Útmutató a higany alkalmazásokhoz a kohászatban

A higany, vagy az úgynevezett „gyorshenger” egy sűrű, mérgező fém elem, amely folyékony formában létezik szobahőmérsékleten. Az évezredek óta előállított és tanulmányozott higany felhasználása az 1980-as évek óta folyamatosan csökkent, mivel fokozott figyelmet fordítottak az emberekre és a környezetre gyakorolt ​​negatív egészségügyi hatásokra.

• Atom szimbólum: Hg
• Atomi szám: 80
• Elemkategória: Átmeneti fém
• Sűrűség: 15,534 g / cm3
• Olvadáspont: -38.9 ° C (102 ° F)
• Forráspont: 356,9 ° C (674,4 ° F)
• Elektromos ellenállás: 95,8 mikrohm / cm (20 ° C)

Szobahőmérsékleten a higany vastag, ezüstös folyadék, nagyon magas sűrűségű és alacsony hővezető képességgel. Viszonylag magas elektromos vezetőképesség és könnyen formál egyesüléseket (ötvözetek) arany és ezüst.

A higany egyik legértékesebb tulajdonsága az a képessége, hogy a nyomás és a hőmérséklet változására reagálva teljes folyadéktartományában egyenletesen terjedjen és zsugorodjon. A higany rendkívül mérgező mind az emberekre, mind a környezetre, ami termelésének és felhasználásának drasztikus csökkenését eredményezte az elmúlt évtizedekben.

A higany legkorábbi felhasználása Kr. E. 1500-ra nyúlik vissza, amikor az ókori Egyiptomban használták sírok díszítésére. Valószínűleg egyedi tulajdonságai miatt a higanyt számos civilizáció használta, tanulmányozta és becsülték meg, beleértve az ókori görögöket, a rómait, a kínát és a majait.

Az emberek évszázadok óta úgy gondolták, hogy a higany különleges gyógyító tulajdonságokkal rendelkezik, és következésképpen felhasználta vizelethajtóként és fájdalomcsillapítóként, valamint különféle betegségek kezelésére szolgáló gyógyszerekben, a depressziótól a szifiliszig. Használták kozmetikumokban és dekoratív anyagként. A középkor alkimistáit különösen érdekli a higany azon képessége, hogy kinyerje aranyat ércből.

Korán egyértelművé vált, hogy a titokzatos folyékony fém mérgező az emberekre, mivel a higanybányákban nagymértékű őrület és halál áll fenn. Ez azonban nem akadályozta meg a kísérletezést. A 18. és 19. századi kalapkészítők által gyakran használt higanynitrát szőrme filcké való átalakítására az „őrült, mint a gyűrűs” kifejezést eredményezte.

1554 és 1558 között Bartolome de Medina kifejlesztette a terasz-eljárást az ezüst ércből higanyos kinyerésére. A teraszfolyamat azon alapul, hogy a higany képes ezüsttel amalgámolni. A spanyol Almadenben és a perui Huancavelicában található nagy higanybányák támogatásával a teraszfolyamat kritikus jelentőségű volt a spanyol ezüsttermelés gyors növekedéséhez a 17. és 18. században. Később, a kaliforniai aranyfutás során a teraszfolyamat variációit használták az arany kinyerésére.

A 20. század második felére egyre több kutatás kezdte bizonyítani a korrelációt a kémiai hulladék lefolyása és a tenger gyümölcsei metil-higanytartalma között. Figyelembe vették a fém emberi egészségre gyakorolt ​​hatásait. Az elmúlt években az Egyesült Államok és az Európai Unió szigorú szabályokat vezettek be a higany előállítására, felhasználására és ártalmatlanítására.

A higany egy nagyon ritka fém, és leggyakrabban az ércek cinnaribáján és az élő kövületben található. Elsődleges termékként és arany melléktermékként állítják elő, cinkés réz.

A higanyt előállíthatjuk a cinnabarból, egy szulfidércből (HgS), a szulfidtartalom rotációs kemencében vagy több tűzhelyű kemencében történő elégetésével. A zúzott higanyércet faszénnel vagy kokszszénnel keverik és 300 ° C (570 ° F) feletti hőmérsékleten égetik. Az oxigént szivattyúzzák a kemencébe, amely a kénnel kombinálódik, felszabadítva a kéndioxidot, és higanygőzt képez, amelyet össze lehet gyűjteni és lehűteni további tisztítás céljából tiszta fémként.

