水銀の冶金:液体金属の抽出
水銀はユニークな金属で、室温で液体の形で存在します。鉱石からの抽出には、他のほとんどの金属とは異なるステップが含まれます。プロセスの内訳は次のとおりです。
1。採掘と粉砕:
* マイニング: 水銀の主要な鉱石はCinnabar(HGS)です。オープンピットマイニングや地下採掘などのさまざまな技術を使用して、地下堆積物から採掘されています。
* 粉砕と粉砕: 鉱石は押しつぶされ、微粉末に粉砕して、さらなる加工のために表面積を増加させます。
2。ロースト:
* 加熱: 細かく粉砕されたCinnabar鉱石は、高温(約600°C)の炉で焙煎されています。このプロセスは、空気を酸化剤として使用します。
* 反応: 熱は化学反応を促進し、Cinnabar(HGS)を水銀蒸気(HG)および二酸化硫黄ガス(SO2)に変換します。
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HGS + O2→HG + SO2
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3。凝縮と収集:
* 凝縮: その後、熱い水銀蒸気が冷却され、液体水銀の凝縮と収集が行われます。これは、蒸気を一連のコンデンサーに渡すことによって達成されます。
* 精製: 収集された水銀には、通常、ほこり、水、その他の金属などの不純物が含まれています。これらの不純物は、ろ過、洗浄、蒸留などのさまざまな精製方法を通じて除去されます。
4。精製:
* さらなる精製: 収集された水銀は、真空蒸留や電気分解などのさまざまな技術を使用して高純度を達成することにより、さらに洗練されています。
* ストレージ: 洗練された水銀は、蒸発と汚染を防ぐために、気密容器に保存されます。
注:
*焙煎中に生成される二酸化硫黄ガスは、酸性雨の主要な貢献者であるため、重大な環境上の懸念事項です。このガスは捕獲され、硫酸のような有用な副産物に変換できます。
*水銀は非常に有毒な物質であり、その抽出、処理、および使用には、厳格な安全プロトコルと環境規制が必要です。
代替方法:
* Bioleaching: 一部の研究者は、鉱石から水銀を抽出するために細菌を使用して調査しています。この方法はまだ開発中であり、従来の方法よりも環境に優しい可能性があります。
* 塩素化: この方法では、Cinnabarを塩素ガスと反応させて塩化水銀(HgCl2)を生成します。塩化水銀は、炭素で加熱することにより金属水銀に還元されます。この方法は、塩素ガスに関連する環境上の懸念のためにあまり一般的ではありません。
全体として、水銀の冶金は、物理的プロセスと化学プロセスのユニークな組み合わせを伴います。その毒性と環境への影響により、その抽出と使用はますます精査され、規制されています。