فرایند ساخت جیوه نقره ای موجود است.

فرمول تولید جیوه نقره ای

توجه نمایید در این مرکز فقط آموزش ساخت جیوه نقره ای ارائه میگردد.

 

 

 

جی

وه یکی از عناصر شیمیایی اساسی است. این فلز سنگین و نقره ای است که در دمای معمولی مایع است. جیوه به راحتی با فلزات دیگر آلیاژ تشکیل می دهد و این باعث می شود در پردازش طلا و نقره مفید باشد. بیشتر انگیزه توسعه ذخایر سنگ جیوه در ایالات متحده پس از کشف طلا و نقره در کالیفرنیا و سایر ایالت های غربی در دهه 1800 بود. متأسفانه جیوه نیز یک ماده بسیار سمی است و در نتیجه استفاده از آن در 20 سال گذشته به شدت کاهش یافته است. کاربردهای اصلی آن در تولید کلر و سود سوزآور و به عنوان جزئی از بسیاری از وسایل الکتریکی از جمله لامپ های فلورسنت و بخار جیوه است.

جیوه در مقبره های مصری مربوط به حدود 1500 سال قبل از میلاد مسیح یافت شده است و احتمالاً قبل از آن نیز برای اهداف آرایشی و دارویی استفاده می شده است. در حدود 350 سال قبل از میلاد ، فیلسوف و دانشمند یونانی ارسطو توضیح داد که چگونه سنگ سینابار برای استخراج جیوه برای مراسم مذهبی گرم می شد. رومی ها از جیوه برای اهداف مختلفی استفاده می کردند و نام آن را hydrargyrum به معنای نقره مایع گذاشتند که نماد شیمیایی جیوه جیوه از آن گرفته شده است.

تقاضا برای جیوه در سال 1557 با توسعه فرآیندی که از جیوه برای استخراج نقره از سنگ معدن آن استفاده می کرد، به شدت افزایش یافت. فشارسنج جیوه توسط توریچلی در سال 1643 اختراع شد و به دنبال آن دماسنج جیوه ای توسط فارنهایت در سال 1714 اختراع شد. اولین استفاده از آلیاژ جیوه یا آمالگام به عنوان پرکننده دندان در دندانپزشکی در سال 1828 بود، اگرچه نگرانی هایی در مورد ماهیت سمی آن وجود داشت. جیوه مانع استفاده گسترده از این روش جدید شد. تا سال 1895 بود که کار آزمایشی GV Black نشان داد که پر کردن آمالگام بی خطر است، اگرچه 100 سال بعد دانشمندان هنوز در مورد این موضوع بحث می کردند.

جیوه پس از سال 1900 به بسیاری از محصولات و کاربردهای صنعتی راه یافت. معمولاً در باتری‌ها، رنگ‌ها، مواد منفجره، لامپ‌ها، کلیدهای نور، داروها، قارچ‌کش‌ها و آفت‌کش‌ها استفاده می‌شد. جیوه همچنین به عنوان بخشی از فرآیندهای تولید کاغذ، نمد، شیشه و بسیاری از پلاستیک ها مورد استفاده قرار گرفت.

در دهه 1980، افزایش درک و آگاهی از اثرات مضر جیوه بر سلامتی و زیست محیطی بسیار بیشتر از مزایای آن شد و استفاده از آن به شدت کاهش یافت. تا سال 1992، استفاده از آن در باتری ها به کمتر از 5 درصد از سطح خود در سال 1988 کاهش یافت و استفاده کلی در دستگاه های الکتریکی و لامپ ها در همان دوره 50 درصد کاهش یافت. استفاده از جیوه در رنگ ها، قارچ کش ها و آفت کش ها در ایالات متحده ممنوع شده است و استفاده از آن در فرآیندهای تولید کاغذ، نمد و شیشه به طور داوطلبانه متوقف شده است.

