Ртутные руды что это за полезное ископаемое

РТУТНЫЕ РУДЫ (а. mercury ores; н. Quecksilbererze; ф. minerais de mercure; и. minerales de mercurio, menas de mercurio) — природные минеральные образования, содержащие ртуть в таких концентрациях и соединениях, при которых их промышленное использование технически возможно и экономически целесообразно. Главный рудный минерал — киноварь (содержание Hg 86,2%), второстепенные — метациннабарит, самородная ртуть, ливингстонит, кордероит, макдермитит, ртутьсодержащие сульфосоли меди, сурьмы, мышьяка и сфалерит.

По 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 путём прямой возгонки в ретортных, шахтных и вращающихся печах, а также в печах кипящего слоя. 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%. Это обусловливает экономическую целесообразность их переработки лишь 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.

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 её соединениями. 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.

Ртутные руды образуются обычно при участии низкотемпературных (250-100°С), слабоконцентрированных (3-5 г/л) гидротермальных растворов (плутоногенные и гидротермальные месторождения), реже при участии перегретых газово-жидких эманаций, насыщенных парами ртути (вулканогенные месторождения). Отмечаются случаи современного отложения киновари из вод ныне действующих термальных источников (штат Невада в США, Новая Зеландия, Камчатка). Выделяется ряд геолого-промышленных типов ртутных месторождений, характеризующихся общностью состава рудовмещающих гидротермально изменённых пород и сходными условиями формирования (карта).

Плутоногенные месторождения представлены обычно 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 СССР, Альмаден в Испании), джаспероидный (месторождения Хайдарканское в СССР, Уанкавелика в Перу), карбонатный (месторождения Сымап-Адыракоуское в СССР, Ваньшань в КНР), лиственитовый (месторождения Чонкойское и Тамватнейское в СССР, 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 СССР, 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, хотя основная масса ртутных руд относится к близповерхностным, неглубокозалетающим образованиям. Разведанные запасы ртути в капиталистических и развивающихся странах оцениваются в 117 тысяч т (1986). Наиболее значительными запасами обладают (тысяч т): Испания (52), Италия (14), США, Турция, Алжир (по 12). Поставщиками ртути на мировой рынок являются Испания, США, Алжир, Турция, Мексика и другие страны. Годовое производство ртути в развитых капиталистических и развивающихся странах в 1980-85 гг. составило 3,5-4,2 тысяч т в год, в т. ч. на долю первых приходилось примерно 70% общего производства. Некоторое количество ртути получают попутно из ртутьсодержащего сырья (Финляндия, ФРГ и др. страны). С середины 80-х гг. отмечается тенденция к снижению производства ртути вследствие понижения спроса, связанного с мерами по охране окружающей среды, повлёкшими падение цен и изменения в структуре потребления ртути.

Ртуть — минерал, природная металлическая ртуть. Переходный металл, при комнатной температуре представляющий собой тяжёлую серебристо-белую жидкость, пары которой чрезвычайно ядовиты. Ртуть — один из двух химических элементов (и единственный металл), простые вещества которых при нормальных условиях находятся в жидком агрегатном состоянии (второй такой элемент — бром). Иногда содержит примесь серебра и золота.

СТРУКТУРА

Сингония тригональная, гексагонально-скаленоэдрическая (ниже -39°С).

СВОЙСТВА

Цвет оловянно-белый. Блеск сильный металлический. Температура кипения 357 °C. Единственный жидкий минерал при обычной температуре. Затвердевает, приобретая кристаллическое состояние при −38°С. Плотность 13,55. На огне легко испаряется с образованием ядовитых паров. В древности вдыхание этих паров было единственным доступным средством лечения сифилиса (по принципу: если больной не умрёт, то поправится. Является диамагнетиком.

ЗАПАСЫ И ДОБЫЧА

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. Наиболее богатые ртутью руды содержат до 2,5 % ртути. Основная форма нахождения ртути в природе — рассеянная, и только 0,02 % её заключено в месторождениях. 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.

Одно из крупнейших в мире ртутных месторождений находится в Испании (Альмаден). Известны месторождения ртути на Кавказе (Дагестан, Армения), в Таджикистане, Словении, Киргизии (Хайдаркан — Айдаркен) Украине (Горловка, Никитовский ртутный комбинат).

В России находятся 23 месторождения ртути, промышленные запасы составляют 15,6 тыс. тонн (на 2002 год), из них крупнейшие разведаны на Чукотке — Западно-Палянское и Тамватнейское.

