Ртуть это полезное ископаемое или нет

Ртуть: свойства, добыча и производство, применение

Ртуть – тяжёлый серебристо-белый металл, пребывающий при нормальных условиях в жидком состоянии. В условиях комнатной температуру она не вступает в соединения с кислородом, не поддаётся растворению в воде, но при этом она активно испаряется и выделяет ядовитые пары. Химически взаимодействует с нагретой концентрированной серной кислотой и холодной азотной.

Физические свойства:

• плотность ртутипри температуре 200C, составляет 13 546 кг/м3;
• температура кипения – +356,730C;
• температура плавлениядостигает -38,830C;
• пониженная вязкость при пониженном поверхностном натяжении, именно это свойство позволяет жидкому металлу распадаться на мелкие шарики и проникать в труднодоступные места;
• легко вступает в реакцию с металлами, снижая их прочностные характеристики.

Ртуть встречается в естественном, жидком металлическом виде: в форме органических соединений – метилртути и этилртути; также – в виде неорганических соединений – киновари и сулемы.

Где содержится ртуть

Природное содержание ртути в земной коре незначительно. В среднем оно достигает 83 мг/т, хотя существуют и исключения:

• морская вода – 0,1 мкг/л;
• породы, сформировавшиеся в результате извержений вулканов и выбросов магмы – 100 мг/т;
• глинистые сланцы осадочных пород – 200 мг/т.

Насыщение ртутью атмосферы происходит за счёт пожаров, извержения вулканов и техногенной деятельности человека. Результатом последней является половина выбросов, происходящих в ряде технологических процессов:

• Сгорание угля, используемого для работы тепловых электростанций – 65%.
• Золотодобыча – 11%.
• Работа предприятий цветной металлургии – 6,8%.
• Выпуск цемента – 6,4%.
• Переработка и утилизация мусора – 3%.
• Выработка соды – 3%.
• Литьё чёрных металлов – 1,4%.
• Изготовление батареек – 1,1%.
• Другие технологии – 2%.

Как самородное полезное ископаемое, ртуть встречается весьма редко. Гораздо чаще её можно встретить в составе сульфидных минералов: антимонидов, блёклых руд, реальгарах, сфалеритах. Более всего в своём составе своеобразный жидкий металл содержат:

• киноварь – 86,21%,
• метациннабарит – 86,21%,
• кордероит – 82,6%,
• галхаит – 59,06%,
• акташит – 34,5%,
• шватцит – 21,6%,
• ливингстонит – 21,25%.

Помимо перечисленных минералов, ртуть можно извлекать попутно из нефти, природного газа, каменного угля, материалов для изготовления цемента и флюсов. Также, она собирается в процессе утилизации ртутьсодержащих материалов и устройств.

Процесс добычи ртути

Процесс добычи залежей, подразделяющихся на собственно ртутные и комплексные руды – они, в свою очередь, представлены в зависимости от формы выделения искомого минерала: сульфидными, ртутно-самородными и оксидохлоридными полезными ископаемыми – производится закрытым способом, включающим в себя буровые и взрывные работы с последующим строительством шахтных сооружений.

Извлечённый камень, красноватого оттенка перемещается с помощью: сначала – конвейеров, а затем – автомобильного или железнодорожного транспорта к месту обогащения и переработки. Где подвергается очистке и дроблению с целью получения сырья очень мелкой фракции – «муки». Специально для этого в качестве дробящих стальных устройств используются шары и укороченные прутки.

