汞
发布时间:2008-08-02 00:00
作者:互联网
来源:百科
1512
me
rcury
元素符号Hg,又名
水银,常温下为液态,
银白色
金属,在元素周期表中属ⅡB族,原子序数80,原子量200.59,常见化合价为+2、+1。
汞能与许多
金属形成
合金,称为
汞齐。
汞的发现很早。中国古代的
鎏金器物可证明当时已用汞制作汞齐。汞在古代广泛应用于炼丹术。有关汞同硫合成丹砂、汞同
铅形成铅汞齐等记载,见于汉代魏伯阳《参同契》、晋代葛洪
抱朴子
等著作。宋代的《金华冲碧丹经秘旨》和明代的《天工开物》,均记述了炼汞技术及其设备。1949年以来,中国炼汞业有了较大发展,炼汞设备从
瓦片炉、直井炉发展到流态化
焙烧炉、回转
蒸馏炉。地中海沿岸国家炼汞的历史也较早。亚里士多德 (Aristotle)称汞为“液银”。较晚的希腊作家戴奥斯科瑞德 (Dioscorides)叙述了提取汞的某些方法,其中有蒸馏法。到10世纪末期,罗马人用汞齐法提取
黄金已很普遍。在欧洲,古代炼汞以
西班牙的阿尔马登(Almad
n)最著名。阿格里科拉 (G.Agricola)也对炼汞
工艺作了叙述。现在国际上装普通商品汞的罐就起源于古代罗马。每罐装100里泊(librae),合76
磅(34.5公斤)。
资源 世界上汞资源分布较广,主要集中在地中海沿岸、美洲西海岸、苏联和中国西南等地区。1979年世界(中国除外)
矿山汞
产量和储量见表1 [世界矿山汞产量和储量(单位:罐)]
。
汞在地壳中多呈
分散状态,富集为汞
矿床的汞,仅占总量的0.02%,并且
品位很低,一般含汞量在1%以下。含汞
矿物有30多种,常见的有辰砂(HgS,三方晶系)、黑辰砂(HgS,等轴晶系)、天然汞
硫汞
锑矿(HgS·2Sb
S
)和汞
黝铜矿(2Cu
S·HgS·Sb
S
)。[kg2]
作为炼汞原料的矿物主要是辰砂,其他矿物的量均甚少。铅
锌硫化矿也常伴生汞矿物。
性质和用途 汞的化学性质较稳定,不易与氧作用,但易与硫作用生成HgS。汞与氯作用生成HgCl
(升汞)和Hg
Cl
(甘汞)。
汞的用途十分广泛,在汞的总
消费量中,金属汞约占30%,化合物状态的汞约占70%。
冶金工业中常用汞齐法提取金、银、
铊等有色金属;化学工业中,用汞作阴极电解食盐溶液制取高纯烧碱和氯气。汞常用于制造汞弧
整流器、水银
真空泵、水银灯以及各种测温、测压仪表等。汞与酒精、浓硝酸溶液混合加
热可制成良好的起爆剂──雷汞[Hg(CNO)
]。汞的一些化合物在医药上有消毒、利尿和
镇痛作用。汞
银合金是很好的牙科材料。此外,汞可用作原子
核反应堆的
冷却剂和防原子辐射材料;也用于制造精密
铸件的铸模。美国1979年汞用
量比例为:电气仪表45%,电解氯碱工业19%,
防腐油漆17%,工业
控制仪表6%,其他13%。1979年伦敦市场汞的平均
价格为291.00美元/罐。
[汞的主要物理性质]
汞的冶炼 有火法和湿法。火法炼汞包括
矿石或
精矿的
焙烧和汞蒸气的冷凝两个过程。此法
工序少,技术
经济指标较高,是传统的炼汞方法。火法炼汞
流程见图[火法炼汞
生产流程]
。湿法炼汞包括矿
石用硫化
钠或次氯酸盐溶液浸出、浸出液净化、净化液电积或
