Εφαρμογή υδραργύρου στη σύγχρονη βιομηχανία. Ιδιότητες και χαρακτηριστικά του υδραργύρου

Ο υδράργυρος είναι ένα εξαιρετικά σημαντικό μέταλλο που χρησιμοποιείται σχεδόν σε όλες τις μεταποιητικές βιομηχανίες. Ως εκ τούτου, πολλές χώρες αναπτύσσουν ταχέως τη βιομηχανία υδραργύρου και διευρύνουν την αναζήτηση των καταθέσεων της. Τι θέση χρησιμοποιεί ο υδράργυρος στη σύγχρονη βιομηχανία; Θα προσπαθήσουμε να καταλάβουμε αυτό το άρθρο.

Τι είναι ο υδράργυρος;

Είναι ένα χημικό στοιχείο και ένα μόνο μέταλλο που βρίσκεται σε υγρή κατάσταση σε κανονική θερμοκρασία. Μια ρέουσα ουσία γκρίζου χρώματος - αυτό μοιάζει με τον υδράργυρο, η φωτογραφία του οποίου δίνεται παρακάτω.

Η σκλήρυνση του υδραργύρου μπορεί να γίνει μόνο σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες. Οι μεσαιωνικοί αλχημιστές δεν μπόρεσαν να επιτύχουν τη σκλήρυνση αυτού του μετάλλου. Και μόνο το 1759 οι Ρώσοι ακαδημαϊκοί MV Lomonosov και IA Braun κατάφεραν να το κάνουν αυτό. Το γεγονός είναι ότι εκείνη τη χρονιά στη Ρωσία υπήρχαν σοβαρές παγετοί, και με τη βοήθεια ειδικών μειγμάτων οι επιστήμονες μείωσαν τη θερμοκρασία σε -56 ° С. Υπό αυτές τις συνθήκες, ο υδράργυρος πάγωσε και έγινε σαν μέταλλο. Μετά από πολύ καιρό, άλλοι αλχημιστές ανακάλυψαν υπεραγωγική επίδραση στον υδράργυρο όταν η θερμοκρασία μειώθηκε στους -270 ° C.

Ο υδράργυρος στην ιστορία της ανθρωπότητας

Ο υδράργυρος είναι γνωστός στον άνθρωπο από την αρχαιότητα. Η πρώτη αναφορά του βρίσκεται στα αρχεία του V αιώνα π.Χ. Ε. Πολλά έχουν ερευνηθεί στην Ινδία και την Κίνα. Το παλαιότερο ινδικό σχολείο στην αλχημεία είναι γνωστό ως "rasayana" ή "πορεία του υδραργύρου". Ασχολήθηκε με την ανάπτυξη φαρμάκων και διάφορων φίλτρων.

Οι αρχαίοι βρήκαν τον υδράργυρο στη φύση με τη μορφή κιννάβαρης. Το χρησιμοποιούσαν ως κόκκινη βαφή. Το όνομα "cinnabar" συνδέεται με έναν αρχαίο θρύλο και μεταφράζεται ως "το αίμα ενός δράκου". Αυτό το χαρακτηριστικό του υδραργύρου συνδέεται με θρησκευτικές πεποιθήσεις. Εκείνη την εποχή οι άνθρωποι πίστευαν ότι ήταν το αίμα ενός ιερού πλάσματος που σκοτώθηκε στα βουνά - ένας δράκος. Ως εκ τούτου, ο υδράργυρος θεωρήθηκε θεραπευτική ουσία ικανή να θεραπεύει τους ασθενείς. Ένα τέτοιο φάρμακο ήταν μια αλοιφή υδραργύρου.