در سرتاسر جهان، تولید جیوه تنها به چند کشور با قوانین محیطی آرام محدود شده است. استخراج عطارد در اسپانیا که تا سال 1989 بزرگترین تولیدکننده جهان بود، به کلی متوقف شده است. در ایالات متحده، استخراج جیوه نیز متوقف شده است، اگرچه مقادیر کمی جیوه به عنوان بخشی از فرآیند پالایش طلا برای جلوگیری از آلودگی محیطی بازیابی می شود. چین، روسیه (اتحاد جماهیر شوروی سابق)، مکزیک و الجزایر بزرگترین تولیدکنندگان جیوه در سال 1992 بودند.

مواد خام

عطارد به ندرت به خودی خود در طبیعت یافت می شود. بیشتر جیوه از نظر شیمیایی به مواد دیگر به شکل سنگ معدن متصل می شود. رایج ترین سنگ معدن سولفید جیوه قرمز (HgS) است که به نام سینابار نیز شناخته می شود. سایر سنگ معدن های جیوه عبارتند از کوردویت (Hg ₃ S ₂ Cl ₂ )، لینگستونیت (HgSb ₄ S ₈ )، مونتروئیدیت (HgO) و کالومل (HgCl). چندین نفر دیگر وجود دارد. زمانی که محلول‌های معدنی گرم تحت تأثیر فعالیت آتشفشانی به سمت سطح زمین بالا می‌آیند، سنگ‌های جیوه در زیر زمین تشکیل می‌شوند. آنها معمولاً در سنگ های گسلی و شکسته در اعماق نسبتا کم عمق 3-3000 فوت (1-1000 متر) یافت می شوند.

منابع دیگر جیوه عبارتند از زباله‌ها و انباشته‌های عملیات استخراج و فرآوری اولیه و کم‌بازده.

فرآیند تولید

فرآیند استخراج جیوه از سنگ معدن آن از زمانی که ارسطو برای اولین بار آن را بیش از 2300 سال پیش توصیف کرد، تغییر چندانی نکرده است. سنگ معدن سینابر خرد شده و حرارت داده می شود تا جیوه به صورت بخار آزاد شود. سپس بخار جیوه سرد، متراکم شده و جمع آوری می شود. تقریباً 95 درصد از محتوای جیوه سنگ معدن سینابار را می توان با استفاده از این فرآیند بازیابی کرد.

در اینجا یک توالی معمولی از عملیات مورد استفاده برای استخراج و تصفیه مدرن جیوه است.

معدن

سنگ معدن سینابار در ذخایر غلیظ واقع در سطح یا نزدیک به آن وجود دارد. حدود 90 درصد از این ذخایر به اندازه کافی عمیق هستند که نیاز به استخراج زیرزمینی با تونل دارند. 10 درصد باقیمانده را می توان از گودال های روباز حفاری کرد.

• 1 سینابر با حفاری و انفجار با مواد منفجره یا با استفاده از تجهیزات نیرو از سنگ های اطراف جدا می شود. سنگ معدن با تسمه نقاله یا کامیون یا قطار از معدن خارج می شود.

برشته کردن

از آنجایی که سنگ سینابار نسبتاً غلیظ است، می توان آن را مستقیماً بدون هیچ مرحله میانی برای حذف مواد زائد فرآوری کرد.

• 2 سنگ معدن ابتدا در یک یا چند سنگ شکن مخروطی خرد می شود. یک سنگ شکن مخروطی از یک مخروط آسیاب داخلی تشکیل شده است که بر روی یک محور عمودی غیرعادی در داخل یک مخروط بیرونی ثابت می چرخد. همانطور که سنگ معدن به بالای سنگ شکن وارد می شود، بین دو مخروط فشرده شده و به قطعات کوچکتر شکسته می شود.

• 3 سپس سنگ معدن خرد شده توسط یک سری آسیاب کوچکتر آسیاب می شود. هر آسیاب از یک ظرف استوانه ای بزرگ تشکیل شده است که در کنار خود قرار گرفته و بر روی محور افقی خود می چرخد. آسیاب ممکن است با طول های کوتاه میله های فولادی یا با توپ های فولادی پر شود تا عمل آسیاب را فراهم کند.

