[拼音]:gong
[外文]:mercury
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。我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,我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(Al dén)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、苏联和我国西南等地区。1979年世界(我国除外)矿山汞产量和储量见表1。
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·2Sb2S3)和汞黝铜矿(2Cu2S·HgS·Sb2S3)。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HgCl2(升汞)和Hg2Cl2(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)2]。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。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。我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。
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HgS+O2─→Hg+SO2,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(As2O3、Sb2O3)。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(As2O5、Sb2O4)留于渣中。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3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长久性损伤,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。用软锰矿或硫氰酸盐法净化含汞废气,含汞量可降到3~0.1毫克/标米3。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。
参考书目徐采栋:《炼汞学》,冶金工业出版社,北京,1960。C. A. McAuliffe ed.,The Chemistry of Mercury,MacMillan, London, 1977.参考文章汞与水俣病环保百科活性焦对水中汞的吸附性能废水治理汞蒸气的处理和回收方法有哪些?矿业急性汞中毒有哪些临床表现?泌尿科/男科含汞废水处理技术研究废水治理别让废旧节能灯引发汞污染环保百科怎样防护汞蒸气?矿业剩余污泥吸附法处理废水中汞和砷砷废水治理美国推出鱼类汞含量快速检测设备水产/渔业含汞废水处理方法废水治理严正声明:本文由历史百科网注册或游客用户运浩自行上传发布关于» 汞的内容,本站只提供存储,展示,不对用户发布信息内容的原创度和真实性等负责。请读者自行斟酌。同时如内容侵犯您的版权或其他权益,请留言并加以说明。站长审查之后若情况属实会及时为您删除。同时遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,尊重和保护作者的劳动成果,转载请标明出处链接和本声明内容:作者:运浩;本文链接:https://www.freedefine.cn/wenzhan/38025.html