Процесс производства ртути из руды

Технология получения ртути из измельчённой руды, состоит из нескольких этапов:

• Обжиг. Мелкоизмельчённая руда нагревается в трубчатой печи до определённой температуры. В результате химического взаимодействия с кислородом, образуется диоксид серы и происходит испарение ртути.
• Конденсация. Получившаяся после обжига газообразная смесь, содержащая в себе ртутные испарения, двуокись серы, водяной пары и другие побочные вещества, попадает в конденсатор охлаждения. Где сама ртуть конденсируется в жидкое состояние, а оставшиеся газы и пары или находят дальнейшее применение, или выбрасываются в атмосферу.
• Консолидация и очистка. В специально определённой ёмкости ртуть накапливается и очищается от примесей, оставшихся на её поверхности. Такое становится возможным благодаря очень высокой плотности перерабатываемого минерала.
• Доочистка. Так как полученный продукт не всегда удовлетворяет требованиям последующего использования, то осуществляется трёхступенчатая доочистка, включающая:

• механическую фильтрацию,
• электролиз,
• химическую очистку активными компонентами.

Конечным результатом этих процессов выступает пригодная для дальнейшего использования ртуть, находящее применение в ряде отраслей народного хозяйства.

Хранение и транспортировка

Так как ртуть и её целый ряд химических соединений, имеющих её в своём составе, представляют угрозу для жизни и здоровья, то хранение и перевозка этого вещества чрезвычайной опасности должна производиться специально обученными лицами в предназначенной для этой процедуры таре.

Складское хранение и транспортировка ртути разрешена только в баллонах, изготовленных из чёрной стали, плотно закрывающихся снаружи и эмалированных внутри. Допускается нахождение ртути в толстостенных стеклянных ёмкостях с притёртыми пробками на рабочих местах в необходимых объёмах. Причём поверхность жидкого металла должна быть залита водой или глицерином с целью недопущения испарения вредных паров. Емкости должны располагаться на подносах внутри вытяжных шкафов. Места хранения, проведения погрузочно-разгрузочных работ и расфасовки должны быть оборудованы специальными приспособлениями и посудой.

Транспортировка этого опасного вещества должна осуществляться исключительно в небьющейся посуде. Транспорт для перевозки необходимо иметь в исправном состоянии, а водители – обладать соответствующими допусками и разрешениями.

Сфера применения

В медицине

До того, как стало ясно, что ртуть, её пары и соединения являются токсичными ядовитыми веществами, этот минерал в самых разнообразных видах и соединениях находил широкое применение в медицине. Вот несколько не столь давних примеров использования этого минерала в качестве лекарственного средства:

• Древние китайцы применяли её для избавления от проказы, индусы – в качестве эликсира долголетия, арабы – как средство при заболеваниях кожи и в случаях укусов разнообразных насекомых.
• Лечение заворота кишок, основанное на высоком удельном весе минерала, способного своей тяжестью их расправить, было широко распространено в средневековье.
• Европейская эпидемия сифилиса вызвала к жизни применение ртути в качестве средства избавления от тяжелого недуга. Изобретение знаменитого Парацельса (позднее на смену ему пришла каломельная мазь И. И. Мечникова) продолжало активно использоваться для лечения венерического заболевания вплоть до 70-ых годов прошлого века, когда ему на смену пришли антибиотики.
• На рубеже XIX и XX веков этот жидкий металл входил в состав антисептических, дезинфицирующих, слабительных, мочегонных, стоматологических средств. На его основе изготовлялось бактерицидное мыло.
• Однако, не смотря на своё крайне вредное воздействие на человеческий организм, ртуть нисколько не утратила своих позиций в современной медицине. Она является рабочим телом высокоточных термометров, входит в состав ряда вакцин и мазей. Мало того, с помощью этого древнейшего лечебного средства создаются средства для высокоэффективного лечения рака, СПИДа, разрабатываются препараты для защиты от радиоактивных поражений и блокировки развития опасных заболеваний.

В высокоточной измерительной технике

Жидкое агрегатное состояние ртути находит широкое применение её в качестве рабочего тела при конструировании манометров, термометров, барометров, полярографов, терморегуляторов. Она устойчива к перепадам температуры в плане своих физико-химических свойств и обладает очень низкой температурой плавления. Правда, работа с подобной техникой требует предельной аккуратности, а после истечения срока эксплуатации, приборы подлежат обязательной утилизации с извлечением ртути.

