Fundo
o Mercúrio é um dos principais elementos químicos. É um metal pesado e prateado que é líquido a temperaturas normais. O mercúrio rapidamente forma ligas com outros metais, o que o torna útil no processamento de ouro e prata. Grande parte do impulso para desenvolver depósitos de minério de mercúrio nos Estados Unidos veio após a descoberta de ouro e prata na Califórnia e outros estados ocidentais no século XIX. Infelizmente, o mercúrio é também um material altamente tóxico, pelo que a sua utilização tem vindo a diminuir drasticamente nos últimos 20 anos. Suas principais aplicações são na produção de cloro e soda cáustica, e como um componente de muitos dispositivos elétricos, incluindo lâmpadas fluorescentes e vapor de mercúrio. Mercúrio foi encontrado em túmulos egípcios datados de cerca de 1500 a. C., e provavelmente foi usado para fins cosméticos e medicinais ainda antes. Em cerca de 350 a. C. , o filósofo e cientista grego Aristóteles descreveu como o minério de cinábrio era aquecido para extrair mercúrio para cerimônias religiosas. Os romanos usaram mercúrio para uma variedade de propósitos e deram-lhe o nome de hydrargyrum, significando prata líquida, a partir do qual o símbolo químico de mercúrio, Hg, é derivado. a procura de mercúrio aumentou consideravelmente em 1557, com o desenvolvimento de um processo que utilizava mercúrio para extrair prata do seu minério. O barômetro de mercúrio foi inventado por Torricelli em 1643, seguido pela invenção do termômetro de mercúrio por Fahrenheit em 1714. O primeiro uso de uma liga de mercúrio, ou amálgama, como um dente dentário foi em 1828, embora preocupações sobre a natureza tóxica do mercúrio impediu o uso generalizado desta nova técnica. Foi só em 1895 que o trabalho experimental de G. V. Black mostrou que os enchimentos de amálgama eram seguros, embora 100 anos depois os cientistas ainda estavam debatendo esse ponto.
mercúrio encontrou seu caminho em muitos produtos e aplicações industriais após 1900. Era comumente usado em baterias, tintas, explosivos, lâmpadas, interruptores de luz, produtos farmacêuticos, fungicidas e pesticidas. O mercúrio também foi usado como parte dos processos para produzir papel, feltro, vidro e muitos plásticos. na década de 1980, o aumento da compreensão e da sensibilização para os efeitos nocivos do mercúrio para a saúde e o ambiente começou a sobrepor-se muito aos seus benefícios, e o uso começou a diminuir acentuadamente. Em 1992, a sua utilização em baterias tinha caído para menos de 5% do seu nível em 1988, e a utilização global em dispositivos eléctricos e lâmpadas tinha diminuído 50% no mesmo período. O uso de mercúrio em tintas, fungicidas e pesticidas foi proibido nos Estados Unidos, e seu uso no papel, feltro e processos de fabricação de vidro foi voluntariamente descontinuado. em todo o mundo, a produção de mercúrio é limitada a apenas alguns países com leis ambientais menos rigorosas. A mineração de mercúrio cessou completamente em Espanha, que até 1989 era o maior produtor mundial. Nos Estados Unidos, a mineração de mercúrio também parou, embora pequenas quantidades de mercúrio são recuperados como parte do processo de refinação de ouro para evitar a contaminação ambiental. China, Rússia (ex-URSS), México e Argélia foram os maiores produtores de mercúrio em 1992.
As matérias-primas
o mercúrio raramente é encontrado por si só na natureza. A maior parte do mercúrio está quimicamente ligada a outros materiais sob a forma de minérios. O minério mais comum é o sulfeto de Mercúrio Vermelho (HgS), também conhecido como cinábrio. Outros mercúrio minérios incluem corderoite (Hg 3 S 2 Cl 2 ), livingstonite (HgSb 4 S 8 ), montroydite (HgO), e calomelano (HgCl). Há vários outros. Os minérios de mercúrio são formados no subsolo quando soluções minerais quentes sob a influência da ação vulcânica sob a superfície da terra. Eles são geralmente encontrados em Rochas faultadas e fraturadas em profundidades relativamente rasas de 3-3000 pés (1-1000 m). outras fontes de mercúrio incluem os dumps e as pilhas de seguida de anteriores operações de mineração e processamento menos eficientes.