A higanygőz vízhűtésű kondenzátoron történő átvezetésével a magas forráspontú higanyt először kondenzálja folyékony fém formájába, és összegyűjtik. A fahéjérc higanytartalmának körülbelül 95% -a visszanyerhető ezzel a módszerrel.

A higanyt az ércekből nátrium-hidroxiddal és nátrium-szulfiddal is ki lehet mosni. A higany kinyerése alumínium vagy kicsapással történik. Desztillációval a higany 99,999% -ra nagyobb mértékben tisztítható.

Kereskedelmi minőségű, 99,99% higany 76,5 l (34,5 kg) kovácsoltvas vagy acél lombikban kerül forgalomba.

A világméretű higanytermelést a Amerikai geológiai szolgálat (USGS) 2250 tonna lesz 2010-ben. Jelenleg Kína szállítja a globális termelés kb. 70% -át, ezt követi Kirgizisztán (11,1%), Chile (7,8%) és Peru (4,5%).

A legnagyobb higanygyártók és -szolgáltatók közé tartozik a kirgizisztáni Khaidarkan higanyüzem, a kínai Tongren-Fenghuang higanyöv és a Minas de Almadén y gyártói Arrayanes, S.A., amely korábban a történelmi Almaden higanybányát üzemeltetett Spanyolországban, és most az európaiak nagy részének újrahasznosításáért és kezeléséért felel. higany.

A higany előállítása és iránti kereslet az 1980-as évek eleji csúcspontja óta folyamatosan csökkent.

Észak-Amerikában és Európában a higanyfémekre elsősorban a katódcellákban kerül sor, amelyeket maró-szóda előállításához használnak. Az Egyesült Államokban ez a higanyigény 75% -át teszi ki, bár az ilyen cellák iránti kereslet csökkent 1995 óta 97%, mivel a modern klóralkáli növények membránsejtet vagy membránsejtet fogadtak el technológiákat.

Kínában a polivinilklorid (PVC) ipar a higany legnagyobb fogyasztója. A Kínában előállított szén alapú PVC előállításához katalizátorként higanyt kell használni. Az USGS szerint a műanyagok, például a PVC előállításához felhasznált higany a globális kereslet akár 50% -át teheti ki.

A higany talán a legismertebb felhasználása a hőmérőkben és a barométerekben található. Ez a felhasználás szintén folyamatosan csökken. Galinstan (gallium, indium és ón-) a hőmérőben főleg a higanyt váltotta fel az ötvözet alacsonyabb toxicitása miatt.

A higanynak a nemesfémekkel való összeolvadására való képessége, amely elősegíti azok visszanyerését, számos fejlődő országban folytatta használatát, ahol alluviális aranybányák vannak.

Bár vitatott, a higany fogászati ​​amalgámokban történő felhasználása folytatódik, és az alternatívák kifejlesztése ellenére továbbra is a fém egyik legfontosabb iparága.

Az utóbbi években egyre növekvő higanyfelhasználás egyike a kompakt fénycsövekben (CFL). A kevésbé energiahatékony izzólámpák megszüntetését ösztönző kormányzati programok támogatták a CFL-ek iránti igényt, amelyek gáznemű higanyt igényelnek.

A higanyvegyületeket is használják elemekben, gyógyszerekben, ipari vegyi anyagokban, festékekben és a higany-fulminátban, a robbanóanyagok robbanóanyagában.

Az Egyesült Államok és az EU nemrégiben tett erőfeszítéseket a higany kereskedelmének szabályozására. A 2008. évi higanykiviteli törvény értelmében 2013. január 1-jétől tilos a higany kivitele az Egyesült Államokból. 2011. márciusától az összes EU-tagállamból a higany exportját betiltották. Norvégia már betiltotta a higany előállítását, behozatalát és kivitelét.

Forrás:

Bevezetés a kohászatba. Joseph Newton, második kiadás. New York, John Wiley & Sons, Inc. 1947.

Higany: Az ősök eleme.

Forrás: http://www.dartmouth.edu/~toxmetal/toxic-metals/mercury/

Encyclopædia Britannica. Higanyfeldolgozás (2011).

Lekért http://www.britannica.com/EBchecked/topic/375927/mercury-processing