Elavhõbe ehk nn kiire hõbe, nagu seda muidu tuntakse, on tihe, mürgine metallielement, mis eksisteerib toatemperatuuril vedelal kujul. Aastatuhandete vältel toodetud ja uuritud elavhõbeda kasutamine on alates 1980. aastatest pidevalt vähenenud, kuna on pööratud suuremat tähelepanu inimeste ja keskkonna kahjulikele tervisemõjudele.
Omadused
- Aatomisümbol: Hg
- Aatominumber: 80
- Elementide kategooria: siirdemetall
- Tihedus: 15,534g / cm³
- Sulamistemperatuur: -38.9 ° C (102 ° F)
- Keemispunkt: 356,9 ° C (674,4 ° F)
- Elektritakistus: 95,8 mikrohm / cm (20 ° C)
Omadused
Toatemperatuuril on elavhõbe paks, hõbedane vedelik, millel on väga suur tihedus ja madal soojusjuhtivus. See on suhteliselt kõrge elektrijuhtivus ja moodustab kergesti amalgaamid (sulamid) kulla ja hõbedaga.
Üks elavhõbeda kõige hinnatumaid omadusi on võime ühtlaselt laieneda ja tõmbuda kogu vedelikuvahemikus vastusena rõhu ja temperatuuri muutustele. Elavhõbe on samuti äärmiselt mürgine nii inimestele kui ka keskkonnale, mille tagajärjel on selle tootmine ja kasutamine viimase mitme aastakümne jooksul järsult vähenenud.
Ajalugu
Elavhõbeda varaseima kasutamise võib leida 1500. aastast eKr, kui seda hauakambrite kaunistamiseks kasutati Vana-Egiptuses. Tõenäoliselt ainulaadsete omaduste tõttu kasutasid, uurisid ja hindasid elavhõbedat paljud tsivilisatsioonid, sealhulgas iidsed kreeklased, roomlased, hiinlased ja maiad.
Sajandeid uskusid inimesed, et elavhõbedal on erilised raviomadused, ja kasutasid seda seetõttu diureetikumina ja valuvaigistina, samuti ravimites mitmesuguste tervisehäirete raviks depressioonist süüfiliseni. Seda on kasutatud kosmeetikas ja dekoratiivmaterjalina. Keskajal olid alkeemikud eriti huvitatud elavhõbeda võimest kaevandada kulda maagist.
Varakult sai selgeks, et salapärane vedelmetall oli inimestele mürgine, kuna elavhõbedakaevandustes oli palju hullumeelsust ja surma. See ei takistanud aga katsetamist. Elavhõbenitraadi kasutamine karusnaha vildiks muutmiseks, mida sageli kasutasid 18. ja 19. sajandi mütsitegijad, andis tulemuseks väljendi „hull kui hate.”
Aastatel 1554–1558 töötas Bartolome de Medina välja siseõue meetodi hõbeda kaevandamiseks maagidest elavhõbeda abil. Terrassiprotsess sõltub elavhõbeda võimest sulanduda hõbedaga. Hispaanias Almadenis ja Peruu Huancavelicas asuvate suurte elavhõbedakaevanduste toetusel oli siseõu protsess ülioluline Hispaania hõbedatootmise kiirele laienemisele 17. ja 18. sajandil. Hiljem, California kullapalaviku ajal, kasutati kulla kaevandamiseks sisekujundusprotsessi variatsioone.
20. sajandi teisel poolel hakati üha rohkemate uuringutega tõestama korrelatsiooni keemiliste jäätmete äravoolu ja mereandide metüülelavhõbeda sisalduse vahel. Tähelepanu juhiti metalli mõjudele inimestele. Viimastel aastatel on USA ja Euroopa Liit kehtestanud elavhõbeda tootmise, kasutamise ja kõrvaldamise ranged eeskirjad.
Tootmine
Elavhõbe on väga haruldane metall ja seda leidub kõige sagedamini maakide kinavees ja elava vesiniku koostises. Seda toodetakse esmatootena ja kulla kõrvalsaadusena, tsinkja vask.
Elavhõbedat saab toota väänarsimaagist (Cinnabar), väävelmahlast (HgS), põletades väävlisisaldust pöördahjus või mitmetes ahjudes. Purustatud elavhõbedamaagi segatakse söe või koksisöega ja põletatakse temperatuuril üle 300 ° C (570 ° F). Ahju pumbatakse hapnik, mis kombineerub väävliga, vabastades vääveldioksiidi ja tekitades elavhõbedauru, mida saab koguda ja jahutada puhta metalli edasiseks rafineerimiseks.