Οι αρχαίοι αλχημιστές θεωρούν ότι ο υδράργυρος είναι η βάση όλων των μετάλλων και της δύναμης ζωής τους. Ήταν πεπεισμένοι ότι ο χρυσός και ο υδράργυρος θα μπορούσαν να ληφθούν από υδράργυρο και θείο. Αλλά μετά από πολυάριθμα πειράματα και πειράματα κατέστη σαφές ότι τίποτα από αυτή την ιδέα δεν θα βγει. Πόσοι επιστήμονες πέθαναν, προσπαθώντας να ανακαλύψουν τη φόρμουλα για τη δημιουργία χρυσού. Και αυτές οι μελέτες συνεχίστηκαν μέχρι τη δεκαετία του 30 του XX αιώνα, μέχρι να αρχίσει να αναπτύσσεται γρήγορα η επιστήμη. Ως αποτέλεσμα της εφαρμογής της ραδιενεργού αποσύνθεσης, οι επιστήμονες έλαβαν σταθερούς χρυσούς ισότοπους από τον υδράργυρο, αλλά υπήρξαν πολύ λίγοι από αυτούς. Και η τιμή αυτού του μετάλλου είναι πολύ υψηλή.

Πώς να πάρετε τον υδράργυρο

Η κύρια και πρακτικά η μόνη βιομηχανική πηγή υδραργύρου είναι το ορυκτό κιννάβαρο. Αποτελείται από 86% θειούχο υδράργυρο, τα υπόλοιπα συστατικά είναι ξένες προσμείξεις. Συνήθως το cinnabar έχει την εμφάνιση συνεχών εκκρίσεων, πλούσιων σε ακαθαρσίες και εξωτερικά μοιάζει με κόκκους ακανόνιστου σχήματος. Σπάνια βρέθηκαν κρύσταλλοι ρομβοεδρικής, διπυραμιδικής εμφάνισης. Μερικές φορές υπάρχουν δίδυμα.

Ο μεταλλικός υδράργυρος από κιννάβαρο αποκτάται με θέρμανση σε ανοικτό σωλήνα που έρχεται σε επαφή με οξυγόνο. Κατά τη θέρμανση, μικρά σταγονίδια υδραργύρου ρέουν κάτω από τους κρύους τοίχους. Συνήθως τα σώματα μεταλλεύματος βρίσκονται σε μικρά βάθη και περιορίζονται σε χαλαζίτη, ασβεστόλιθο, δολομίτη και σχιστόλιθο. Οι μεγαλύτερες καταθέσεις υδραργύρου στον κόσμο είναι στην Ισπανία, τις Ηνωμένες Πολιτείες, τη Γιουγκοσλαβία, τη Σλοβενία, το Τατζικιστάν, την Κιργιζία. Μεγάλοι κρύσταλλοι υδραργύρου εξορύσσονται στη νότια Κίνα.

Κύριες ιδιότητες του υδραργύρου

Αυτό το ορυκτό έχει μοναδικές ιδιότητες που έχουν κάνει την εφαρμογή του υδραργύρου στη σύγχρονη βιομηχανία ένα σημαντικό στοιχείο του. Ο υδράργυρος θεωρείται ένα δηλητηριώδες και επικίνδυνο μέταλλο. Ωστόσο, οι φυσικές και χημικές ιδιότητές του σε πολλές σφαίρες ανθρώπινης δραστηριότητας είναι απαραίτητες.

Φυσικές ιδιότητες

Ο υδράργυρος αναφέρεται σε διαμαγνητικά, καθώς μπορεί να σχηματίσει στερεά κράματα με άλλα μέταλλα και υγρές ενώσεις - αμάλγαμα. Η θερμοκρασία στερεοποίησης του υδραργύρου είναι -38,83 ° C, ενώ το μέταλλο βράζει στους 356,73 ° C. Εξατμίζεται σε θερμοκρασία δωματίου. Ένα άλλο σημαντικό χαρακτηριστικό του υδραργύρου είναι ότι είναι διαμαγνητικό. Αυτό σημαίνει ότι είναι αδύνατο να συλλέγουμε σφαιρίδια υγρού μετάλλου με ένα συμβατικό μαγνήτη.

Χημικές ιδιότητες

Όπως τα ευγενή μέταλλα, ο υδράργυρος είναι σταθερός σε ξηρό αέρα. Αλληλεπιδρά με οξέα, άλατα, μη μέταλλα. Με το νερό, τα αλκάλια και τα μη οξειδωτικά οξέα, ο υδράργυρος δεν αντιδρά. Σε θερμοκρασίες άνω των 300 ° C, αντιδρά με οξυγόνο για να σχηματίσει οξείδιο του υδραργύρου.