o processo de fabrico
o processo de extracção de mercúrio dos seus minérios não mudou muito desde que Aristóteles o descreveu pela primeira vez há mais de 2.300 anos. O minério de cinábrio é esmagado e aquecido para libertar o mercúrio como vapor. O vapor de mercúrio é então resfriado, condensado e coletado. Quase 95% do teor de mercúrio do minério de cinábrio pode ser recuperado através deste processo.
aqui está uma sequência típica de operações usadas para a extração e refinação modernas de mercúrio. o minério de cinábrio ocorre em depósitos concentrados localizados na superfície ou perto dela. Cerca de 90% destes depósitos são suficientemente profundos para exigir mineração subterrânea com túneis. Os restantes 10% podem ser escavados a partir de poços abertos. o cinábrio é deslocado das rochas circundantes, perfurando e explodindo com explosivos ou utilizando equipamento eléctrico. O minério é retirado da Mina em correias transportadoras ou em caminhões ou trens. por o minério de cinábrio estar relativamente concentrado, pode ser processado directamente sem quaisquer etapas intermédias para remover o material residual. o minério é esmagado pela primeira vez num ou mais cones. Um cone crusher consiste de um cone de moagem interior que gira sobre um eixo vertical excêntrico dentro de um cone exterior fixo. À medida que o minério é alimentado no topo do triturador, ele é espremido entre os dois cones e quebrado em pedaços menores. o minério triturado é então moído ainda mais pequeno por uma série de moinhos. Cada laminador consiste num grande recipiente cilíndrico colocado de lado e rotativo no seu eixo horizontal. O moinho pode ser preenchido com pequenos comprimentos de varetas de aço ou com esferas de aço para fornecer a ação de moagem. o minério finamente em pó é alimentado num forno ou forno a aquecer. Algumas operações usam uma fornalha de múltiplas fogueiras, em que o minério é movido mecanicamente para baixo um eixo vertical de uma borda, ou lareira, para a próxima, por ancinhos giratórios lentamente. Outras operações usam um forno rotativo, no qual o minério é derrubado pelo comprimento de um longo cilindro rotativo que está inclinado alguns graus para fora da horizontal. Em qualquer dos casos, o calor é fornecido pela combustão do gás natural ou de outro combustível na parte inferior do forno ou forno. O cinábrio aquecido (HgS) reage com o oxigênio (02) no ar para produzir dióxido de enxofre (SO 2 ), permitindo que o mercúrio aumente como um vapor. Este processo é chamado de torrefação.
condensação
- 5 o vapor de mercúrio sobe e sai do forno ou forno juntamente com o dióxido de enxofre, vapor de água e outros produtos da combustão. Uma quantidade considerável de poeira fina do minério em pó também é carregada e deve ser separada e capturada. o escape do forno a quente passa por um condensador arrefecido a água. Como o escape arrefece, o mercúrio, que tem um ponto de ebulição de 675° F (357° C), é o primeiro a condensar em um líquido, deixando os outros gases e vapores a ser ventilado ou a ser processado para reduzir ainda mais a poluição do ar. o mercúrio líquido é recolhido. Como mercúrio tem uma gravidade específica muito alta, quaisquer impurezas tendem a subir à superfície e formar um filme escuro ou escumalha. Estas impurezas são removidas por filtração, deixando um mercúrio líquido com cerca de 99,9% de pureza. As impurezas são tratadas com cal a
a fim de extrair mercúrio dos seus minérios, o minério de cinábrio é esmagado e aquecido para libertar o mercúrio como vapor. O vapor de mercúrio é então resfriado, condensado e coletado. separar e capturar qualquer mercúrio, que pode ter formado compostos.refinação
o mercúrio de qualidade comercial tem uma pureza de 99,9% e pode ser utilizado directamente a partir do processo de cozedura e condensação. O mercúrio de maior pureza é necessário para algumas aplicações limitadas e deve ser aperfeiçoado. Este ultrapure mercúrio tem um preço premium. pode obter-se uma pureza mais elevada através de vários métodos de refinação. O mercúrio pode ser filtrado mecanicamente novamente, e certas impurezas podem ser removidas por oxidação com produtos químicos ou ar. Em alguns casos o mercúrio é refinado através de um processo eletrolítico, no qual uma corrente elétrica é passada através de um tanque de mercúrio líquido para remover as impurezas. O método de refinação mais comum é a destilação tripla, na qual a temperatura do mercúrio líquido é cuidadosamente elevada até que as impurezas evaporem ou o próprio mercúrio evapore, deixando as impurezas para trás. Este processo de destilação é realizado três vezes, com a pureza aumentando cada vez. o mercúrio de qualidade comercial é vertido em recipientes de ferro ou aço em formas brutas e selado. Cada frasco contém 76 lb (34,5 kg) de mercúrio. O mercúrio de maior pureza é normalmente selado em recipientes de vidro ou plástico mais pequenos para expedição.
