A higany alkalmazása a modern iparban. A higany tulajdonságai és jellemzői

A higany rendkívül fontos fém, amelyet szinte minden gyártóiparban használnak. Ezért sok ország gyorsan fejlődik a higanyiparban és bővíti a betétek keresését. Milyen helyet foglal el a higany használata a modern iparban? Megpróbáljuk megérteni ezt a cikket.

Mi a higany?

Ez egy kémiai elem és egy fém, amely normál hőmérsékleten folyékony állapotban van. A szürke szín folyékony anyaga - ez az, ami a higany kinézetű, a képét az alábbiakban adjuk meg.

A higany keményedése csak nagyon alacsony hőmérsékleten lehetséges. A középkori alkimisták nem tudták elérni ennek a fémnek a megkeményedését. És csak 1759-ben jött létre az orosz akadémikus MV Lomonosov és az IA Braun. Az a tény, hogy abban az évben Oroszországban voltak súlyos fagyok, és a speciális keverékek segítségével a tudósok csökkentette a hőmérsékletet -56ºє. Ilyen körülmények között a higany megfagyott, és olyan lett, mint a fém. Hosszú idő múlva más alkimisták szupravezető hatását fedezték fel higanyként, amikor a hőmérsékletet -270 ° C-ra csökkentették.

Higany az emberiség történetében

A higany az ősidők óta ismert ember. Az első említést a Kr. E. V. század feljegyzései tartalmazzák. e. Sokat vizsgáltak Indiában és Kínában. Az alkímiai legrégibb indiai iskola "rasayana" vagy "higany útja" néven ismert. Foglalkozott a gyógyszerek és a különböző italok fejlesztésében.

Az ókori emberek a higany jellegét tekintve cinnabár formájában találtak. Vörös festékként használták. A "cinnabar" név egy ősi legendához kapcsolódik, és "sárkány vérének" nevezik. Ez a higany jellegzetessége összefügg a vallási meggyőződéssel. Abban az időben az emberek azt hitték, hogy egy szent teremtmény vére volt a hegyekben - egy sárkány. Ezért a higany gyógyító hatásúnak tekinthető, amely képes a betegek kezelésére. Az egyik ilyen megoldás egy higany kenőcs.

Az ősi alkimisták szerint a higany az összes fém alapja és életereje. Meg voltak győződve arról, hogy az arany és a higany higanyból és kénből származhat. De számos kísérlet és kísérlet után nyilvánvalóvá vált, hogy ezen ötletből semmi sem következik be. Hány tudós halt meg, és megpróbálta felfedezni az arany készítésének képletét. Ezek a tanulmányok a XX. Század 30-as évekig folytatódtak, míg a tudomány gyorsan fejlődött. A radioaktív bomlás alkalmazásának eredményeként a tudósok stabil arany izotópokat kaptak a higanytól, de nagyon kevesen voltak. És az ilyen fémek ára nagyon magas.

Hogyan juthat el higany

A higany fő és gyakorlatilag az egyetlen ipari forrása az ásványi cinóber. A higanyszulfid 86% -a, a fennmaradó összetevők más ásványi anyagok szennyeződései. Általában a cinóber megjelenik a folyamatos szennyezők, szennyeződésekben gazdag, és kifelé hasonlít az irreguláris alakú szemcsékre. Ritkán találtak kristályokat rombusz, bipirramidos megjelenés. Néha vannak ikrek.

A cinnabárból származó fémhiganyot nyitott csőben melegítik, amely oxigénnel érintkezik. Fűtés közben kis higanycseppek áramlanak le a hideg falakon. Az ércek általában sekély mélységben fekszenek, és a kvarcitokra, mészkövekre, dolomitokra és palántákra korlátozódnak. A világ legnagyobb higanybevallása Spanyolországban, az Egyesült Államokban, Jugoszláviában, Szlovéniában, Tádzsikisztánban, Kirgizisztánban van. Nagy higanykristályokat bányásznak ki Dél-Kínában.

A higany fő tulajdonságai

Ez az ásványi anyag egyedülálló tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek fontos elemei a higany alkalmazásának a modern iparban. A higany mérgező és veszélyes fém. De fizikai és kémiai tulajdonságai sok területen az emberi tevékenység nélkülözhetetlenek.