Elavhõbedaauru juhtimisel läbi vesijahutusega kondensaatori kondenseerub kõigepealt kõrge keemistemperatuuriga elavhõbe vedela metalli vormi ja see kogutakse kokku. Selle protsessi abil on võimalik taastada umbes 95% kinaveri maagi elavhõbedasisaldusest.
Elavhõbedat saab ka maakidest leostada, kasutades naatriumhüdroksiidi ja naatriumsulfiidi. Elavhõbe eraldatakse sadestamise teel, kasutades alumiiniumi või elektrolüüsi. Destilleerimise abil saab elavhõbedat puhastada rohkem kui 99,999% -ni.
Kommertskvaliteediga 99,99% elavhõbedat müüakse sepistatud rauast või terasest kolbides (34,5 kg).
Kogu maailmas elavhõbedatoodangut hindasid USA geoloogiakeskus (USGS), mis on 2010. aastal 2250 tonni. Praegu tarnib Hiina umbes 70% ülemaailmsest toodangust, järgnevad Kõrgõzstan (11,1%), Tšiili (7,8%) ja Peruu (4,5%).
Suurimate elavhõbedatootjate ja -tarnijate hulka kuuluvad Kõrgõzstanis asuv Khaidarkani elavhõbetehas, Hiina Tongren-Fenghuangi elavhõbedavööndi tootjad ja Minas de Almadén y Arrayanes, S.A., kes varem opereeris Hispaanias ajaloolist Almadeni elavhõbedakaevandust ja vastutab nüüd suure osa euroopa ringlussevõtu ja käitlemise eest elavhõbe.
Rakendused
Elavhõbeda tootmine ja nõudlus selle järele on pidevalt langenud alates haripunktist 1980ndate alguses.
Põhiline elavhõbemetalli kasutusala Põhja-Ameerikas ja Euroopas on katoodrakkudes, mida kasutatakse kaustilise sooda tootmiseks. USA-s moodustab see 75% elavhõbedanõudlusest, ehkki nõudlus selliste elementide järele on vähenenud 97% alates 1995. aastast, kui tänapäevased kloorleeliste taimed on omaks võtnud membraan- või diafragmarakud tehnoloogiad.
Hiinas on polüvinüülkloriidi (PVC) tööstus suurim elavhõbeda tarbija. Sarnaselt Hiinas toodetava söepõhise PVC tootmiseks tuleb katalüsaatorina kasutada elavhõbedat. USGSi andmetel võib selliste plastide tootmiseks kasutatav elavhõbe moodustada kuni 50% ülemaailmsest nõudlusest.
Võib-olla on elavhõbeda kõige tuntum kasutamine termomeetrites ja baromeetrites. Kuid ka see kasutamine väheneb pidevalt. Galinstan (galliumi, indiumi ja tina) on sulami madalama toksilisuse tõttu enamasti asendanud elavhõbeda termomeetrites.
Elavhõbeda võime sulanduda väärismetallidega, aidates nende taaskasutamisel kaasa selle elavhõbeda jätkuva kasutamise paljudes arenguriikides, kus leidub alluviaalseid kullakaevandusi.
Ehkki vaieldav, jätkatakse elavhõbeda kasutamist hambaamalgaamides ja vaatamata alternatiivide väljatöötamisele on see endiselt metallitööstuse peamine tööstusharu.
Üks väheseid elavhõbeda kasutusviise, mis viimastel aastatel on kasvanud, on kompaktluminofoorlampides. Valitsuse programmid, mis soodustavad vähem energiatõhusate hõõglampide kaotamist, on toetanud nõudlust kompaktluminofooride järele, mis nõuavad gaasilist elavhõbedat.
Elavhõbedaühendeid kasutatakse ka patareides, ravimites, tööstuskemikaalides, värvides ja elavhõbe-fulminaadis, mis on lõhkeainete detonaator.
Kaubanduseeskirjad
USA ja EL on teinud hiljuti jõupingutusi elavhõbedakaubanduse reguleerimiseks. 2008. aasta elavhõbeda ekspordikeelu seaduse kohaselt on elavhõbeda eksport USA-st alates 1. jaanuarist 2013 keelatud. Alates 2011. aasta märtsist keelati elavhõbeda eksport kõigist ELi liikmesriikidest. Norra on juba kehtestanud elavhõbeda tootmise, impordi ja ekspordi keelu.
Allikad:
Sissejuhatus metallurgiasse. Joseph Newton, teine trükk. New York, John Wiley & Sons, Inc. 1947.
Elavhõbe: iidsete element.
Allikas: http://www.dartmouth.edu/~toxmetal/toxic-metals/mercury/
Encyclopædia Britannica. Elavhõbeda töötlemine (2011).
Välja otsitud andmebaasist http://www.britannica.com/EBchecked/topic/375927/mercury-processing