Меню
Главная
Случайная статья
Настройки
|
Ртуть (Hg, от лат. Hydrargyrum) — элемент шестого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 80, относящийся к подгруппе цинка, 12-й группе (по устаревшей классификации — побочной подгруппе II группы). Простое вещество ртуть — переходный металл, при комнатной температуре представляющий собой тяжёлую серебристо-белую жидкость, пары которой чрезвычайно ядовиты, контаминант. Ртуть — один из двух химических элементов (и единственный металл), простые вещества которых при нормальных условиях находятся в жидком агрегатном состоянии (второй такой элемент — бром).
Содержание
История
Ртуть — один из семи металлов, известных с древнейших времён. Нередко её находили в самородном виде (жидкие капли на горных породах), но чаще получали обжигом её основного минерала — киновари. Киноварная краска применялась на территории современной Турции с 8 тыс. лет до н. э., киноварные месторождения юго-восточных провинций современного Китая разрабатывались с 4 тыс. лет до н. э. В древнем Египте киноварь и металлическую ртуть использовали с 3-го тысячелетия до н. э., в древней Индии — с 1—2 тысячелетий до н. э. В Египте был найден сосуд с ртутью, датированный XVXVI веками до н. э. В Египте, Месопотамии и Китае был известен способ получения ртути из киновари при помощи меди и уксуса. В VII веке до н. э. ассирийские ремесленники применяли ртуть для золочения металлических поверхностей (амальгамирование). Амальгамирование было известно древним грекам и римлянам, они знали и о токсичности самой ртути и её соединений, в частности сулемы. Ртуть и киноварь упоминаются в «Естественной истории» Плиния Старшего[4][5][6].
В надписях во дворце древнеперсидских царей Ахеменидов (VI—IV века до н. э.) в Сузах упоминается, что ртутную киноварь доставляли сюда с Зеравшанских гор и использовали в качестве краски[7].
На протяжении многих столетий в Европе основным и единственным месторождением ртути был Альмаден в Испании[источник не указан 4241 день]. В Новое время с ним стала конкурировать Идрия во владениях Габсбургов (современная Словения). Там же появилась первая лечебница для поражённых отравлением парами ртути рудокопов.
С XV века ртуть применялась в качестве лекарственного средства, в 1530 году её медицинское применение описал Парацельс. С XVI века ртуть применялась в Мексике для извлечения серебра из руды, а извлечение золота ртутью известно издревле[8].
Составной частью всех металлов ртуть стал считать арабский алхимик Джабир (Гебер) в IX веке[8]. Алхимики также полагали, что если жидкой ртути возвратить твёрдость при помощи серы или мышьяка, то получится золото. Выделение ртути в чистом виде было описано шведским химиком Георгом Брандтом в 1735 году. Для представления элемента как у алхимиков, так и в настоящее время используется символ планеты Меркурий: название планеты алхимиками широко использовалось метонимией ртути (иногда как двойной меркурий).
Твёрдая ртуть впервые была получена российскими учеными Ломоносовым и Брауном, которые 24 декабря 1759 года благодаря державшимся две недели сорокаградусным морозам[9] смогли заморозить ртуть и установить её металлические свойства в твёрдом состоянии: ковкость, электропроводность и др.; было показано, что ртуть и в жидком, и в твёрдом состоянии проводит электрический ток[10].
Происхождение названия
Русское название ртути происходит от праслав. *rьttь, связанного с лит. rsti «катиться»[11].
В 350 году до нашей эры Аристотель назвал ртуть «жидким серебром» (хютос аргюрон), в I веке н. э. Диоскорид называет её «серебряной водой» (хюдраргюрон). Латинское название hydrargyrum впервые встречается у Плиния, и химический знак Hg происходит от него[12].
Из-за легкоподвижности капелек ртути на гладкой поверхности алхимики называли её меркурием в честь греко-римского бога Гермеса (Меркурия) — быстро перемещающегося вестника богов[8].
Нахождение в природе
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[13]. Основная форма нахождения ртути в природе — рассеянная, и только 0,02 % её заключено в месторождениях[14]. 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.
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).
