Kviksølv, eller 'kviksilver', som det ellers er kendt, er et tæt, giftigt metalelement, der findes i flydende form ved stuetemperatur. Produceret og undersøgt i årtusinder har kviksølvets brug støt faldet siden 1980'erne som et resultat af større opmærksomhed på de negative sundhedsmæssige virkninger, det har på mennesker og miljø.
Ejendomme
- Atomisk symbol: Hg
- Atomnummer: 80
- Elementkategori: Overgangsmetal
- Densitet: 15,534 g / cm³
- Smeltepunkt: -38,9 ° C (102 ° F)
- Kogepunkt: 356,9 ° C (674,4 ° F)
- Elektrisk modstand: 95,8 mikrohm / cm (20 ° C)
Egenskaber
Ved stuetemperatur er kviksølv en tyk, sølvagtig væske med en meget høj densitet og lav varmeledningsevne. Det har en relativt høj elektrisk ledningsevne og danner let amalgamer (legeringer) med guld og sølv.
En af kviksølvens mest værdsatte egenskaber er dens evne til at udvide sig ensartet og sammensætte sig over hele dens væskeområde som reaktion på ændringer i tryk og temperatur. Kviksølv er også yderst giftig for både mennesker og miljø, hvilket har resulteret i drastiske reduktioner i dens produktion og anvendelse i de sidste flere årtier.
Historie
Mercurys tidligste brug kan spores tilbage til 1500 f.Kr., da den blev brugt til at pryde grave i det gamle Egypten. Sandsynligvis på grund af dets unikke egenskaber, blev kviksølv brugt, studeret og værdsat af adskillige civilisationer, herunder de gamle grækere, romere, kinesere og mayaer.
I århundreder troede folk, at kviksølv havde særlige helbredende egenskaber og følgelig anvendte det som et vanddrivende middel og smertestillende middel samt i medicin til behandling af forskellige lidelser fra depression til syfilis. Det er blevet brugt i kosmetik og som dekorativt materiale. Alchemister i middelalderen var især interesserede i kviksølvets evne til at udvinde guld fra malm.
Tidligt blev det klart, at det mystiske flydende metal var giftigt for mennesker på grund af den store forekomst af sindssygdom og død i kviksølvminer. Det forhindrede imidlertid ikke eksperimentering. Brugen af kviksølvnitrat til at omdanne pels til filt, ofte anvendt af hatproducenter fra det 18. og 19. århundrede, resulterede i udtrykket 'gal som en hatter'.
Mellem 1554 og 1558 udviklede Bartolome de Medina terrasseprocessen til ekstraktion af sølv fra malm ved hjælp af kviksølv. Patioprocessen er afhængig af kviksølvets evne til at amalgamere med sølv. Støttet af store kviksølvminer i Almaden, Spanien og Huancavelica, Peru, var gårdhaveprocessen kritisk for den hurtige ekspansion af spansk sølvproduktion i det 17. og 18. århundrede. Senere under Californiens guldrusel blev variationer af terrasseprocessen brugt til at udtrække guld.
I anden halvdel af det 20. århundrede begyndte stigende mængder af forskning at bevise en sammenhæng mellem kemisk affaldsafløb og methylkviksølvindhold i skaldyr. Opmærksomheden blev lagt på metalets sundhedseffekter på mennesker. I de senere år har De Forenede Stater og Den Europæiske Union indført strenge regler for produktion, anvendelse og bortskaffelse af kviksølv.
Produktion
Kviksølv er et meget sjældent metal og findes oftest i malmens cinnabar og levende. Det produceres som et primært produkt og som et biprodukt af guld, zink, og kobber.
Kviksølv kan fremstilles af cinnabar, en sulfidmalm (HgS), ved at afbrænde sulfidindholdet i en roterende ovn eller flere ildsteder. Knust kviksølvmalm blandes med trækul eller kokskul og brændes ved temperaturer over 300 ° C (570 ° F). Oxygen pumpes ind i ovnen, der kombineres med svovl, frigiver svovldioxid og skaber en kviksølvdamp, der kan opsamles og afkøles til yderligere raffinering som et rent metal.
