Файл: Мельников, С. М. Техника безопасности в металлургии ртути.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 22.10.2024

Просмотров: 58

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

(95,8 мкОм/см3), t. е. ниже, чем у серебра, в 60 раз и в 10 раз ниже, чем у железа. В то же время -при".низких температурах (—269°С) ртуть приобретает свойства сверхпроводимости.

Ртуть обладает высоким поверхностным натяжением: 475 дин/см (20°С), что в 73 раза выше, чем у воды. Бла­ годаря этому ее мелкие капли имеют форму шара, не­ смотря на высокую плотность.

Ртуть немагнитна; она обладает свойством раство­ рять многие металлы, в том числе благородные,- с обра­ зованием амальгам. Температура замерзания (плавле­ ния) ртути —38,87°С; в твердом виде она представляет ковкий, пластичный металл. Температура .кипения' рту­ ти 357,2б°С, однако она Испаряется и при более низких температурах, причем давление ее паров резко возраста­ ет с повышением температуры. Неподвижный воздух^насыщенный парами ртути, содержит в 1 м3: при 0° С —

Таблица 1

Содержание ртути

внасыщенном ларе

взависимости

от температуры

Температура,

Содержание

рту­

 

 

 

°С

ти, мг/м3

 

 

 

10

5,64

 

 

 

 

'20

13,38

 

 

 

 

30

29,81

 

 

 

 

40

62,8

 

 

 

 

50

126,6

 

 

 

 

60

234,9

 

 

 

 

70

452

 

 

 

 

80

807

 

TemepamjpG/C'

 

90

1396

Рич:. 1. Содерж-ание ртути в насы­

100

2338

щенном

паре в

зависимости

от

 

 

температуры при

давлении 760

мм

0,0023 г, при 20°С — 0,0134 г, а при

100°С — 2,338 г рту­

ти. Графически эта зависимость приведена на рис. 1,

а

цифровые значения — в табл. 1.

 

 

 

Легкая испаряемость ртути заслуживает особого вни­ мания, поскольку, как будет изложено ниже, именно ртутные пары являются наиболее’ опасными для орга­ низма человека. Они бесцветны, не имеют специфическо­ го запаха и не вызывают никаких раздражений органов

32

дыхания, зрения, кожи и др. Поэтому установить нали­ чие паров ртути в воздухе можно только с помощью при­ боров, анализом, либо с применением химических инди­

каторов.

тяжелый — его объемная

масса

Ртутный пар

9,021 кг/м3, т. е. почти в 7 раз тяжелее воздуха,

объем­

ная масса которого

1,292 кг/м3. При охлаждении

пары

ртути конденсируются. Это происходит при температу­ рах, когда пары насыщают занимаемый объем. Чем больше паров ртути в воздухе, тем при более высоких температурах протекает конденсация; По мере снижения содержания ртути в воздухе для продолжения конденса­ ции требуется дальнейшее понижение температуры.

По химическим свойствам ртуть близка к благород­ ным металлам. В сухом воздухе она не окисляется; ее соединения, как правило, очень непрочны и разлагаются под влиянием температуры, а некоторые даже под дей­ ствием света. Ртуть'растворима в царской водке, азот­ ной и горячей серной кислотах и практически нераство­ рима в воде; щелочи на ртуть не действуют.

Ртутные соединения, за малым исключением (напри­

мер, сернистая ртуть HgS), как правило,

очень ядови­

ты. Ртуть образует одно- и двухвалентные

соединения.

Первые из них плохо растворимы в воде;

соединения

двухвалентной ртутщ наоборот, хорошо растворимы (ис­

ключение составляет

сернистая

ртуть и

ее сульфат).

Ртуть легко образует соединения

с галогенами,

а также

с серой. Сероводород

при повышенных

температурах

также легко реагирует со ртутью, образуя ее

сульфид.

Ниже приведены краткие сведения о некоторых сое­

динениях ртути.

