Металл Ртуть.

Заключение
На основании всестороннего анализа ртуть, как металла, ее геологии и способов ее получения были решены основные цели и задачи работы. Было проведено полноценное рассмотрение физических и химических свойств ртути. Были рассмотрены следующие физические свойства металла: температура плавления, плотность, атомный радиус, энергии ионизации и др. Из химических свойств были рассмотрены основные степени окисления металла, его взаимодействие с классами веществ и отдельными элементами. Были рассмотрены основные минералы ртутьсодержащих руд и месторождения ртути в мире. Были рассмотрены основные аспекты получения ртути и ее сплавов вкупе с применением ртути и ее сплавов в народном хозяйстве.
Детальное рассмотрение все особенностей процесса получения металла даст существенный толчок к разви ...

Содержание
Введение 3
Глава 1. Основные физико-химические характеристики ртути 4
Глава 2. Нахождение металла в природе 8
§1. Минералы с ртутью 8
§2. Месторождения ртути в мире (их география и геология) 10
Глава 3 Получение металла или его сплавов в промышленности 16
Глава 4. Применение ртути и ее сплавов в народном хозяйстве 21
Заключение 24
Список использованных источников 25

Введение
Ртуть – один из наиболее интересных металлов, который при комнатной температуре находиться в жидком состоянии. Несмотря на то, что ртуть является крайне токсичным металлом, в промышленности и народном хозяйстве можно найти множество ее применений. В природе ртуть представлена целым комплексом минералов: киноварь, метациннабарит, чурсинит, келянит, галхайит и другие. Среди которых наиболее распространены киноварь и метациннабарит.
Целью данной работы является полноценное рассмотрение свойств, способов получения и добычи ртути.
В задачи работы входило рассмотрение следующих вопросов:
• Основные физико-химические свойства ртути;
• Основные минералы с ртутью;
• Месторождения ртути в мире;
• Технология получения ртути и ее сплавов в промышленности;
• Основные применения ртути.
Высоки е токсические свойства ртути и ее влияние на здоровье человека, в настоящее время продуцирует множество решений ООН, направленных на снижение добычи первичной ртути и концентрации внимания на разработке вторичных источников ртути, но до сих пор потребление ртути и ртутьсодержащих соединений бесконечно велико.

Они являются преградой для ртутных растворов, поднимающихся из Земли. За всю историю данной промышленности большая часть ртути, что составляет более 80%, получена на 8 месторождениях, таких как: Альмаден (Испания), Идрия (Словения), Монте-Амиата (Италия), Уанкавелика (Перу), Нью-Альмаден и Нью-Идрия (США), Никитовка (Украина), Хайдаркан (Киргизия).Плутоногенные месторождения представлены, как правило, комплексными полиметаллическими, редкометалльными и золотосеребряными ртутьсодержащими рудами. В зависимости от состава вмещающих пород они относятся к кварц-хлорит-серицитовому (месторождения Воси в КНР, Гюмюшлёр и Дудаш в Турции) или кварц-карбонатному (месторождения Тагит, Джебель-Аджа в Северной Африке, Гордрам в Ирландии) типам.Телетермальные месторождения отличаются простотой состава:они обычно сложены моно- или биметалльными ртутными рудами. В этом классе выделяются кварц-диккитовый (месторождения Никитовское в Украине, Альмаден в Испании), джаспероидный (месторождения Хайдарканское в Киргизии, Уанкавелика в Перу), карбонатный (месторождения Сымап-Адыракоуское в Таджикистане, Ваньшань в КНР), лиственитовый (месторождения Чонкойское в Киргизии и Тамватнейское в РФ, Нью-Идрия и Нью-Альмаден в США) геолого-промышленные типы. Вулканогенные месторождения включают карбонатно-полиаргиллитовый (месторождения Идрия в Югославии, Монте-Амиата в Италии, Исмаил в Алжире), алунит-опалитовый (месторождения Чемпуринское в РФ, Опалит в США) и травертиновый (месторождения Терлингуа, Салфур-Банк в США) типы.Добыча ртутных руд осуществляется в основном подземным способом – шахтами и в меньших объёмах –карьерами. Глубина разработки на некоторых месторождениях достигает 800 м и более, однако основная масса ртутных руд относится к близповерхностным, неглубокозалетающим образованиям. Мировые запасы данного металла достигают 280 тыс. т, а оценки потенциальных запасов превосходят 600 тыс. т). Запасы ртути находятся в основном в Испании (более 90 тыс. т), Италии (более 70 тыс. т), Кыргызстане (более 40 тыс. т), Китае, Алжире, Словении, а также России и Украине. После многовековой истории добычи ртути с использованием ручного труда и нескольких десятилетий промышленной эксплуатации Испания закрыла свой последний ртутный рудник в 2004 г. Алжир за время своего производства редко получал более 200 т ртути в год и в конце 2004 г прекратил добычу ртути.