Εφαρμογή υδραργύρου στη σύγχρονη βιομηχανία

Ακόμη και στο Μεσαίωνα, το υγρό μέταλλο χρησιμοποιείται ενεργά στην ιατρική για τη συγχώνευση και την κατασκευή διαφόρων οργάνων. Στην εποχή μας είναι αδύνατο να βρούμε έναν κλάδο της εθνικής οικονομίας που δεν χρησιμοποιεί υδράργυρο. Οι ιδιότητες και η εφαρμογή αυτού του ορυκτού περιγράφονται από επιστήμονες από όλο τον κόσμο σε πολλά επιστημονικά έργα.

Έτσι, ο υδράργυρος χρησιμοποιείται στη γεωργία για σάλτσα σπόρων. Στη χημική βιομηχανία, χρησιμοποιείται ως καταλύτης για την παραγωγή ακετυλενικής οξικής αλδεΰδης. Η χρήση καθόδων υδραργύρου καθιστά δυνατή την εκχύλιση υδροξειδίου του νατρίου και χλωρίου από το επιτραπέζιο αλάτι.

Ο υδράργυρος είναι ένα αναπόσπαστο συστατικό στοιχείο στην παραγωγή χρωμάτων για το υποβρύχιο τμήμα των θαλάσσιων σκαφών. Το γεγονός είναι ότι οι μικροοργανισμοί που κατοικούν στο θαλασσινό νερό συνδέονται με τους πυθμένες των πλοίων και συμβάλλουν στη διάβρωση και στη φθορά μεταλλικών μερών. Περιέχοντας στο χρώμα του υδραργύρου υπό την επίδραση του θαλάσσιου χλωρίου σχηματίζει έναν υδράργυρο, ο οποίος δηλητηριάζει επιβλαβή βακτήρια.

Ο υδράργυρος χρησιμοποιείται ακόμη και στην κατασκευή του πιλήματος. Τα άλατα που είναι διαθέσιμα στη σύνθεση του απομακρύνονται απολύτως χνούδι. Τα ασφαλέστερα υποκατάστατα, τα οποία θα δώσουν το ίδιο αποτέλεσμα, δεν έχουν ακόμη βρεθεί. Επίσης, ο υδράργυρος χρησιμεύει ως καταλύτης κατά τη διάρκεια της οργανικής σύνθεσης στη διαδικασία μαυρίσματος του δέρματος.

Όπως ήδη αναφέρθηκε, ο υδράργυρος χρησιμοποιήθηκε πάντοτε στην ιατρική. Σήμερα παρασκευάζονται αντισηπτικά και διουρητικά παρασκευάσματα στη βάση τους. Στην αρχαία Ινδία, η συνταγή της οποίας έχει επιζήσει μέχρι σήμερα, ετοιμάστηκε μια αλοιφή με μαρμαρυγία. Λόγω των ιδιοτήτων διάλυσης άλλων μετάλλων (κασσίτερος, ασήμι), ο υδράργυρος χρησιμοποιείται για την κατασκευή οδοντικών γεμισμάτων.

Η χρήση υδραργύρου στη βιομηχανία συνδέεται επίσης με την ικανότητά του να εξατμίζεται σε θερμοκρασία δωματίου. Για παράδειγμα, για τον καθαρισμό του πετρελαίου. Έτσι, η εξάτμιση του μετάλλου συμβάλλει στη ρύθμιση της θερμοκρασίας των διεργασιών διύλισης πετρελαίου.

Συσκευές υδραργύρου

Οι φυσικοχημικές ιδιότητες είναι ο κύριος λόγος για τον οποίο ο υδράργυρος χρησιμοποιείται σε διάφορες συσκευές και μηχανές. Μεταλλικοί ατμοί χρησιμοποιούνται σε υδραυλικούς στρόβιλους. Τέτοιες εγκαταστάσεις είναι ιδιαίτερα πλεονεκτικές όταν υπάρχει μικρή ποσότητα νερού στη μονάδα και η ψύξη του μηχανισμού γίνεται αποκλειστικά με αέρα.