Ртуть получают обжигом киновари (сульфида ртути(II)) или металлотермическим методом. Пары ртути конденсируют и собирают. Этот способ применяли ещё алхимики древности.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

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).

ПРИМЕНЕНИЕ

Ртуть используется как рабочее тело в ртутных термометрах (особенно высокоточных), так как обладает довольно широким диапазоном, в котором находится в жидком состоянии, её коэффициент термического расширения почти не зависит от температуры и обладает сравнительно малой теплоёмкостью. Сплав ртути с таллием используется для низкотемпературных термометров.
Парами ртути заполняют люминесцентные лампы, поскольку пары светятся в тлеющем разряде. В спектре испускания паров ртути много ультрафиолетового света и, чтобы преобразовать его в видимый, стекло люминесцентных ламп изнутри покрывают люминофором. Без люминофора ртутные лампы являются источником жёсткого ультрафиолета (254 нм), в каковом качестве и используются. Такие лампы делают из кварцевого стекла, пропускающего ультрафиолет, поэтому они называются кварцевыми.
Ртуть и сплавы на её основе используются в герметичных выключателях, включающихся при определённом положении.
Ртуть используется в датчиках положения.

Иодид ртути(I) используется как полупроводниковый детектор радиоактивного излучения.
Фульминат ртути(II) («гремучая ртуть») издавна применяется в качестве инициирующего ВВ (Детонаторы).
Бромид ртути(I) применяется при термохимическом разложении воды на водород и кислород (атомно-водородная энергетика).
Перспективно использование ртути в сплавах с цезием в качестве высокоэффективного рабочего тела в ионных двигателях.
До середины 20 века ртуть широко применялась в барометрах, манометрах и сфигмоманометрах (отсюда традиция измерять давление в миллиметрах ртутного столба).

Соединения ртути использовались в шляпном производстве для выделки фетра.

Ртуть (англ. Mercury) — Hg

КЛАССИФИКАЦИЯ

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Ртуть – один из семи металлов, которые были известны до нашей эры. Это единственный металл с жидким агрегатным состоянием при комнатной температуре. Пары ртути очень токсичны, поэтому работать с этим веществом нужно очень осторожно.

История происхождения

Ртуть была известна как минимум за 1500 лет до н.э. Ее использовали для создания лекарственных препаратов, которые должны были продлить жизнь и подарить бессмертие.

В IV-IIIвеках до н.э. о ртути упоминают Аристотель и Теофаст, называя ее жидким серебром. Также Диоскорид чуть позже писал процесс получения ртути из киновари.

Самым важным металлом считалось золото, которое в древности ассоциировалось с Солнцем. Ртуть же считали второстепенным металлом после золота. Поэтому ее называли меркурием, в честь Меркурия – самой близкой к Солнцу планеты.

Также ее называли жидким серебром, что обусловлено внешним сходством с этим металлом. А из-за подвижности ртути ее иногда именовали живым серебром.

Как выглядит ртуть

В Древнем Китае и Индии верили в целительные свойства этого металла. Также алхимики пытались получить золото из серы и ртути.

Запасы и добыча ртути

Металл под названием ртуть содержится в минерале киноварь. Это камень красного цвета, который издавна применялся как краситель. Также вещество может находиться и в других минералах, но в мизерном количестве. Поэтому основным источником ртути является именно киноварь. В нем содержится около 85% сульфида ртути.

Ртуть является очень ценным металлом, так как только она при комнатной температуре находится в жидком агрегатном состоянии. Нет ни одного другого вещества, который бы по свойствам был похож на ртуть. Поэтому ее добывают во всех странах.

Камни киновари могут быть крупными или по размеру с зерно. Обычно они располагаются на небольшой глубине. Металл выделяют из киновари во время нагревания. При повышенных температурах ртуть начинает выделяться из руды небольшими каплями, которые стекают в заранее подготовленные резервуары.

Где добывают ртуть? Больше всего месторождений киновари находится в Италии, Испании, Канаде, США, во многих государствах Азии. Самой богатой на ртуть страной является Испания – здесь содержится 75% мирового запаса металла. Крупнейшим месторождением является рудник Альмаден, который стали разрабатывать еще более 2000 лет назад. В России также есть  месторождения ртути. В основном ее добывают на Алтае, Камчатке и Каказе.

Особенности структуры и свойства

Ртуть имеет ромбоэдрическую структуру решетки. То есть, атомы в кристалле ртути находятся в углах ромбоэдра.