В металлургической промышленности

Одно из древнейших направлений использования ртути – это металлургия.

Так, процесс амальгамации позволяет производить комплексную переработку полиметаллических руд, что очень удобно для добычи золота, серебра, вторичной переработки алюминия. В своё время жидкие или твёрдые сплавы этого минерала с металлами стали основой производства зеркал и изделий ювелирной мастерства.

Электролиз с ртутным катодом положен в основу техпроцесса для получения хлора, щёлочи, активных в химическом отношении металлов. Современная промышленность активно использует сплавы ртути с натрием, оловом, висмутом, свинцом.

В сельском хозяйстве

Ядовитые свойства этого полезного ископаемого, способного своими парами уничтожать вредные микроорганизмы, пригодились в сельском хозяйстве. Это – прежде всего протравка семян перед посадкой, а также – борьба с болезнетворными бактериями, вредителями, паразитами и сорняками.

Месторождения в России и мире

На Земле существует несколько территориальных провинций, богатых ртутьсодержащими минералами. Это – прежде всего:

• Средиземноморье;
• Украина и Турция;
• Горный Алтай и Киргизия, Республика Саха, Камчатка, Чукотка, Китай, Япония;
• США, Мексика, Боливия, Перу;
• Нумидийский хребет в Северной Африке.

В зависимости от происхождения и ряда физических факторов ртутные месторождения подразделяются на следующие генетические типы:

• Невулканические гидротермальные:
• Испания – Альмаден.
• Словения – Идрия.
• Украина, Донбасс – Никитовское.
• Киргизстан – Хайдаркан – Айдаркен.
• Россия, Горный Алтай – Акташ.
• Россия, Чукотка – Западно-Палянское и Тамватнейское.
• Вулканогенные гидротермальные:

• Украина, Закарпатье – Боркутное, Вышковское.
• Россия, Камчатка, Сахалин, Чукотка – Пламенное.
• Италия – Монте-Амьята.
• Мексика – Гуитцуко.
• США – Опалит.

• Плутогенные гидротермальные:

• Россия. Горный Алтай – Чоган-Узун, Забайкалье – Барун-Шивея и Ильдикан.
• Ирландия – Гордтрдам.
• Тунис – Джабель-Аджа.
• Турция – Гюмюслер.
• Китай – Воси.
• США – Нью-Альмаден и Нью-Идрия.

• Газово-термальные, находящиеся в местах вулканической деятельности:

• Россия. Вулкан Медведева.
• США. Штат Калифорния – Салфер-Бэнк.

• Россыпные:

• США. Вблизи Нью-Альмадена.
• Китай. Гунчэн и Лингуань.

Мировые запасы

Общемировые запасы ртути оцениваются по разным данным из подчас противоречащих друг другу источников, в цифру порядка 715 тыс. тонн. Из 40 стран мира, располагающих промышленными залежами этого минерала, наибольшие запасы сосредоточены на территории: Испании – 57%, Алжира – 15%, Китая – 13%, Киргизии – 6%, остальных стран – 9%.

Страны-лидеры в ртутной промышленности

В связи с целым рядом проблем политического, экологического, экономического плана, лидерство в области постоянно претерпевает изменения. Однако традиционными производителями и продавцами на мировом рынке выступают:

• Испания, Италия.
• Турция, ряд стран СНГ, Индия, Китай, Япония, Сингапур, Индонезия, Филиппины.
• Канада, США, Мексика.
• Алжир.

Ртуть – один из семи металлов, которые были известны до нашей эры. Это единственный металл с жидким агрегатным состоянием при комнатной температуре. Пары ртути очень токсичны, поэтому работать с этим веществом нужно очень осторожно.

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.

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.

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.

Все органические соединения ртути, в том числе метилртуть, способны взаимодействовать с элементами ферментативных систем человека, приводя к их разрушению.

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.