различных сульфидных месторождений, поэтому ореолы ртути обычно выявляются над всеми скрытыми сульфидными залежами и вдоль дорудных разрывных нарушений. Эта особенность, а также незначительное содержание ртути в породах, объясняются высокой упругостью паров ртути, возрастающей с увеличением температуры и определяющей высокую миграцию этого элемента в газовой фазе.
В обычных условиях киноварь и металлическая ртуть не растворимы в воде, но в присутствии некоторых веществ (Fe2(SO4)3, озон, пероксид водорода) растворимость в воде этих минералов достигает десятков мг/л. Особенно хорошо растворяется ртуть в сульфидах щелочных металлов с образованием, например, комплекса HgS•nNa2S. Ртуть легко сорбируется глинами, гидроксидами железа и марганца, глинистыми сланцами и углями.
В природе известно около 20 минералов ртути, но главное промышленное значение имеет киноварь HgS (86,2 % Hg). В редких случаях предметом добычи является самородная ртуть, метациннабарит HgS и блёклая руда — шватцит (до 17 % Hg). На единственном месторождении Гуитцуко (Мексика) главным рудным минералом является ливингстонит HgSb4S7. В зоне окисления ртутных месторождений образуются вторичные минералы ртути. К ним относятся, прежде всего, самородная ртуть, реже метациннабарит, отличающиеся от таких же первичных минералов большей чистотой состава. Относительно распространена каломель Hg2Cl2. На месторождении Терлингуа (Техас) распространены и другие гипергенные галоидные соединения — терлингуаит Hg2ClO, эглестонит Hg4Cl.
Месторождения
Ртуть считается редким металлом.
Одно из крупнейших в мире ртутных месторождений находится в Испании (Альмаден). Известны месторождения ртути на Кавказе (Дагестан, Армения), в Таджикистане, Словении, Киргизии (Хайдаркан — Айдаркен), Донбассе (Горловка, Никитовский ртутный комбинат).
В России находятся 23 месторождения ртути, промышленные запасы составляют 15,6 тыс. тонн (на 2002 год), из них крупнейшие разведаны на Чукотке — Западно-Палянское и Тамватнейское.
Особенности структуры и свойства
Ртуть имеет ромбоэдрическую структуру решетки. То есть, атомы в кристалле ртути находятся в углах ромбоэдра.
Является единственным металлом, который при комнатной температуре находится в жидком состоянии. Плавится при температуре -38 градусов Цельсия. Является диамагнетиком, то есть, ее атомы намагничиваются против магнитного поля земли. С другими металлами может образовывать сплавы – амальгамы, которые могут иметь твердое или жидкое агрегатное состояние. Не реагирует с железом, ниобием, танталом, вольфрамом, кобальтом и некоторыми другими металлами.
Ртуть является малоактивным металлом с химической точки зрения. Она не растворяется в кислотах, но может растворяться в царской водке (смесь соляной и азотной кислот). Также может быть растворена в концентрированной азотной кислоте, взятой в избытке.
Ртуть плавится при температуре от 38 градусов Цельсия
При нагревании до 300 градусов реагирует с кислородом, образуя красный оксид ртути. Реакция является обратимой. При дальнейшем нагревании вещество разлагается до исходных веществ.
Также металл реагирует с серой. С галогенами взаимодействует, но на холоде медленно, лучше при нагревании. А щелочной раствор перманганата калия окисляет металл.
Сфера применения
Интересно то, где применяется ртуть. Несмотря на высокую токсичность, вещество получило широкое применение. Вот основные области, в которых применяется металл:
- Медицина. Раньше ртуть добавляли в различные лекарственные препараты. Но из-за высокой токсичности лекарства на основе ртути запретили. Теперь ее используют только для консервации некоторых вакцин и в термометрах. Но до 70-х годов 20 века ртуть применяли в медицине очень активно. Например, изготавливали слабительные, мочегонные средства и антисептики.
- Техника. Ртуть используют для ртутных термометров, заполняют ею люминесцентные лампы. Ее используют в датчиках положения, в герметичных выключателях, в некоторых источниках тока.
- Металлургия. Металлическая ртуть используется для изготовления различных сплавов. Амальгамы золота и серебра раньше использовались в ювелирном деле и при покрытии зеркал. Но из-за высокой токсичности их стали использовать реже. Ртуть отлично смачивает золото, поэтому ее используют при золотодобыче.
- Химическая промышленность. Соли ртути используют при промышленном получении ацетальдегида из ацетилена. Также часто используется реактив Несслера – тетраиодомеркурат калия.
- Сельское хозяйство. Некоторые соединения ртути используют для протравливания зерна и в качестве пестицидов. Но такие вещества очень токсичны.
Ртуть и ее соединения очень токсичны и могут нанести вред человеческому организму. Поэтому при работе с таким веществом необходимо соблюдать правила собственной безопасности – обязательно надевать перчатки и защитную маску.
Целебное действие
Известно, что задолго до нашей эры в Китае уже использовали соединения ртути для лечения проказы. Для этой же цели, то есть устранения кожных заболеваний, применяли такие соединения и арабы, причем этот способ терапии сохранялся вплоть до наших дней. В Европе в начале века ртутными мазями лечили сифилис, поскольку ядовитые свойства химического элемента могут истребить большинство микроорганизмов, вызывающих язвы и воспалительные процессы на коже. Время от времени его прописывали в качестве афродизиака.