Является единственным металлом, который при комнатной температуре находится в жидком состоянии. Плавится при температуре -38 градусов Цельсия. Является диамагнетиком, то есть, ее атомы намагничиваются против магнитного поля земли. С другими металлами может образовывать сплавы – амальгамы, которые могут иметь твердое или жидкое агрегатное состояние. Не реагирует с железом, ниобием, танталом, вольфрамом, кобальтом и некоторыми другими металлами.

Ртуть является малоактивным металлом с химической точки зрения. Она не растворяется в кислотах, но может растворяться в царской водке (смесь соляной и азотной кислот). Также может быть растворена в концентрированной азотной кислоте, взятой в избытке.

Ртуть плавится при температуре от 38 градусов Цельсия

При нагревании до 300 градусов реагирует с кислородом, образуя красный оксид ртути. Реакция является обратимой. При дальнейшем нагревании вещество разлагается до исходных веществ.

Также металл реагирует с серой. С галогенами взаимодействует, но на холоде медленно, лучше при нагревании. А щелочной раствор перманганата калия окисляет металл.

Сфера применения

Интересно то, где применяется ртуть. Несмотря на высокую токсичность, вещество получило широкое применение. Вот основные области, в которых применяется металл:

• Медицина. Раньше ртуть добавляли в различные лекарственные препараты. Но из-за высокой токсичности лекарства на основе ртути запретили. Теперь ее используют только для консервации некоторых вакцин и в термометрах. Но до 70-х годов 20 века ртуть применяли в медицине очень активно. Например, изготавливали слабительные, мочегонные средства и антисептики.
• Техника. Ртуть используют для ртутных термометров, заполняют ею люминесцентные лампы. Ее используют в датчиках положения, в герметичных выключателях, в некоторых источниках тока.
• Металлургия. Металлическая ртуть используется для изготовления различных сплавов. Амальгамы золота и серебра раньше использовались в ювелирном деле и при покрытии зеркал. Но из-за высокой токсичности их стали использовать реже. Ртуть отлично смачивает золото, поэтому ее используют при золотодобыче.
• Химическая промышленность. Соли ртути используют при промышленном получении ацетальдегида из ацетилена. Также часто используется реактив Несслера – тетраиодомеркурат калия.
• Сельское хозяйство. Некоторые соединения ртути используют для протравливания зерна и в качестве пестицидов. Но такие вещества очень токсичны.

Ртуть и ее соединения очень токсичны и могут нанести вред человеческому организму. Поэтому при работе с таким веществом необходимо соблюдать правила собственной безопасности – обязательно надевать перчатки и защитную маску.

Опасность ртути для организма человека

Ртуть относится к первому классу опасности. Все ее соединения с металлами и неметаллами также очень ядовиты. Разберемся, чем опасна ртуть для человеческого организма.

Ртуть относят к первому классу опасности

Если ртуть будет воздействовать даже в небольшом количестве, она может привести к серьезным проблемам со здоровьем. Особенно она опасна для беременных женщин. Вещество оказывает пагубное воздействие на развивающийся плод. Также она опасна для детей первых лет жизни – может замедлить развитие или привести к неправильной работе органов и систем. Она оказывает негативное влияние на нервную, пищеварительную, иммунную систему.

Очень ядовиты пары ртути и растворимые соединения. В металлическом виде она менее опасна. При комнатной температуре она начинает постепенно испаряться. Чем выше будет температура, тем интенсивнее будет протекать испарение.

При попадании в организм вещество может вызвать отравление. Интоксикация может быть легкой, средне или тяжелой. В особо тяжелых случаях может наступить летальный исход.

Все органические соединения ртути, в том числе метилртуть, способны взаимодействовать с элементами ферментативных систем человека, приводя к их разрушению.

Цена ртути

Сама по себе ртуть стоит недорого – от 4 до 10 долларов за килограмм. Это относится к очень чистому и качественному веществу. В России цена ртути составляет порядка 12-30 рублей за килограмм. Такая стоимость обусловлена тем, что есть много месторождений вещества, а в промышленных масштабах она используется в незначительном количестве. Но покупать ртуть нецелесообразно и противозаконно. Она очень опасна и может привести к серьезному загрязнению окружающей среды.

Хранить, продавать и распространять ртуть запрещено законодательством. Кража вещества с предприятий, на которых используется ртуть, может быть уголовно наказуемой.

Таким образом, ртуть обладает уникальными свойствами, благодаря чему получила широкое применение. Но она высоко токсична, поэтому использовать ее нужно с осторожностью.