دليل لتطبيقات الزئبق في علم المعادن

الزئبق ، أو "الزئبق السريع" كما هو معروف ، هو عنصر فلزي كثيف موجود في شكل سائل في درجة حرارة الغرفة. تم إنتاجه ودراسته منذ آلاف السنين ، وقد انخفض استخدام الزئبق بشكل مطرد منذ الثمانينيات نتيجة لزيادة الاهتمام بالتأثيرات الصحية السلبية التي تحدثه على الإنسان والبيئة.

• الرمز الذري: Hg
• العدد الذري: 80
• عنصر الفئة: معدن انتقالي
• الكثافة: 15.534 غم / سم 3
• نقطة الانصهار: -38.9 درجة مئوية (102 درجة فهرنهايت)
• درجة الغليان: 356.9 درجة مئوية (674.4 درجة فهرنهايت)
• المقاومة الكهربائية: 95.8 ميكرومتر / سم (20 درجة مئوية)

في درجة حرارة الغرفة ، يكون الزئبق سائلًا فضيًا سميكًا بكثافة عالية جدًا وموصلية حرارية منخفضة. لديها نسبة عالية نسبيا التوصيل الكهربائي وتشكل بسهولة الملغم (سبائك) بالذهب والفضة.

من أهم خصائص الزئبق قدرته على التوسع والانكماش بشكل موحد على كامل نطاق السائل ، استجابة للتغيرات في الضغط ودرجة الحرارة. كما أن الزئبق شديد السمية لكل من البشر والبيئة ، مما أدى إلى تخفيضات كبيرة في إنتاجه واستخدامه على مدى العقود العديدة الماضية.

يمكن إرجاع أقدم استخدام لعطارد إلى 1500 قبل الميلاد عندما تم استخدامه لتزيين القبور في مصر القديمة. على الأرجح بسبب خصائصه الفريدة ، تم استخدام الزئبق ودراسته وتقديره من قبل العديد من الحضارات ، بما في ذلك الإغريق والرومان والصينيون والمايون القدماء.

لقرون ، اعتقد الناس أن الزئبق يمتلك خصائص علاجية خاصة ، وبالتالي يستخدمه كمدر للبول ومسكن ، وكذلك في الأدوية لعلاج الأمراض المختلفة من الاكتئاب إلى الزهري. تم استخدامه في مستحضرات التجميل وكمواد زخرفية. اهتم الكيميائيون في العصور الوسطى بشكل خاص بقدرة الزئبق على استخراج الذهب من الخام.

في وقت مبكر ، أصبح من الواضح أن المعدن السائل الغامض كان سامًا للبشر بسبب ارتفاع نسبة الجنون والموت في مناجم الزئبق. ومع ذلك ، لم يمنع التجريب. أدى استخدام نترات الزئبق لتحويل الفراء إلى اللباد ، الذي يستخدمه غالبًا صانعو القبعات في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر ، إلى تعبير "جنون كعادي".

بين 1554 و 1558 ، طورت بارتولوم دي مدينا عملية الفناء لاستخراج الفضة من الخامات باستخدام الزئبق. تعتمد عملية الفناء على قدرة الزئبق على الاندماج بالفضة. بدعم من مناجم الزئبق الكبيرة في المادن ، إسبانيا ، وهوانكافليكا ، بيرو ، كانت عملية الفناء حاسمة للتوسع السريع في إنتاج الفضة الإسبانية خلال القرنين السابع عشر والثامن عشر. في وقت لاحق ، خلال اندفاع الذهب في كاليفورنيا ، تم استخدام اختلافات في عملية الفناء لاستخراج الذهب.

بحلول النصف الثاني من القرن العشرين ، بدأت كميات متزايدة من البحوث تثبت وجود علاقة بين جريان النفايات الكيميائية ومحتوى الزئبق الميثيل في المأكولات البحرية. تم الاهتمام بالآثار الصحية للمعدن على البشر. في السنوات الأخيرة ، وضعت الولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي لوائح صارمة بشأن إنتاج الزئبق واستخدامه والتخلص منه.

الزئبق معدن نادر جدًا وغالبًا ما يوجد في خامات الزنجفر و ليفنجستون. يتم إنتاجه كمنتج أساسي وكمنتج ثانوي للذهب ، زنكو النحاس.

يمكن إنتاج الزئبق من الزنجفر ، خام الكبريتيد (HgS) ، عن طريق حرق محتوى الكبريتيد في فرن دوار أو أفران موقد متعددة. يتم خلط خام الزئبق المسحوق مع الفحم أو فحم الكوك ويحرق في درجات حرارة أعلى من 300 درجة مئوية (570 درجة فهرنهايت). يتم ضخ الأكسجين في الفرن ، الذي يتحد مع الكبريت ، مما يؤدي إلى إطلاق ثاني أكسيد الكبريت وإنشاء بخار زئبقي يمكن جمعه وتبريده لمزيد من التحسين كمعدن نقي.