Рудники Словении и другие небольшие рудники также были закрыты под давлением экологических и социально-экономических проблем. Другой крупный производитель и потребитель ртути, Китай, ограничил импорт металла и сосредоточился на развитии собственного производства первичной ртути.Другие страны (за исключением Кыргызстана) производят не более 150 т/год. На рис.1 показаны мировые запасы ртути.Рис.1 – Мировые запасы ртутиЗа исключением ситуации относительно Китая, производство первичной ртути не является критически важным источником металла. Вклад Кыргызстана в мировые поставки ртути на протяжении многих лет является существенным, но не жизненно необходимым. Поскольку большинство мировых держав стремятся минимизировать количество ртутьсодержащих отходов, то последние подвергаются более глубокой переработке. Экологические требования постоянно ужесточаются, вкупе с высокой стоимостью металла, требуют от стран постепенно отказываться от ее применения.Одно из наиболее крупных месторождений ртутьсодержащих руд находится в Альмадене (Испания). Производство ведется компанией Minas de Almaden y Arrayanes SA (MAYASA). Альмажен – самое древнее месторождение по началу разработки (с первого тысячелетия до н.э.). Расположено на южном крыле крупной (60х40 км) Шилонской синклинали, сложенной нижнепалеозойскими сланцами с тремя пачками кварцитов, частично минерализованных. Рудоносная пачка (40-60 м) содержит три сходящихся на глубине пласта рудных кварцитов (по 4-12 м). Падение пластов почти вертикальное. Эксплуатируется (около 50 лет) крутопадающий рудный столб. Длина на поверхности 650 м, на глубине – 450 м. Руды содержат заметное количество (до 0,05%) самородной ртути. Добыто около 500 тысяч тонн металла за все время. Оставшиеся запасы месторождения составляют порядка 250000 тонн. Добыча ведётся в глубоких шахтах. В настоящее время добыча руды прекращена (начиная с 2002 г. месторождение было закрыто из-за неблагоприятной экологической обстановки). Данная шахта теперь используется в качестве хранилища для наработанной за все это время руды. Несмотря на прекращение добычи ртути, предприятие считается одним из крупных производителей вторичной ртути. У компании заключено соглашение с европейской компанией Евро Хлор о переработки ртути на их мощностях. Одним из крупных источников по добычи ртути в крупном масштабе был рудник Никитовка (Украина). На площади Никитовского рудного поля выделены восемь ртутных месторождений: Чернобугорское, Чернокурганское, Новозаводское, Мичуринское и Никитовское, Полукупол Новый, Чегарникское и Железнянское. Наиболее благоприятные условия для локализации оруднения определяются сочетанием складчатых и разрывных структур, а также с учетом физико-механических особенностей содержащих пород. В соответствии в локализацией оруднения выделяются пластовый, разломный и комбинированный (пластово-разломный) типы рудоносных зон.На Никитовском рудном поле оруднение локализовано многоярусно в нескольких пластах песчаников и в зонах разломов. Выделяемые в мощных пластах песчаников и зонах разломов рудные тела занимают различные геолого-структурные позиции. По условиям залегания, морфологическим чертам и внутреннему строению рудные тела они значительно отличаются между собой. В пластах песчаников выделяются два основных типа рудных тел: жильный и штокверковый неправильный. Жилы связаны с системой поперечно-диагональных трещин-разрывов. В пространстве система жил образует ажурную решетку субпараллельных рудных тел, выполаживающихся с глубиной. На верхних горизонтах их углы падения 80-60º, а на более глубоких уровнях - 50-20º. Мощность жильных рудных тел колеблется от 0,1 до 4 м. Штокверковые неправильные рудные тела приурочены обычно к междужильным пространствам пластов песчаников. Оруденение в них локализовано в зонах мелкой трещиноватости. Особенности локализации самого смачного ртутного оруднения в зонах разломов определяются сочетанием структурного и литологического факторов. В местах пересечения разломами песчаников выделяются штокверковый линейный тип рудных тел, а в местах пересечения аргиллитов - жилообразный. Рудник был закрыт в 1994 г.Рассмотрим Хайдарканское ртутное месторождение (Киргизия) располагается в Хайдарканской долине, на высоте 1700–1900 м. Долина находится между Алай-Туркестанским хребтом на юге и горами Ишме на севере. Средняя высота гор составляет 3000–4000 м, высота их пиков – более 5000 м. К востоку от Хайдаркана протекает река Сох. Хайдарканское месторождение ртути относится к кварц-флюорит-киноварному типу; рудовмещающие породы представлены. – осадочными породами – джаспероидами, окремненными в результате химического замещения минералов (метасоматоза).