• 4 سنگ معدن ریز پودر شده به کوره یا کوره وارد می شود تا گرم شود. برخی از عملیات ها از یک کوره چند اجاقی استفاده می کنند، که در آن سنگ معدن به طور مکانیکی به سمت پایین شافت عمودی از یک تاقچه یا کوره به سمت بعدی با چرخش آهسته چنگک ها حرکت می کند. سایر عملیات ها از یک کوره دوار استفاده می کنند، که در آن سنگ معدن به طول یک استوانه دراز و دوار که چند درجه از افقی متمایل است، فرو می ریزد. در هر صورت، گرما با احتراق گاز طبیعی یا برخی سوخت های دیگر در قسمت پایینی کوره یا کوره تامین می شود. سینابار گرم شده (HgS) با اکسیژن (02) موجود در هوا واکنش می دهد و دی اکسید گوگرد (SO ₂ ) تولید می کند و به جیوه اجازه می دهد تا به صورت بخار بالا بیاید. به این فرآیند کباب کردن می گویند.

متراکم شدن

• 5 بخار جیوه همراه با دی اکسید گوگرد، بخار آب و سایر محصولات احتراق از کوره یا کوره خارج می شود. مقدار قابل توجهی گرد و غبار ریز از سنگ معدن پودر شده نیز به همراه حمل می شود و باید جدا و گرفته شود.

• 6 اگزوز کوره داغ از کندانسور آب خنک عبور می کند. با سرد شدن اگزوز، جیوه که نقطه جوش آن 675 درجه فارنهایت (357 درجه سانتیگراد) است، اولین چیزی است که به مایع تبدیل می شود و گازها و بخارات دیگر را می گذارد تا تخلیه شوند یا برای کاهش آلودگی هوا پردازش شوند. .

• 7 جیوه مایع جمع آوری می شود. از آنجایی که جیوه دارای وزن مخصوص بسیار بالایی است، هر گونه ناخالصی تمایل به بالا رفتن به سطح و تشکیل یک لایه یا کف تیره دارد. این ناخالصی ها با فیلتراسیون حذف می شوند و جیوه مایعی باقی می ماند که حدود 99.9 درصد خالص است. ناخالصی ها با آهک درمان می شوند 

 

برای استخراج جیوه از سنگ معدن خود، سنگ سینابار را خرد کرده و حرارت می دهند تا جیوه به صورت بخار آزاد شود. سپس بخار جیوه سرد، متراکم شده و جمع آوری می شود.

جيوه را كه ممكن است تركيبات تشكيل داده باشد جدا كرده و بگيريد.

پالایش

اکثر جیوه های تجاری 99.9 درصد خالص هستند و می توانند مستقیماً از فرآیند برشته کردن و تغلیظ استفاده شوند. جیوه با خلوص بالاتر برای برخی کاربردهای محدود مورد نیاز است و باید بیشتر تصفیه شود. این جیوه فوق خالص قیمت بالایی دارد.

• 8 خلوص بالاتر را می توان از طریق چندین روش تصفیه به دست آورد. جیوه ممکن است دوباره به صورت مکانیکی فیلتر شود و برخی ناخالصی ها ممکن است از طریق اکسیداسیون با مواد شیمیایی یا هوا حذف شوند. در برخی موارد جیوه از طریق یک فرآیند الکترولیتی تصفیه می شود که در آن جریان الکتریکی از مخزن جیوه مایع عبور می کند تا ناخالصی ها را حذف کند. رایج ترین روش تصفیه، تقطیر سه گانه است که در آن دمای جیوه مایع با دقت بالا می رود تا زمانی که ناخالصی ها تبخیر شوند یا خود جیوه تبخیر شود و ناخالصی ها را پشت سر بگذارد. این فرآیند تقطیر سه بار انجام می شود که هر بار خلوص آن افزایش می یابد.

حمل دریایی

• 9 جیوه تجاری در فلاسک های آهنی یا فولادی ریخته می شود و مهر و موم می شود. هر فلاسک حاوی 76 پوند (34.5 کیلوگرم) جیوه است. جیوه با خلوص بالاتر معمولاً در ظروف شیشه ای یا پلاستیکی کوچکتر برای حمل و نقل بسته می شود.

کنترل کیفیت

جیوه تجاری با درجه خلوص 99.9٪ جیوه درجه بکر اولیه نامیده می شود. جیوه فوق خالص معمولاً به روش تقطیر سه گانه تولید می شود و جیوه سه گانه تقطیر نامیده می شود.