Fizikai tulajdonságok

A higany a diamágnesességre utal, mivel szilárd ötvözeteket képezhet más fémekkel és folyékony vegyületekkel - amalgámokkal. A higany megszilárdulási hőmérséklete -38,83 ° C, míg a fém forráspontja 356,73 ° C. Szobahőmérsékleten elpárolog . A higany másik fontos jellemzője, hogy diamágneses. Ez azt jelenti, hogy nem lehet folyékony fémgolyót hagyományos mágnessel összegyűjteni.

Kémiai tulajdonságok

A nemesfémekhez hasonlóan a higany a száraz levegőben is stabil. Kapcsolódik a savakkal, a sókkal, a nemmetálokkal. Vízzel, lúgokkal és nem oxidáló savakkal a higany nem reagál. 300 ° C feletti hőmérsékleten az oxigénnel reagálva higany-oxidot képez.

A higany alkalmazása a modern iparban

Még a középkorban is folyékony fémet használtak a gyógyszeriparban, amalgamációhoz és különböző hangszerek gyártásához. Napjainkban lehetetlen megtalálni a nemzetgazdaság ágát, amely nem használ higanyt. Ennek az ásványi anyagnak a tulajdonságait és alkalmazását tudományos szakemberek írják le a világ minden tájáról számos tudományos munkában.

Tehát a higanyt a mezőgazdaságban vetőmagkészítéshez használják. A vegyiparban acetilén- ecetsav-aldehid előállításának katalizátora . A higanykatódok használata lehetővé teszi a nátrium-hidroxid és a klór kivonását az asztali sóból.

A higany elengedhetetlen összetevője a hajók víz alatti részének festékeinek előállításában. Az a tény, hogy a tengervízben élő mikroorganizmusok a hajó fenekéhez kapcsolódnak, és hozzájárulnak a fémrészek korróziójához és kopásához. A festék higanytartalmát a tengeri klór hatása alatt higany alkotja, amely mérgezi a káros baktériumokat.

A higanyt még a nemez gyártásakor is használják. A készítményben rendelkezésre álló sók tökéletesen zsírtalanítják a szivacsot. A biztonságosabb helyettesítőket, amelyek ugyanolyan hatást fejtenek ki, még nem találtak. Továbbá a higany katalizátorként szolgál a szerves szintézis során a bõrbarcolás folyamatában.

Amint már említettük, a higanyot mindig is használták az orvostudományban. Manapság antiszeptikus és vizelethajtó készítményeket állítanak elő. Az ősi Indiában egy higgadt kenőcs készült, amelynek receptje a mai napig fennmaradt. Más fémek (ón, ezüst) feloldódási tulajdonságainak köszönhetően a higanyot fogászati töltetek előállítására használják.

A higany felhasználása az iparban szintén azzal jár, hogy képes szobahőmérsékleten elpárologni. Például olaj tisztítására. Így a fém párolgása hozzájárul az olajfinomítási folyamatok hőmérsékletének beállításához.

Higany eszközök

A fizikai-kémiai tulajdonságok a fő oka annak, hogy a higanyt különböző eszközökben és gépekben használják. Fémgőzöket használnak higany turbinákban. Az ilyen berendezések különösen előnyösek, ha kevés a víz az egységben, és a mechanizmus hűtése kizárólag levegővel történik.

Elektrotechnikai egyenirányítót használnak folyékony higanykatóddal. Lehetővé teszik egy háromfázisú elektromos áram állandóvá alakítását. Még csillagászati célokra is használják a higanyberendezéseket - horizontokat. Van egy speciális edény folyékony fémmel, amelynek felülete tükörként szolgál a kozmosz megfigyelései során. Emellett a higany felhasználása a modern iparágban különböző diffúziós szivattyúk, megszakítók és hőmérők előállításában is megmutatkozik.

Számos gyógyszerágban higany-kvarc lámpákat használnak, amelyeket ultraibolya sugárzással besugározzanak. Egy nélkülözhetetlen orvosi eszköz egy jól ismert hőmérő a testhőmérséklet méréséhez.

Mennyibe kerül a higany: az ár a világpiacon

A higany ára ugyanazon az elven alapul, mint más fémekre. Tehát ennek az ásványi anyagnak a költsége a készlet mennyiségétől és a javasolt higany tisztaságától függ. A világpiacon a higany ára jelentősen csökkent az elmúlt hat hónapban. Tehát, ha az átlagos ára 2014 végén 75 dollár / kg volt, akkor 2015 márciusában - 55 dollár / kg. De szinte lehetetlen folyékony fémet vásárolni szabadon, mivel a higany kémiailag veszélyes anyagokhoz tartozik. Még a kiömlött higanynak is ki kell fizetnie egy bizonyos összeget.