Σε ηλεκτροκινητήρες ανορθωτές με υγρή κάθοδο υδραργύρου χρησιμοποιούνται. Κάνουν δυνατή τη μετατροπή ενός τριφασικού ηλεκτρικού ρεύματος σε ένα σταθερό. Ακόμη και για αστρονομικούς σκοπούς, χρησιμοποιούνται συσκευές υδραργύρου - ορίζοντες. Έχουν ένα ειδικό δοχείο με ένα υγρό μέταλλο, η επιφάνεια του οποίου χρησιμεύει ως καθρέφτης κατά τη διάρκεια των παρατηρήσεων του Κόσμου. Επίσης, η χρήση υδραργύρου στη σύγχρονη βιομηχανία εκδηλώνεται στην παραγωγή διαφόρων αντλιών διάχυσης, διακοπτών και θερμόμετρων.

Σε πολλούς κλάδους της ιατρικής χρησιμοποιούνται λαμπτήρες υδραργύρου-χαλαζία, οι οποίοι ακτινοβολούνται με υπεριώδη ακτινοβολία. Επίσης ένα απαραίτητο ιατρικό εργαλείο είναι ένα πολύ γνωστό θερμόμετρο για τη μέτρηση της θερμοκρασίας του σώματος.

Πόσο κοστίζει ο υδράργυρος: η τιμή στην παγκόσμια αγορά

Η τιμή του υδραργύρου διαμορφώνεται με την ίδια αρχή όπως και για άλλα μέταλλα. Έτσι, το κόστος αυτού του ορυκτού εξαρτάται από τον όγκο των προμηθειών και την καθαρότητα του προτεινόμενου υδραργύρου. Στην παγκόσμια αγορά, η τιμή του υδραργύρου μειώθηκε σημαντικά τους τελευταίους έξι μήνες. Έτσι, αν η μέση τιμή του στο τέλος του 2014 ήταν $ 75 / kg, τότε το Μάρτιο του 2015 - $ 55 / kg. Αλλά είναι σχεδόν αδύνατο να αγοράσετε υγρό μέταλλο ελεύθερα, δεδομένου ότι ο υδράργυρος ανήκει σε χημικά επικίνδυνες ουσίες. Ακόμη και για τη διάθεση του χυμένου υδραργύρου, πρέπει να πληρώσετε ένα συγκεκριμένο ποσό.

Όσον αφορά τα προϊόντα που περιέχουν υδράργυρο, το κόστος τους εξαρτάται από την ποσότητα του χρησιμοποιημένου μετάλλου και από το άλλο κόστος παραγωγής. Για παράδειγμα, ένα θερμόμετρο υδραργύρου κοστίζει πολύ φθηνά . Η τιμή στα φαρμακεία κυμαίνεται από 25 έως 50 ρούβλια.

Κίνδυνος κινδύνου για την υγεία

Παρά τη διαδεδομένη χρήση υδραργύρου στη βιομηχανία, θεωρείται μια μάλλον επικίνδυνη χημική ουσία. Σύμφωνα με τα κριτήρια για βλάβη στη ζωή και την υγεία, ο υδράργυρος ανήκει στην πρώτη τάξη κινδύνου. Συνήθως, ο υδράργυρος εισέρχεται στο σώμα με την εισπνοή των ατμών του που δεν έχουν οσμή. Είναι η εξάτμιση υδραργύρου που αποτελεί τον μεγαλύτερο κίνδυνο.

Για να προκαλέσει σοβαρή δηλητηρίαση και προβλήματα υγείας, αρκεί μια μικρή ποσότητα ορυκτών. Κατά τη διάρκεια της τοξικότητας, οι πνεύμονες, τα νεφρά, το ανοσοποιητικό, το νευρικό, το πεπτικό σύστημα, τα μάτια και το δέρμα επηρεάζονται περισσότερο.