置换等过程。湿法虽能减少空气污染,但技术经济指标不如火法,未广泛应用。
焙烧和蒸馏 焙烧精矿可大幅度减小处理量,相应地减少烟气量,减轻环境污染。世界上普遍采用
回转窑焙烧
原矿的工艺。从防治污染考虑,有向用多膛炉焙烧精矿发展的趋势。中国炼汞用回转蒸馏炉处理精矿,或用改进了的流态化焙烧炉(沸腾炉)焙烧原矿;一些小厂也使用直井炉
各种类型炉子的主要数据和特点见表2[炼汞焙烧炉主要数据]
。
硫化汞矿石焙烧在氧化气氛中进行,反应温度为450~900
反应式为[kg2]
HgS+O
─→Hg+SO
,生成的汞呈气态,经冷凝得液态汞。硫化汞矿石也可在有限空气或密闭的蒸馏炉中加
石灰、
铁屑使汞还原后蒸馏
焙烧过程中,要注意防止矿石中的
砷、
锑硫化物生成易挥发的低价氧化物(As
O
、Sb
O
)
[kg2]
这种氧化物随汞蒸气进入冷凝
系统凝结,将增大
汞炱量。焙烧温度控制在550~900
,并
供给充足的空气,可使砷、锑生成不挥发的高价氧化物(As
O
、Sb
O
)留于渣中
[kg2]
烧渣含汞可降到十万分之几(见挥发与蒸馏)。
汞蒸气冷凝 焙烧还原产生的汞蒸气在
冷凝器中
凝聚为液态汞。炉气中常夹带一定数量的烟尘,如果这些烟尘进入冷凝器与凝结汞一起沉积,就会形成汞炱,所以在炉气进入冷凝器之前必须除尘净化。除尘时气流温度应保持在汞蒸气的露点以上。焙烧原矿时,通常每立方米炉气含汞数克到数十克,此时汞的露点约为 100~160
。因此进入冷凝器的炉气温度一般控制在200
左右,以防止汞蒸气过早冷凝。由于冷凝后排出的气体含汞量随温度的升高而急剧增加,因此,冷凝器
出口尾气温度应低于50
,甚至降到20
以下,以使汞蒸气尽量冷凝。如果降温、除雾措施得当,尾气含汞量可降低到20毫克/标米
以下。汞蒸气冷凝多采用外部空气-水冷却的多级管式冷凝器。根据导热、防腐等要求,冷凝器用
铸铁、
陶瓷、
不锈钢等材料制作。收尘、冷凝系统应密封,保持负压操作,定期用高压水冲洗,清理凝结在冷凝器内的汞和汞炱。生成的汞炱须加处理以回收汞。
汞的提纯和
包装 汞的提纯方法一般用麂皮或毛呢
过滤,必要时再用酸、
碱液洗涤,可获得纯度为99.995%以上的普通商品汞。如进一步用臭氧氧化,在真空或惰性气氛中蒸馏或用电解法,可制取99.9999%以上的高纯汞。普通商品汞装入特制的
铁罐贮存。高纯汞装入特制的瓷罐或
塑料罐(每罐汞净重分别为 1、3、5公斤)贮存。
汞毒 慢性
汞中毒的症状是头晕、神经过敏、齿龈发炎和肌肉颤动等。急性汞中毒可以造成神经系统的永久性损伤,甚至危及生命。炼汞厂的含汞废气、废水、
废渣是主要的汞污染源。用
软锰矿或硫
酸盐法净化含汞废气,含汞量可降到3~0.1毫克/标米
。含汞废水采取闭路循环,定期
吸附或
沉淀等方法净化,含汞量可降到0.5~ 0.05毫克/升。炼汞炉排出的热渣先在密闭系统中冷却回收汞,再用来
充填废矿井或堆存。厂区应设立监测站,
工作区要有安全技术措施,如加强通风,用活性物质(如硫黄)喷洒污染面。工作人员要戴防毒面具,定期化验尿、血中的含汞量等。汞中毒人员应立即治疗。
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。