Ami a higanyt tartalmazó termékeket illeti, azok költsége az alkalmazott fémmennyiségtől és más gyártási költségek függvénye. Például a higanyhőmérő nagyon olcsó . A gyógyszertárak ára 25 és 50 rubel között mozog.

Egészségvédelmi veszély

Annak ellenére, hogy széles körben elterjedt a higany az iparban, meglehetősen veszélyes vegyi anyagnak tekinthető. Az élet és az egészség káros kritériumai szerint a higany az első veszélyességi osztályba tartozik . Általában a higany belép a szervezetbe, ha belélegzi a szagát nem tartalmazó gőzöket. A legnagyobb veszélyt jelent a higany párolgása.

Súlyos mérgezést és egészségügyi problémákat okozhat, elegendő mennyiségű ásványi anyag. A toxicitás során a tüdő, a vesék, az immunrendszer, az idegrendszer, az emésztőrendszer, a szem és a bőr a leginkább érintett.

A mérgezés okaitól és természetétől függően különbséget tehet az enyhe, akut és krónikus formák között. Könnyű toxikus hatás fordul elő, ha ételmérgezés következik be. A vegyiparban bekövetkezett balesetek vagy a biztonsági intézkedések megsértése miatt a mérgezés akut formája nyilvánul meg. Ebben az esetben a páciensnek csökken a mentális aktivitás, a kimerültség, lehetnek görcsök, látásvesztés, kopaszodás, sőt teljes bénulás. Súlyos esetekben az akut mérgezés halálhoz vezethet. A krónikus mérgezés a higany állandó érintkezésének eredményeként alakul ki, és hosszú idő után előfordulhat, hogy abbahagyta a munkát. Az ilyen patológiás betegeknél fokozott a magas vérnyomás, tuberkulózis és atheroszklerózis kialakulásának kockázata. Vannak olyan idők, amikor a krónikus toxicitás mentális rendellenességeket okoz.

Különösen a higanyszerkezetekkel a terhes nőket kezelni kell. A higanygőz nagy veszélyt jelent a magzat fejlődésére. Ha a ház gyermekekkel rendelkezik, akkor jobb, ha a szokásos higanyhőmérőket elektronikusan cserélik.

A higanytartalmú hulladékok felhasználása

A higany elterjedt alkalmazása hozzájárul a füst magas koncentrációjához a nagyvárosok légkörében. Most mindenhol olyan fénycsöveket használnak, amelyek 30-300 mg folyékony fémet tartalmaznak. Néhány lámpánál többször is nagyobb. A statisztikák szerint évente körülbelül 100 millió ilyen lámpa alkalmatlanná válik, és újrahasznosítást igényel. Csak egy kis részét elszállítják, a többi pedig azonnal a dumpba kerül, ahol az üveg integritásának megsemmisülése következtében a higany belép a légkörbe.

Ezenkívül a higanyot olyan akkumulátorok és akkumulátorok előállításához használják fel, amelyek nagyrészt nem feldolgozottak. Ily módon 40 tonna higany esik egy évre a hulladéklerakóba. Ez a szám nagyon nagy, így a higanytartalmú tételek újrahasznosításának problémája nagyon kemény. A higanyhulladék ellenőrizetlen kezelése, a folyékony fémt tartalmazó eszközök felelőtlen kezelése veszélyt jelent az emberek egészségére és életére. Mindenki tudja, milyen bajba kerül egy normál higanyhőmérő. A vele együtt járó kénytelen kezelés ára akár egy életet is jelenthet.

Most minden ország kormányai dolgoznak a higanytartalmú hulladékok feldolgozásának kérdésében. E célból olyan speciális cégek jönnek létre, amelyek nem megfelelő eszközök és higanyelemek összegyűjtésével foglalkoznak. Ezeket összetevőkre (lábazatokra, üvegekre, fémekre) osztják szét és újrahasznosítják. Minden típusú hulladékblokkból kialakulnak, amelyek speciális tartályokban vannak csomagolva (fedelek, műanyag zacskók, dobozok), és a feldolgozó helyre kerülnek.