Ανάλογα με τα αίτια και τη φύση της δηλητηρίασης διακρίνει μεταξύ φωτός, οξείας και χρόνιας μορφής. Η τοξικότητα στο φως εμφανίζεται όταν εμφανίζεται δηλητηρίαση από τρόφιμα. Μετά από ατυχήματα στις επιχειρήσεις της χημικής βιομηχανίας ή λόγω παραβίασης των μέτρων ασφαλείας, εκδηλώνεται οξεία μορφή δηλητηρίασης. Σε αυτή την περίπτωση, ο ασθενής έχει μια μείωση στην ψυχική δραστηριότητα, εξάντληση, μπορεί να υπάρχουν κρίσεις, απώλεια όρασης, φαλάκρα και ακόμη και πλήρη παράλυση. Σε σοβαρές περιπτώσεις, η οξεία δηλητηρίαση μπορεί να οδηγήσει σε θάνατο. Η χρόνια δηλητηρίαση εξελίσσεται ως αποτέλεσμα της συνεχούς επαφής με τον υδράργυρο και μπορεί να συμβεί για μεγάλο χρονικό διάστημα μετά τη διακοπή της εργασίας με αυτό. Τα άτομα με αυτή τη μορφή παθολογίας διατρέχουν αυξημένο κίνδυνο ανάπτυξης υπέρτασης, φυματίωσης και αθηροσκλήρωσης. Υπάρχουν περιπτώσεις όπου η χρόνια τοξικότητα προκαλεί διανοητικές ανωμαλίες.

Ειδικά με συσκευές υδραργύρου, οι έγκυες γυναίκες πρέπει να αντιμετωπίζονται. Ο ατμός του υδραργύρου αποτελεί μεγάλη απειλή για την ανάπτυξη του εμβρύου. Εάν το σπίτι έχει παιδιά, είναι καλύτερο να αντικαταστήσετε τα συνηθισμένα θερμόμετρα υδραργύρου με ηλεκτρονικά.

Χρήση αποβλήτων που περιέχουν υδράργυρο

Η ευρεία χρήση του υδραργύρου συμβάλλει στην υψηλή συγκέντρωση των καπνών του στην ατμόσφαιρα των μεγάλων πόλεων. Τώρα παντού χρησιμοποιείτε λαμπτήρες φθορισμού, οι οποίοι περιέχουν από 30 έως 300 mg υγρού μετάλλου. Και σε μερικούς λαμπτήρες είναι αρκετές φορές μεγαλύτερες. Σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία, περίπου 100 εκατομμύρια τέτοιου είδους λάμπες καθίστανται ακατάλληλοι και απαιτούν ανακύκλωση. Μόνο ένα μικρό μέρος από αυτά υφίσταται ειδική διάθεση και τα υπόλοιπα αμέσως πηγαίνουν στο χωματόδρομο, όπου, λόγω της καταστροφής της ακεραιότητας του γυαλιού, ο υδράργυρος εισέρχεται στην ατμόσφαιρα.

Επιπλέον, ο υδράργυρος χρησιμοποιείται στην παραγωγή μπαταριών και συσσωρευτών, οι οποίες σε μεγάλο βαθμό δεν υφίστανται επεξεργασία. Με αυτόν τον τρόπο, περίπου 40 τόνοι υδραργύρου πέφτουν στον χώρο υγειονομικής ταφής για ένα χρόνο. Ο αριθμός αυτός είναι πολύ μεγάλος, συνεπώς το πρόβλημα της ανακύκλωσης των αντικειμένων που περιέχουν υδράργυρο είναι πολύ οξύ. Ο ανεξέλεγκτος χειρισμός των αποβλήτων υδραργύρου, η ανεύθυνη αντιμετώπιση των συσκευών που περιέχουν αυτό το υγρό μέταλλο, θέτει σε κίνδυνο την υγεία και τη ζωή των ανθρώπων. Όλοι γνωρίζουν τι είδους προβλήματα μπορεί να φέρει ένα κανονικό θερμόμετρο υδραργύρου. Η τιμή της ανάρμοστης μεταχείρισης μαζί του μπορεί να κοστίσει ακόμη και μια ζωή.

Τώρα οι κυβερνήσεις όλων των χωρών ασχολούνται με το θέμα της επεξεργασίας αποβλήτων που περιέχουν υδράργυρο. Για το σκοπό αυτό, δημιουργούνται ειδικές εταιρείες που ασχολούνται με τη συλλογή ακατάλληλων συσκευών και αντικειμένων υδραργύρου. Τα χωρίζουν σε εξαρτήματα (πλίνθους, γυαλί, μέταλλο) και ανακυκλώνουν. Από κάθε τύπο αποβλήτων σχηματίζονται, τα οποία συσκευάζονται σε ειδικά δοχεία (καλύμματα, πλαστικές σακούλες, κουτάκια) και παραδίδονται στον τόπο επεξεργασίας.