controlo de qualidade
mercúrio de qualidade comercial com uma pureza de 99,9% é designado mercúrio de qualidade virgem primária. O mercúrio Ultrapure é geralmente produzido pelo método de destilação tripla e é chamado mercúrio tripla destilado. as inspecções de Controlo da qualidade do processo de cozedura e condensação consistem na verificação, por amostragem, da presença de Metais estranhos no mercúrio líquido condensado, uma vez que estes são os contaminantes mais comuns. A presença de Ouro, Prata e metais de base é detectada usando vários métodos de testes químicos. o mercúrio Triplo destilado é testado por evaporação ou análise espectrográfica. No método de evaporação, evapora-se uma amostra de mercúrio e pesa-se o resíduo. No método de análise espectrográfica, evapora-se uma amostra de mercúrio e mistura-se o resíduo com grafite. A luz proveniente da mistura resultante é vista com um espectrômetro, que separa a luz em diferentes bandas de cores, dependendo dos elementos químicos presentes. o mercúrio é altamente tóxico para os seres humanos. A exposição pode resultar de inalação, ingestão ou absorção através da pele. Dos três, a inalação de vapor de mercúrio é a mais perigosa. A exposição a curto prazo ao vapor de mercúrio pode produzir fraqueza, arrepios, náuseas, vómitos, diarreia e outros sintomas em poucas horas. A recuperação é geralmente completa quando a vítima é removida da fonte. A exposição a longo prazo ao vapor de mercúrio produz tremores, irritabilidade, insónia, confusão, salivação excessiva e outros efeitos debilitantes. em situações normais, a maior parte da exposição ao mercúrio provém da ingestão de certos alimentos, tais como peixes, nos quais o mercúrio se acumulou a níveis elevados. Embora o mercúrio não seja absorvido em grandes quantidades ao passar pelo aparelho digestivo humano, a ingestão durante um longo período de tempo tem demonstrado ter efeitos cumulativos. em situações industriais, a exposição ao mercúrio constitui um perigo muito mais grave. A mineração e o processamento de minério de mercúrio podem expor os trabalhadores ao vapor de mercúrio, bem como ao contato direto com a pele. A produção de cloro e de soda cáustica também pode causar riscos significativos de exposição ao mercúrio. Dentistas e assistentes dentários podem ser expostos a mercúrio durante a preparação e colocação de amálgamas de mercúrio. devido ao facto de o mercúrio representar um grave risco para a saúde, a sua utilização e libertação para o ambiente têm vindo a ser objecto de restrições cada vez mais rigorosas. Em 1988, estima-se que 24 milhões de lb/ano (11 milhões de kglyr) de mercúrio foram liberados para o ar, terra e água em todo o mundo, como resultado de atividades humanas. Isto incluiu mercúrio liberado pela mineração e refino de mercúrio, várias operações de fabricação, a combustão de carvão, a eliminação de resíduos municipais e lamas de esgoto, e outras fontes. nos Estados Unidos, a Environmental Protection Agency (EPA) proibiu o uso de mercúrio para muitas aplicações. A EPA estabeleceu o objetivo de reduzir o nível de mercúrio encontrado no lixo municipal de 1,4 milhões de Ib/ano (0,64 milhões de kg/ano) em 1989 para 0,35 milhões de lb/ano (0,16 milhões de kg / ano) até 2000. Isto deve ser conseguido diminuindo a utilização de mercúrio nos produtos e aumentando o desvio de mercúrio dos resíduos urbanos através da reciclagem.
o futuro
mercúrio é ainda um componente importante em muitos produtos e processos, embora se espere que o seu uso continue a diminuir. Espera-se que um melhor manuseamento e reciclagem do mercúrio reduza significativamente a sua libertação para o ambiente, reduzindo assim os seus riscos para a saúde.
— Chris Cavette