冶金における水銀アプリケーションのガイド

液体の形で存在する高密度で有毒な金属に関する情報を入手する

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水銀、または別の方法で知られている「水銀」は、室温で液体の形で存在する高密度の有毒な金属元素です。何千年にもわたって生産され、研究されてきた水銀の使用は、1980 年代以降、人間や環境への健康への悪影響への関心が高まった結果、着実に減少しています。

プロパティ

• 原子記号：Hg
• 原子番号：80
• 要素カテゴリ: 遷移金属
• 密度: 15.534g/cm³
• 融点: -38.9°C (102°F)
• 沸点: 356.9°C (674.4°F)
• 電気抵抗率: 95.8 マイクロオーム/cm (20°C)

特徴

室温では、水銀は密度が非常に高く、熱伝導率が低い濃厚な銀色の液体です。比較的高い 電気伝導性 容易にアマルガムを形成します ( 合金 ) ゴールドとシルバー。

水銀の最も重要な特性の 1 つは、圧力と温度の変化に応じて、液体の範囲全体にわたって均一に膨張および収縮する能力です。水銀はまた、人間と環境の両方に対して非常に有毒であるため、過去数十年にわたってその生産と使用が大幅に減少しています。

歴史

水銀の最初の使用は紀元前 1500 年にさかのぼることができ、古代エジプトの墓を飾るために使用されていました。おそらくそのユニークな特性のために、水銀は古代ギリシャ人、ローマ人、中国人、マヤ人を含む多くの文明で使用され、研究され、珍重されました.

何世紀にもわたって、人々は水銀が特別な治癒特性を持っていると信じていたため、利尿剤や鎮痛剤として、またうつ病から梅毒までのさまざまな病気を治療するための薬として使用されていました.化粧品や装飾材料として使用されてきました。中世の錬金術師は、鉱石から金を抽出する水銀の能力に特に関心を持っていました。

早い段階で、水銀鉱山での狂気と死の事例が多かったため、謎の液体金属が人間に有毒であることが明らかになりました.しかし、それは実験を妨げませんでした。毛皮をフェルトに変換するために硝酸水銀を使用することは、18 世紀と 19 世紀の帽子メーカーでよく使用され、「帽子屋として狂った」という表現をもたらしました。

1554 年から 1558 年にかけて、バルトロメ デ メディナは、水銀を使用して鉱石から銀を抽出するためのパティオ プロセスを開発しました。パティオ プロセスは、水銀が銀と融合する能力に依存しています。スペインのアルマデンとペルーのワンカベリカにある大規模な水銀鉱山に支えられたパティオ プロセスは、17 世紀から 18 世紀にかけてのスペインの銀生産の急速な拡大にとって重要でした。その後、カリフォルニアのゴールド ラッシュの間、さまざまなパティオ プロセスが金の抽出に使用されました。

20 世紀後半までに、化学廃棄物の流出と魚介類のメチル水銀含有量との相関関係を証明する研究が増え始めました。人間に対する金属の健康への影響に注意が向けられました。近年、米国と欧州連合は、水銀の生産、使用、および廃棄に関する厳格な規制を導入しています。

製造

水銀は非常に希少な金属であり、ほとんどの場合、鉱石の辰砂とリビングストーンに含まれています。それは一次製品として、また金の副産物として生産されます。 亜鉛 、 と 銅 .

水銀は、硫化鉱 (HgS) である辰砂から、ロータリー キルンまたは複数の炉床炉で硫化物を燃焼させることによって生成できます。粉砕された水銀鉱石は、木炭または原料炭と混合され、300°C (570°F) 以上の温度で燃焼されます。酸素が炉に送り込まれ、硫黄と結合して二酸化硫黄が放出され、水銀蒸気が生成されます。これを収集して冷却し、純粋な金属としてさらに精製することができます。

水銀蒸気を水冷凝縮器に通すことで、高沸点の水銀が最初に凝縮して液体金属の形になり、回収されます。このプロセスを使用すると、辰砂鉱石の水銀含有量の約 95% を回収できます。

水銀は、水酸化ナトリウムと硫化ナトリウムを使用して鉱石から浸出することもできます。水銀の回収は、アルミニウムを使用した沈殿または電気分解によって行われます。蒸留により、水銀は 99.999% 以上にまで精製されます。

商用グレードの 99.99% 水銀は、76 ポンド (34.5 kg) の錬鉄製またはスチール製のフラスコで販売されています。

世界の水銀生産量は、 米国地質調査所 (USGS) は 2010 年に 2,250 トンになる予定です。現在、中国は世界の生産量の約 70% を供給しており、続いてキルギス (11.1%)、チリ (7.8%)、ペルー (4.5%) が続きます。

水銀の最大の生産者および供給者には、キルギスのハイダルカン水銀工場、中国のトンレン-鳳凰水銀帯の生産者、および以前はスペインで歴史的なアルマデン水銀鉱山を運営していたミナス・デ・アルマデン・イ・アラジャネス社が含まれます。ヨーロッパの水銀の大部分のリサイクルと管理。

アプリケーション

水銀の生産と需要は、1980 年代初頭のピーク以来、着実に減少しています。

北米とヨーロッパにおける水銀金属の主な用途は、苛性ソーダの製造に使用される陰極セルです。米国では、これは水銀需要の 75% を占めていますが、このようなセルの需要は 1995 年以降 97% 減少しています。これは、最新のクロール アルカリ プラントが膜セルまたは隔膜セル技術を採用しているためです。

中国では、ポリ塩化ビニル (PVC) 産業が水銀の最大の消費者です。中国で生産されるような石炭ベースの PVC の生産では、触媒として水銀を使用する必要があります。 USGS によると、PVC などのプラスチックの製造に使用される水銀は、世界の需要の 50% を占める可能性があります。

おそらく最もよく知られている水銀の用途は、温度計と気圧計です。しかし、この使用も着実に減少しています。 このエントリ (ガリウム、インジウム、および 信じる ）は、合金の毒性が低いため、温度計の水銀に取って代わりました。

貴金属と融合して回収を助ける水星の能力は、漂砂金鉱山を持つ多くの発展途上国で継続的に使用されてきました.

論争はあるものの、歯科用アマルガムでの水銀の使用は続いており、代替品の開発にもかかわらず、依然として金属の主要産業です。

近年成長している水銀の数少ない用途の 1 つは、コンパクト蛍光灯 (CFL) です。エネルギー効率の低い白熱電球の廃止を奨励する政府のプログラムは、ガス状水銀を必要とする CFL の需要を支えてきました。

水銀化合物は、バッテリー、医薬品、工業用化学薬品、塗料、および爆薬の起爆剤である雷電水銀にも使用されています。

貿易規制

米国と EU は最近、水銀の取引を規制する取り組みを行っています。 2008 年の水銀輸出禁止法の下で、米国からの水銀の輸出は 2013 年 1 月 1 日から禁止されます。すべての EU 加盟国からの水銀の輸出は 2011 年 3 月の時点で禁止されました。水銀の生産、輸入、輸出。

ソース:

冶金学の紹介 . . . .ジョセフ・ニュートン、第二版。ニューヨーク、John Wiley & Sons, Inc. 1947年。

マーキュリー：エンシェントのエレメント。

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

ブリタニカ百科事典。マーキュリー プロセッシング (2011)。

から取得 http://www.britannica.com/EBchecked/topic/375927/mercury-processing