с о е д и н е н и я известны в трех

К и с л о р о д н ы е

формах: закись ртути

Hg2 0 , окись HgO

и

перекись

HgÜ2. Перекись ртути получают искусственным путем; это крайне неустойчивое соединение.

Закись ртути— соединение темно-серого цвета, плот­ ность его 9,8 г/см3,.образуется при нагревании ртути в присутствии паров воды. Соединение неустойчивое, легко разлагающееся при повышении температуры, при расти­

рании и даже под действием света.

ус­

^Окись ртути (плотность 11,14 г/см3) — наиболее

тойчивое из ее кислородных соединений, имеет две

мо­

дификации — красную и желтую. Они различаются толь­ ко размерами кристаллов, красная крупнее (10 мкм),

2 Зак. С59

33

 

желтая — мельче (2 мкм). Желтая окись химически бо­ лее активна; обе формы ядовиты.

Окись слабо растворима в воде, однако с повышени­ ем температуры растворимость ее увеличивается

(0,049—0,051 г/л при 25°С; 0,379—0,411 г/л при 100°С).

При нагревании окись ртути разлагается на ртуть и кислород.

Окись ртути имеет широкое применение в промыш­ ленности для производства ртутных солен, изготовления

сухих электрических батарей, в медицине и др.

имеет

С у л ь ф и д

р т у т и IigS

(сернистая ртуть)

три модификации — красную (киноварь),

черную

(мета-

циннабарит)

и ß-кииоварь.

'Последняя

практического

значения не имеет и получается искусственным путем.

Киноварь (плотность 8,1 г/см3)— наиболее распрост­ раненное в природе соединение, служит основным источ­ ником для получения ртути. Черный сульфид (метациннабарит) плотностью 7,2 г/см3 также встречается в при­ родных условиях как минерал вторичной генерации; в производственных условиях часто образуется в ре­ зультате взаимодействия ртути с серой либо с серо­ водородом.

Сернистая ртуть практически нерастворима в воде и щелочах. На нее также не действует холодная азотная

•кислота, однако при длительном кипячении в ней суль­ фид ртути медленно разлагается. Сернистая ртуть растводима в царской водке, кипящей концентрированной со­ ляной кислоте, а также хорошо растворима в водных ра­ створах сульфидов щелочных н щелочноземельных ме­ таллов (например, Na2S и I<2S).

При нагревании сернистая ртуть возгоняется из твер­ дой фазы, переходя в пар, который диссоциирует на ртуть и серу. Так как это происходит при температурах выше точки кипения ртути, то последняя превращается в пар. Сера .при наличии кислорода окисляется до сер­ нистого газа S02. Температура кипения HgS 580°С, од­ нако она активно испаряется уже с 4.00—450°С.

С у л ь ф а т ы

ртути. Сульфат

закиси

ртути’

Hg2S0 4

(плотность 7,56

г/см3) и сульфат

окиси

ртути

HgS04

(плотность

6,47

г/см3) — бесцветные или

белые

кристаллические вещества, разлагающиеся при нагрева­ нии, Сульфат окиси ртути растворим в подкисленной во­ де; сульфат закиси ртути в воде практически не раство­ ряется; оба растворимы в кислотах.

3 4

Сульфаты ртути образуются в производственных ус­ ловиях при взаимодействии паров ртути с влагой, серни­ стым газом и сероводородом при температурах порядка 350_400°С. При более высокой температуре сульфаты

разлагаются.

Г а л о г е н и д ы р т у т и . Ртуть легко образует сое­ динения с хлором, бромом, фтором и иодом. Как и по­ давляющее большинство ртутных соединений, они не­ прочны и легко разлагаются при нагревании. Наиболь­ шего внимания заслуживают соединения ртути с хлором: каломель Hg2'Cl2 и сулема HgCl2.