بازرسی های کنترل کیفیت فرآیند برشته کردن و تغلیظ شامل بررسی نقطه ای جیوه مایع تغلیظ شده برای وجود فلزات خارجی است، زیرا این فلزات رایج ترین آلاینده ها هستند. وجود طلا، نقره و فلزات پایه با استفاده از روش های مختلف آزمایش شیمیایی تشخیص داده می شود.

جیوه تقطیر سه گانه با تبخیر یا تجزیه و تحلیل طیف شناسی آزمایش می شود. در روش تبخیر، نمونه‌ای از جیوه تبخیر شده و باقیمانده آن وزن می‌شود. در روش آنالیز طیف‌نگاری، نمونه‌ای از جیوه تبخیر شده و باقیمانده با گرافیت مخلوط می‌شود. نور حاصل از مخلوط حاصل با یک طیف سنج مشاهده می شود که بسته به عناصر شیمیایی موجود، نور را به نوارهای رنگی مختلف جدا می کند.

اثرات بهداشتی و زیست محیطی

جیوه برای انسان بسیار سمی است. قرار گرفتن در معرض ممکن است از طریق استنشاق، بلع یا جذب از طریق پوست باشد. از این سه، استنشاق بخار جیوه خطرناک ترین است. قرار گرفتن کوتاه مدت در معرض بخار جیوه می تواند در عرض چند ساعت باعث ضعف، لرز، حالت تهوع، استفراغ، اسهال و سایر علائم شود. معمولاً زمانی که قربانی از منبع خارج شود، بهبودی کامل می شود. قرار گرفتن طولانی مدت در معرض بخار جیوه باعث ایجاد لرزش، تحریک پذیری، بی خوابی، گیجی، ترشح بیش از حد بزاق و سایر اثرات ناتوان کننده می شود.

در شرایط عادی، بیشتر قرار گرفتن در معرض جیوه ناشی از مصرف برخی غذاها مانند ماهی است که جیوه در آنها در سطوح بالایی انباشته شده است. اگرچه جیوه در هنگام عبور از دستگاه گوارش انسان به مقدار زیادی جذب نمی شود، اما ثابت شده است که مصرف آن در یک دوره زمانی طولانی اثرات تجمعی دارد.

در موقعیت های صنعتی، قرار گرفتن در معرض جیوه یک خطر بسیار جدی تر است. استخراج و فرآوری سنگ معدن جیوه می تواند کارگران را در معرض بخار جیوه و همچنین تماس مستقیم با پوست قرار دهد. تولید کلر و سود سوزآور نیز می تواند خطرات جدی قرار گرفتن در معرض جیوه ایجاد کند. دندانپزشکان و دستیاران دندانپزشکی می توانند در هنگام تهیه و قرار دادن پرکننده های آمالگام جیوه در معرض جیوه قرار گیرند.

از آنجایی که جیوه یک خطر جدی برای سلامتی به همراه دارد، استفاده از آن و انتشار آن در محیط تحت محدودیت های فزاینده ای قرار گرفته است. در سال 1988، تخمین زده شد که 24 میلیون پوند در سال (11 میلیون کیلوگرم) جیوه در اثر فعالیت های انسانی در هوا، زمین و آب در سراسر جهان منتشر می شود. این شامل جیوه آزاد شده توسط استخراج و پالایش جیوه، عملیات های مختلف تولیدی، احتراق زغال سنگ، دور ریختن زباله های شهری و لجن فاضلاب و سایر منابع بود.

در ایالات متحده، آژانس حفاظت از محیط زیست (EPA) استفاده از جیوه را برای بسیاری از کاربردها ممنوع کرده است. EPA هدفی را برای کاهش سطح جیوه موجود در زباله های شهری از 1.4 میلیون Ib/year (0.64 میلیون کیلوگرم در سال) در سال 1989 به 0.35 میلیون پوند در سال (0.16 میلیون کیلوگرم در سال) تا سال 2000 تعیین کرده است. با کاهش استفاده از جیوه در محصولات و افزایش انحراف جیوه از زباله های شهری از طریق بازیافت انجام می شود.