من خلال تمرير بخار الزئبق من خلال مكثف مبرد بالماء ، يكون الزئبق ، الذي يحتوي على نقطة غليان عالية ، أول من يتكثف في شكل معدن سائل ويجمع. يمكن استعادة حوالي 95٪ من المحتوى الزئبقي لخام الزنجفر باستخدام هذه العملية.

يمكن أيضًا رشح الزئبق من الخامات باستخدام هيدروكسيد الصوديوم وكبريتيد الصوديوم. يتم استعادة الزئبق عن طريق الترسيب باستخدام الألومنيوم أو التحليل الكهربائي. من خلال التقطير ، يمكن تنقية الزئبق إلى أكثر من 99.999٪.

يُباع الزئبق من الدرجة التجارية بنسبة 99.99٪ في قوارير من الحديد المطاوع أو الصلب بسعة 76 رطل (34.5 كجم).

وقدر إنتاج الزئبق في جميع أنحاء العالم من قبل المسح الجيولوجي الأمريكي (USGS) ليكون 2،250 طن في عام 2010. توفر الصين حاليًا حوالي 70٪ من الإنتاج العالمي ، تليها قيرغيزستان (11.1٪) وشيلي (7.8٪) وبيرو (4.5٪).

ومن أكبر منتجي وموردي الزئبق مصنع خيدراركان للزئبق في قيرغيزستان والمنتجين في حزام الزئبق من تونغرن-فنغهوانغ في الصين وميناس دي المادن ذ. Arrayanes ، S.A ، التي كانت تدير سابقًا منجم الزئبق التاريخي Almaden في إسبانيا وهي الآن مسؤولة عن إعادة تدوير وإدارة نسبة كبيرة من الدول الأوروبية الزئبق.

انخفض إنتاج الزئبق والطلب عليه بشكل مطرد منذ أن بلغ ذروته في أوائل الثمانينيات.

التطبيق الأساسي للمعادن الزئبقية في أمريكا الشمالية وأوروبا في خلايا الكاثود ، والتي تستخدم لإنتاج الصودا الكاوية. في الولايات المتحدة ، يمثل هذا 75 ٪ من الطلب على الزئبق ، على الرغم من انخفاض الطلب على هذه الخلايا 97 ٪ منذ عام 1995 ، حيث اعتمدت مصانع الكلور والقلويات الحديثة خلية غشاء أو خلية الحجاب الحاجز التقنيات.

في الصين ، تعد صناعة البولي فينيل كلوريد أكبر مستهلك للزئبق. يتطلب إنتاج PVC القائم على الفحم ، مثل ذلك المنتج في الصين ، استخدام الزئبق كمحفز. وفقًا لوكالة المسح الجيولوجي الأمريكية ، قد يمثل الزئبق المستخدم في إنتاج المواد البلاستيكية مثل PVC ما يصل إلى 50 ٪ من الطلب العالمي.

ولعل الاستخدام الأكثر شهرة للزئبق هو في موازين الحرارة والبارومترات. ومع ذلك ، فإن هذا الاستخدام ينخفض ​​بشكل مطرد. جالينستان (سبيكة من الغاليوم والإنديوم القصدير) استبدل الزئبق في الغالب في موازين الحرارة بسبب انخفاض سمية السبائك.

وقد أدت قدرة الزئبق على الاندماج مع المعادن الثمينة ، والمساعدة في استعادتها ، إلى استمرار استخدامه في العديد من البلدان النامية بمناجم الذهب الغريني.

على الرغم من الجدل ، إلا أن استخدام الزئبق في ملغم الأسنان مستمر ، وعلى الرغم من تطوير البدائل ، لا يزال صناعة رئيسية للمعادن.

أحد الاستخدامات القليلة للزئبق الذي ينمو في السنوات الأخيرة هو المصابيح الفلورية المدمجة (CFLs). دعمت البرامج الحكومية التي تشجع على التخلص من المصابيح المتوهجة الأقل كفاءة في استخدام الطاقة الطلب على المصابيح الفلورية المتضامة ، والتي تتطلب الزئبق الغازي.

كما تستخدم مركبات الزئبق في البطاريات والأدوية والمواد الكيميائية الصناعية والدهانات وفولمات الزئبق ، وهو جهاز تفجير للمتفجرات.

بذلت الولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي جهوداً حديثة لتنظيم تجارة الزئبق. بموجب قانون حظر تصدير الزئبق لعام 2008 ، سيتم حظر تصدير الزئبق من الولايات المتحدة اعتبارًا من 1 يناير 2013. تم حظر صادرات الزئبق من جميع الدول الأعضاء في الاتحاد الأوروبي اعتبارًا من مارس 2011. لقد فرضت النرويج بالفعل حظراً على إنتاج واستيراد وتصدير الزئبق.

المصادر:

مقدمة للتعدين. جوزيف نيوتن ، الطبعة الثانية. نيويورك ، John Wiley & Sons، Inc. 1947.

الزئبق: عنصر القدماء.

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

Encyclopædia Britannica. معالجة الزئبق (2011).

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