Ртуть является одним из наиболее чувствительных индикаторов скрытого оруденения не только ртутных, но и различных сульфидных месторождений, поэтому ореолы ртути обычно выявляются над всеми скрытыми сульфидными залежами и вдоль дорудных разрывных нарушений. Эта особенность, а также незначительное содержание ртути в породах, объясняются высокой упругостью паров ртути, возрастающей с увеличением температуры и определяющей высокую миграцию этого элемента в газовой фазе.
В обычных условиях киноварь и металлическая ртуть не растворимы в воде, но в присутствии некоторых веществ (Fe2(SO4)3, озон, пероксид водорода) растворимость в воде этих минералов достигает десятков мг/л. Особенно хорошо растворяется ртуть в сульфидах щелочных металлов с образованием, например, комплекса HgS•nNa2S. Ртуть легко сорбируется глинами, гидроксидами железа и марганца, глинистыми сланцами и углями[15].
В природе известно около 20 минералов ртути, но главное промышленное значение имеет киноварь HgS (86,2 % Hg). В редких случаях предметом добычи является самородная ртуть, метациннабарит HgS и блёклая руда (до 17 % Hg). На единственном месторождении Гуитцуко (Мексика) главным рудным минералом является ливингстонит HgSb4S7. В зоне окисления ртутных месторождений образуются вторичные минералы ртути. К ним относятся, прежде всего, самородная ртуть, реже метациннабарит, отличающиеся от таких же первичных минералов большей чистотой состава. Относительно распространена каломель Hg2Cl2. На месторождении Терлингуа (Техас) распространены и другие гипергенные галоидные соединения — терлингуаит Hg2ClO, эглестонит Hg6Cl4O[16] (по другим данным Hg6OCl3(OH)[17], Hg6HCl3O2[18]).
Месторождения и добыча
Ртуть считается редким металлом[19]. Среднее содержание в земной коре — 0,08 миллионной доли[20], но в рудных месторождениях ртуть уже сконцентрирована в десятки тысяч раз: наибольшее содержание доходит до 2,5 %, 0,1 % руды считаются бедными[13]. Часто ртутные месторождения связаны с вулканической активностью[21].
Одно из крупнейших в мире ртутных месторождений находится в Испании (Альмаден), которое наряду с рудниками Словении (Идрия), Италии, США и Мексике было закрыто из-за выработки или падения цен на ртуть. Цены на ртуть были весьма волатильны, в 2006 году они составляли $650 за стандартную в индустрии упаковку 76 фунтов (34 кг)[22]. В 2012 году ЮНЕСКО объявило промышленную инфраструктуру Альмадена и Идрии памятником Всемирного наследия человечества[23].
Китай является крупнейшим в мире производителем ртути, на долю него в 2012 году приходилось более 72 % мирового объёма производства. Другими крупнейшими производителями ртути являются Кыргызстан, Чили, Россия и Перу. Наибольшими запасами ртути располагает Мексика[24].
В Российской Империи добыча киновари в незначительных количествах начата в 1759 году на Ильдикайском месторождении в Забайкалье. В небольших количествах россыпная киноварь добывалась в Приамурье. В XIX веке разрабатывались месторождения Бирксуйского рудного поля (Южная Фергана) и Хпека (Южный Дагестан). В 1887 году вступило в строй Никитовское ртутное месторождение (в Донбассе под Горловкой), где до 1908 года годовое производство варьировалось в пределах 47,3-615,9 тонн, существенная часть ртути шла на экспорт. К XXI веку добыча руды и производство первичной ртути на Никитовском месторождении прекратились[25].
К XXI веку в России, согласно Государственному балансу запасов полезных ископаемых, есть 24 месторождения ртутных руд низкого качества, в большинстве своём киноварных с запасами не более 2 тыс. тонн ртути. Четыре сравнительно крупных месторождения — Тамватнейское (14 тыс. т), Западнопалянское (10,1 тыс. т), Чаган-Узунское (14 тыс. т), «Звездочка» (3 тыс. т)[25]. Единственное российское предприятие по производству ртути находилось в Акташе (Республика Алтай), в 2004 году оно было ликвидировано[26].
В бывшем СССР наибольшее производство ртути — в Кыргызстане (Хайдаркан — Айдаркен), с десятикратным отставанием за ней следует Таджикистан. Незначительные количества ртути получают попутно с цинком в Казахстане[25].
В окружающей среде
|
|