Каломель — это кристаллы белого цвета1, плотность ее 7,16 г/см3; при нагревании возгоняется, разлагаясь на HgCl2 и ртуть. В воде каломель практически нераство­ рима, слабо растворяется в азотной и соляной кислотах, хорошо — в царской водке. Каломель — одно из немно­ гих неядовитых соединений ртути.

■Сулема — наоборот, является сильнейшим ядом и хо­ рошо растворима в. воде. Она представляет бесцветное кристаллическое вещество1 плотностью 5,44 г/см3.

Образование хлористых соединений ртути в произ­ водственных условиях ртутных заводов возможно при на­ личии в рудном сырье минералов, содержащих хлор, ли­ бо при работе с использованием воды, имеющей в своем составе ионы хлора. Аналогично образованию хлорис­ тых соединений ртути возможно ожидать образования фторидов ртути при наличии в руде, например, плавико­ вого шпата (CaF2). Однако в практике не было отмечено и в литературе не опубликовано каких-либо данных об образовании хлоридов или фторидов ртути в ощутимых количествах, способных оказать какое-либо влияние на ход процесса или окружающую среду. Учитывая высо­ кую ядовитое* сулемы, не следует применять в техноло­ гии ртути процессы, связанные с использованием хлора.

В связи с изложенными свойствами хлористых сое­ динений ртути переработка вторичного сырья, содержа­ щего хлориды, требует повышенного внимания и приня­ тия соответствующих мер предосторожнЬети.

Ртуть образует большое количество других неоргани­ ческих и органических соединений, находящих широкое применение в промышленности и сельском хозяйстве, Од­ нако, за исключением перечисленных выше соединений,

1 Сулема и каломель внешне неразличимы, но калрмель іпри'яастираими желтеет, а сулема сохраняет белый цвет,

г* Зак . 659

95

 

при переработке рудного сырья они обычно не встреча­ ются, а если и образуются в процессе производства рту­ ти, то в незначительных количествах и не имеют практи­ ческого значения.

СПОСОБЫ ПОЛУНЕНИЯ РТУТИ ИЗ РУДНОГО СЫРЬЯ

S

Хотя ртуть встречается в природных условиях в 28 минералах, практическое значение имеют только четыре из них: красный сульфид ртути — киноварь, черный суль­

фид — метациннабарит, самородная ртуть

и комплекс­

ный

сурьмяно-ртутный

минерал

ливинг-стонит

(HgSb4S7).

 

 

Месторождения ртути могут быть мономинеральные,

т. е. с рудами, содержащими из полезных

компонентов

только ртуть, но очень часто встречаются

комплексные

руды, где, наряду со ртутью, присутствуют другие эле­ менты. Чище всего ртуть ассоциируется с сурьмой и мышьяком, содержание которых может иметь промыш­ ленное значение. Известны также месторождения свин­ цовых, цинковых, медных руд, которые содержит столь­ ко ртути, что при крупных масштабах производства це­ лесообразно ее попутное извлечение. В подавляющем большинстве случаев содержание ртути в рудах невысо­ кое— до 1%, хотя известны единичные месторождения, где добываемые 'руды имеют более высокое содержание металла. За последние десятилетия в мировой практике четко установлена тенденция снижения содержания рту­ ти в рудах по мере увеличения ее добычи и отработки месторождений с высоким содержанием металла.

Комплексные руды обогащают и полученные при

этом концентраты направляют в переработку для извле­ чения ртути. Мономииеральные ртутные руды редко под­ вергают обогащению и в большинстве случаев направ­ ляют из рудников непосредственно на металлургическую переработку. Это объясняется главнымобразом эконо­ мическими причинами. Переработка руд без предвари­ тельного обогащения позволяет извлекать ртуть из руды с меньшими потерями металла, при более низких капи­ тальных вложениях и при меньших эксплуатационных расходах. Однако в ряде случаев обогащение может окат заться целесообразным, например, при очень высоких ценах нр топливо, в районах курортов и здравниц (с вңт

36

Смотрите также файлы