Ved at føre kviksølvdampen gennem en vandkølet kondensator er kviksølvet, der har et højt kogepunkt, den første, der kondenseres til dets flydende metalform og opsamles. Cirka 95% af kviksølvindholdet i cinnabarmalm kan udvindes ved hjælp af denne proces.
Kviksølv kan også udvaskes fra malm under anvendelse af natriumhydroxid og natriumsulfid. Genvinding af kviksølvet udføres ved udfældning ved hjælp af aluminium eller elektrolyse. Gennem destillation kan kviksølv renses til over 99,999%.
Kommerciel kvalitet, 99,99% kviksølv sælges i 76,5 kg (34,5 kg) smedejern eller stålkolber.
Produktionen af kviksølv på verdensplan blev estimeret af US Geological Survey (USGS) til at være 2.250 tons i 2010. Kina leverer i øjeblikket ca. 70% af den globale produktion, efterfulgt af Kirgisistan (11,1%), Chile (7,8%) og Peru (4,5%).
De største producenter og leverandører af kviksølv inkluderer Khaidarkan Mercury Plant i Kirgisistan, producenter i Tongren-Fenghuang kviksølvbælte i Kina og Minas de Almadén y Arrayanes, S.A., som tidligere drev den historiske Almaden-kviksølvgruve i Spanien og nu er ansvarlig for genanvendelse og forvaltning af en stor procentdel af europæiske kviksølv.
Applikationer
Produktionen og efterspørgslen efter kviksølv er støt faldet siden dets top i de tidlige 1980'ere.
Den primære anvendelse af kviksølvmetal i Nordamerika og Europa er i katodeceller, der bruges til produktion af kaustisk soda. I USA tegner dette sig for 75% af efterspørgslen efter kviksølv, skønt efterspørgslen efter sådanne celler er faldet 97% siden 1995, da moderne Chlor-alkali-planter har indført membrancelle eller membrancelle teknologier.
I Kina er polyvinylchloridindustrien (PVC) industrien den største forbruger af kviksølv. Produktion af kulbaseret PVC, som den, der produceres i Kina, kræver anvendelse af kviksølv som katalysator. Ifølge USGS kan kviksølv, der anvendes til produktion af plast som PVC, udgøre så meget som 50% af den globale efterspørgsel.
Den mest kendte anvendelse af kviksølv er måske i termometre og barometre. Imidlertid er denne anvendelse også stadigt faldende. Galinstan (en legering af gallium, indium og tin) har for det meste erstattet kviksølv i termometre på grund af legeringens lavere toksicitet.
Kvikksølvs evne til at amalgamere med ædelmetaller og hjælpe med til genopretning af dem har resulteret i dets fortsatte anvendelse i mange udviklingslande med alluviale guldminer.
Selvom det er kontroversielt, fortsætter brugen af kviksølv i dental amalgam, og til trods for udviklingen af alternativer er den stadig en vigtig industri for metallet.
En af de få anvendelser til kviksølv, der er vokset i de senere år, er i kompakte lysstofrør. Regeringsprogrammer, der tilskynder til fjernelse af mindre energieffektive glødepærer har understøttet efterspørgslen efter CFL'er, som kræver gasformigt kviksølv.
Kviksølvforbindelser bruges også i batterier, medikamenter, industrikemikalier, maling og kviksølv-fulminat, en detonator for sprængstoffer.
Handelsregler
USA og EU har for nylig gjort en indsats for at regulere handel med kviksølv. I henhold til Mercury Export Ban Act fra 2008 vil eksport af kviksølv fra USA være forbudt fra 1. januar 2013. Eksport af kviksølv fra alle EU-medlemslande blev forbudt siden marts 2011. Norge har allerede indført et forbud mod produktion, import og eksport af kviksølv.
Kilder:
En introduktion til metallurgi. Joseph Newton, anden udgave. New York, John Wiley & Sons, Inc. 1947.
Kvikksølv: Element af de gamle.
Kilde: http://www.dartmouth.edu/~toxmetal/toxic-metals/mercury/
Encyclopædia Britannica. Mercury Processing (2011).
Hentet fra http://www.britannica.com/EBchecked/topic/375927/mercury-processing