Хайдарканское рудное поле сложено осадочными породами палеоген-неогенового возраста – около 230–280 млн. лет. Эти породы включают известняковые, сланцевые и песчаниковые структуры. Большая часть промышленных ртутных руд приурочена к джаспероидным брекчиям, обычно они обнаруживаются в зонах дробления складок, осложненных разломами и подвижками, а также в зонах трещин. Основные рудные тела, по всей вероятности, были сформированы под действием геотермальных процессов при температуре около 110°C (в диапазоне 70–280°C). Формы рудных тел отличаются разнообразием: субпластовые залежи, линзы, грибообразные тела, а также тела неправильной формы. К главным минералам руд этого месторождения относятся киноварь, антимонит, кварц, флюорит, кальцит. Второстепенные минералы включают в себя пирит, арсенопирит, реальгар, аурипигмент, гетчеллит, ливингстонит, золото, халькопирит, серицит, барит [5, 6].Глава 3. Получение металла или его сплавов в промышленностиПо качеству ртутные руды делятся на очень богатые, или штуфные (5-10% и более Hg), богатые (около 1 %), рядовые (0,2-0,3%), бедные (0,06-0,12%), убогие (0,02-0,06%) и ртутьсодержащие (0,01-0,00001%). По технологическим свойствам они подразделяются на монометалльные, комплексные и ртутьсодержащие.Монометалльные ртутные руды сложены обычно киноварью; в более редких случаях метациннабаритом, самородной ртутью, кордероитом и макдермититом в ассоциации с кварцем и другими модификациями кремнезёма, карбонатами и иногда также с глинистыми минералами и флюоритом. Ртуть из таких руд извлекается пирометаллургическим способом и обогащение применяется очень редко.Комплексные ртутные руды подвергаются обязательному предварительному обогащению с целью получения комплексного (киноварно-антимонитового, ливингстонитового, тетраэдритового, золото-киноварного) или селективного (киноварного наряду с антимонитовым, флюоритовым, баритовым) концентратов, из которых затем в ходе пиро- или гидрометаллургического передела извлекается металлическая ртуть. Содержание ртути в комплексных рудах редко превышает 0,1%. Что обусловливает экономическую целесообразность их переработки при условии одновременного извлечения нескольких полезных компонентов: ртути и сурьмы (в печах кипящего слоя с последующим улавливанием ртути и сурьмы), ртути и вольфрама, ртути и меди и др[9].Сульфидные ртутьсодержащие руды (главным образом полиметаллические) подвергаются предварительному обогащению. При плавке полученного концентрата ртуть извлекается попутно (из отходящих газов и пылей). Себестоимость попутной ртути обычно ниже оптовой её цены. При этом достигается и экологический эффект — охрана окружающей среды от заражения парами ртути и токсичными соединениями ртути. Ртуть может извлекаться попутно из каменного угля, нефти, газа, цементного и флюсового сырья. Морфология рудных тел сложная: выделяются пластообразные и контактовые залежи, жилы, гнёзда и штокверки. Их объём от первых м3 до многих сотен тысяч м3. В генетическом отношении ртутные месторождения подразделяются на плутоногенные (или собственно гидротермальные), телетермальные и вулканогенные классы.В технологии, как правило, используют два способа получения ртути из руд: обжиг с выделением металла из газовой фазы и комбинированный способ (пирометаллургический процесс). Первая технология применяется для монометаллических руд и заключается в нагреве руды до 800ºС в окислительной атмосфере (избыток кислорода). Основной компонент руды – сульфид ртути HgS, разлагается на ртуть и серу, которая окисляется до диоксида серы. HgS + О2= Hg + SO2.Очистка газовой фазы осуществляется в электрофильтрах. При конденсации паров ртути получают металлическую ртуть (выход до 70-80%). Полученный металл проходит фильтрацию и подвергается очистке (обработка в кислотах, щелочах, перегонка). Более высококачественный продукт образуется после очистки металла. Технология получения ртути из полиметаллических руд заключается в обогащении руды с последующей переработкой в печах с псевдоожиженным слоем. В качестве печей могут также использоваться вакуумные термические печи. Кроме того, возможны гидрометаллургические способы получения ртути из руд и концентратов за счет выщелачивания сульфида ртути в водных растворах Na2S и Na2Sn (n=2-4). Для получения технической ртути металл фильтруют. Для получения ртути особой чистоты применяют электрохимическое рафинирование[7].