После появления антибиотиков подобное применение минерала резко сократилось, и в настоящее время киноварные изделия остались только в арсенале литотерапевтов либо для созерцания камня с целью стимуляции сексуальных функций и восстановления душевного равновесия, либо для очень кратковременного непосредственного контакта пациента с минералом.
Опасность ртути для организма человека
Ртуть относится к первому классу опасности. Все ее соединения с металлами и неметаллами также очень ядовиты. Разберемся, чем опасна ртуть для человеческого организма.
Ртуть относят к первому классу опасности
Если ртуть будет воздействовать даже в небольшом количестве, она может привести к серьезным проблемам со здоровьем. Особенно она опасна для беременных женщин. Вещество оказывает пагубное воздействие на развивающийся плод. Также она опасна для детей первых лет жизни – может замедлить развитие или привести к неправильной работе органов и систем. Она оказывает негативное влияние на нервную, пищеварительную, иммунную систему.
Очень ядовиты пары ртути и растворимые соединения. В металлическом виде она менее опасна. При комнатной температуре она начинает постепенно испаряться. Чем выше будет температура, тем интенсивнее будет протекать испарение.
При попадании в организм вещество может вызвать отравление. Интоксикация может быть легкой, средне или тяжелой. В особо тяжелых случаях может наступить летальный исход.
Ртуть и все ее соединения поражают ЖКТ, почки, ЦНС, печень, дыхательные пути. Вещество очень опасно, а ее пары приводят к загрязнению окружающей среды. Наиболее опасно проникновение ртути в воду, так как под влиянием микроорганизмов может образоваться метилртуть, которая еще более токсична.
Все органические соединения ртути, в том числе метилртуть, способны взаимодействовать с элементами ферментативных систем человека, приводя к их разрушению.
Что делать, если разбил градусник
Разбитый градусник может показаться незначительной проблемой, но это все равно проблема. В нем будет минимум 2 грамма ртути, что уже не мало. Даже на государственных порталах, в частности на mos.ru, есть ответ на вопрос, как поступить в этом случае.
Если вы разлили небольшое количество ртути (разбитый градусник), первым делом выведите из помещения людей и животных, затем откройте окно и закройте дверь. Так же надо обязательно защитить органы дыхания маской или повязкой. После этого немедленно начинайте собирать ртуть.
Это выглядит очень безобидно, но расслабляться не стоит.
Два грамма ртути, которые содержаться в одном градуснике, в закрытом помещении объемом 20 кубических метров создают концентрацию паров, которая в тысячи раз превышает безопасный для человека уровень.
Как собрать ртуть
При сборе ртути ни в коем случае не сметайте ее веником, чтобы не спровоцировать образование мелкой ртутной пыли. Чем крупнее будут капли — тем лучше. Пылесос тоже плохой помощник, так как испарившаяся ртуть пройдет через фильтры и окажется в воздухе в еще более опасном виде.
Небольшое количество вытекшей из градусника ртути можно собрать с помощью обычной медицинской груши или листа бумаги и вязальной спицы или толстой иглы. Для сбора самых мелких капель можно использовать кусочки пластыря.
Все, что вы собрали и чем вы это собирали, положите в банку и плотно закройте крышкой. После этого тщательно вымойте место происшествия. Хорошим вариантом будет протереть это место раствором марганца или мыльно-содовым раствором. По окончании уборки обязательно тщательно вымойте руки с мылом.
Тщательно мойте руки после уборки ртути.
Как выкинуть разбитый градусник и ртуть из него
Ни в коем случае не выбрасывайте собранную ртуть в мусоропровод или канализацию. Это может привести к дальнейшему риску бесконтрольного заражения. Поставьте банку с собранными отходами на балкон или в гараж и при первой возможности передайте ее в демеркуризационный центр для утилизации.
Как понять, что отравился ртутью
Симптомы отравления ртутью проявляются примерно через 8-24 часа. К основным симптомам относятся общая слабость, боль при глотании, головная боль и повышение температуры. Спустя некоторое время начинают болеть десны и живот, а также проявляются желудочные расстройства и даже воспаления легких. Известны даже случаи смертельного исхода.
Крем для кожи может стать причиной отравления. Как этого избежать?
Цена ртути
Сама по себе ртуть стоит недорого – от 4 до 10 долларов за килограмм. Это относится к очень чистому и качественному веществу. В России цена ртути составляет порядка 12-30 рублей за килограмм. Такая стоимость обусловлена тем, что есть много месторождений вещества, а в промышленных масштабах она используется в незначительном количестве. Но покупать ртуть нецелесообразно и противозаконно. Она очень опасна и может привести к серьезному загрязнению окружающей среды.
Хранить, продавать и распространять ртуть запрещено законодательством. Кража вещества с предприятий, на которых используется ртуть, может быть уголовно наказуемой.
Таким образом, ртуть обладает уникальными свойствами, благодаря чему получила широкое применение. Но она высоко токсична, поэтому использовать ее нужно с осторожностью.
