Ртутные руды что это за полезное ископаемое

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.

Ртуть

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.

Ртуть

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.

Источник

Ртуть — минерал, природная металлическая ртуть. Переходный металл, при комнатной температуре представляющий собой тяжёлую серебристо-белую жидкость, пары которой чрезвычайно ядовиты. Ртуть — один из двух химических элементов (и единственный металл), простые вещества которых при нормальных условиях находятся в жидком агрегатном состоянии (второй такой элемент — бром). Иногда содержит примесь серебра и золота.

СТРУКТУРА

Сингония тригональная, гексагонально-скаленоэдрическая (ниже -39°С).

СВОЙСТВА

Ртуть Цвет оловянно-белый. Блеск сильный металлический. Температура кипения 357 °C. Единственный жидкий минерал при обычной температуре. Затвердевает, приобретая кристаллическое состояние при −38°С. Плотность 13,55. На огне легко испаряется с образованием ядовитых паров. В древности вдыхание этих паров было единственным доступным средством лечения сифилиса (по принципу: если больной не умрёт, то поправится. Является диамагнетиком.

ЗАПАСЫ И ДОБЫЧА

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.

Одно из крупнейших в мире ртутных месторождений находится в Испании (Альмаден). Известны месторождения ртути на Кавказе (Дагестан, Армения), в Таджикистане, Словении, Киргизии (Хайдаркан — Айдаркен) Украине (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.

Ртуть получают обжигом киновари (сульфида ртути(II)) или металлотермическим методом. Пары ртути конденсируют и собирают. Этот способ применяли ещё алхимики древности.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

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).

ПРИМЕНЕНИЕ

продукция из ртути Ртуть используется как рабочее тело в ртутных термометрах (особенно высокоточных), так как обладает довольно широким диапазоном, в котором находится в жидком состоянии, её коэффициент термического расширения почти не зависит от температуры и обладает сравнительно малой теплоёмкостью. Сплав ртути с таллием используется для низкотемпературных термометров.
Парами ртути заполняют люминесцентные лампы, поскольку пары светятся в тлеющем разряде. В спектре испускания паров ртути много ультрафиолетового света и, чтобы преобразовать его в видимый, стекло люминесцентных ламп изнутри покрывают люминофором. Без люминофора ртутные лампы являются источником жёсткого ультрафиолета (254 нм), в каковом качестве и используются. Такие лампы делают из кварцевого стекла, пропускающего ультрафиолет, поэтому они называются кварцевыми.
Ртуть и сплавы на её основе используются в герметичных выключателях, включающихся при определённом положении.
Ртуть используется в датчиках положения.

Иодид ртути(I) используется как полупроводниковый детектор радиоактивного излучения.
Фульминат ртути(II) («гремучая ртуть») издавна применяется в качестве инициирующего ВВ (Детонаторы).
Бромид ртути(I) применяется при термохимическом разложении воды на водород и кислород (атомно-водородная энергетика).
Перспективно использование ртути в сплавах с цезием в качестве высокоэффективного рабочего тела в ионных двигателях.
До середины 20 века ртуть широко применялась в барометрах, манометрах и сфигмоманометрах (отсюда традиция измерять давление в миллиметрах ртутного столба).

Соединения ртути использовались в шляпном производстве для выделки фетра.

Ртуть (англ. Mercury) — Hg

Молекулярный вес	200.59 г/моль
Происхождение названия	от латинского алхимического названия этого элемента hydrargyrum (от др.-греч. ὕδωρ «вода» и ἄργυρος «серебро»)
IMA статус	действителен, описан впервые до 1959 (до IMA)

КЛАССИФИКАЦИЯ

Strunz (8-ое издание)	1/A.02-10
Nickel-Strunz (10-ое издание)	1.AD.05
Dana (7-ое издание)	1.1.10.1
Dana (8-ое издание)	1.1.7.1
Hey’s CIM Ref	1.12

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Цвет минерала	оловянный белый
Цвет черты	не может быть взята
Прозрачность	непрозрачный
Блеск	металлический
Спайность	нет
Твердость (шкала Мооса)	не может быть измерена
Излом	нет
Плотность (измеренная)	13.596 г/см3
Радиоактивность (GRapi)	0
Магнетизм	диамагнетик

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Люминесценция в ультрафиолетовом излучении

не флюоресцентный

КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Точечная группа	3m (3 2/m) — гексагональная-скаленоэдрическая
Пространственная группа	R3m
Сингония	тригональная
Параметры ячейки	a = 3.463Å, c = 6.706Å
Морфология	жидкие глобулы или сферы

mineralpro.ru

04.08.2016

Источник

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.

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.

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.

Источник