汞是在
常温下唯一呈液态的
金属,又名称水银,银白色,比重13.546,熔点-38.87℃沸点357℃。汞能与许多金属形成合金,称为汞齐。
简介
主要用途
汞由于有特异的物理化学性能,因此广泛用于化学、电气、仪表及军事工业等。此外,还用作原子核反应堆的冷却剂和防原子辐射材料,也用于提取有色金属,用
混汞法提取金和从炼铅的烟尘中提取铊以及用于提取铝,在医药方面也有一定的用途。
主要产品
汞的产品主要是汞和
辰砂。我国汞矿以产汞为主。辰砂用于化工、医药等方面。由于辰砂色泽艳红、美丽,
粒度大者称珠宝砂,因此含辰砂的叶蜡石俗称“
鸡血石”,均系珍品。
原料特点
汞在
自然界分布广泛,不仅在
地壳的各类岩石中有着广泛的分布,而且在地壳外部的水圈中、大气圈中、生物圈中也普遍存在,但与其他部分元素相比,其含量却是少量和微量的。汞在
地壳中平均含量(即
元素丰度)为8.3×10-6%,在各类岩石中分布不均匀,沉积岩中相对较高,为4×10-5%,中酸性岩浆岩中为8×10-6%,超基性岩石中为1×10-6%(维诺格拉多夫,1962)。地壳中99.8%的汞均呈分散状态赋存于各类岩石之中,而仅有0.02%的汞才集中富集成为矿床。
汞在
自然界呈自然元素或Hg2+的
离子化合物存在,具有强烈的亲硫性和亲铜性。已发现的汞矿物和含汞矿物约有20多种。其中,大部分是汞的
硫化物,其次是少量的
自然汞、
硒化物、
碲化物、硫盐、卤化物及氧化物等。常见的矿物主要有:自然汞(Hg,含Hg100%)、辰砂(HgS,含Hg86.2%)、
黑辰砂(HgS为辰砂的同质多象变体,含Hg86.2%)、灰硒汞矿(HgSe,含Hg71.7%)、辉汞矿(Hg(S,Se),含Hg83.8%)、碲汞矿(HgTe,含Hg61.5%)、
甘汞(Hg2Cl2,含Hg84.9%)氯汞矿(Hg4Cl2O,含Hg90.2%)、黄氯汞矿(Hg2ClO,含Hg88.65%)、
橙红石HgO,含Hg92.87%)、硫汞锑矿(HgSb4S7,含Hg22%)、汞黝铜矿(Cu10(Hg,Fe,Zn)2Sb4S13,含Hg6%~17%)、汞银矿(AgHg为自然银富汞的变种)。其中,作为
工业矿物原料具有开采价值的主要是辰砂、
黑辰砂。辰砂富矿石可直接入炉冶炼,但大多数汞矿床含汞量较低,矿石要用
选矿方法富集成
精矿才能冶炼。
工业要求
根据
矿石的工业技术要求,汞矿按
有用矿物组分划分的矿石工业类型,主要单汞、汞铀、汞锑、汞硒、汞金及汞多金属等类型。供工业利用者,主要是单汞型矿石。
汞矿石一般工业要求:
边界品位0.04%,工业品位0.08%~0.10%,可采厚度≥0.8~1.2m,
夹石剔除厚度≥2~4m。
以上指标,用于圈定
矿体。由于汞矿勘探一般只能圈定含
矿体,上列指标则用于勘探工程中圈定见矿厚度,并据以计算含矿系数及矿体平均品位。评价含矿体时按含矿系数与品位乘积提出要求,即含矿系数×矿体平均品位≥0.04%。若矿体平均品位低于最低工业要求,则列为表外储量。
此指标只供汞矿床普查评价时参考的
工业指标。凡是属于提供矿山建设设计使用的
地质勘探报告采用的工业指标,应根据勘探的
矿床具体情况和采选冶技术条件进行经济核算和比较研究,制定勘探的矿床工业指标,并由主管工业部门审批确定。
矿业简史
汞的主要矿物辰砂,在中国古代称丹砂、
朱砂或石朱砂。宋代以后,因主要产销市场在湖南辰州(现名为沅陵),故得名为辰砂。
中国是世界上发现和利用汞矿最早的国家,据考古资料,在
仰韶文化层和
龙山文化层里,均发现“涂朱”(砂)遗物,因此中国利用汞的历史,可以追溯至5000年前。从殷开始,丹砂被用作颜料;春秋战国以后,又在炼丹术和医药方面得到了应用,并开始用以提炼汞;有关汞同硫合成丹砂、汞同铅形成
铅汞齐等记载,见于汉代魏伯阳《参同契》、晋代葛洪《抱朴子》等著作;宋代的《
金华冲碧丹经秘旨》和明代的《
天工开物》,均有记述了炼汞技术及其设备。由此可见,中国对汞的开采利用,比国外利用汞矿最早的希腊人和罗马人还要早1000多年。
近代中国汞矿的地质调查、勘探、开发利用,1919~1949年先后有翁文灏、乐森王寻、王曰伦、熊永先、
吴希曾、田奇王隽、刘国昌、周德忠等20多位地质学家对贵州、湖南、云南、广西、四川、湖北、甘肃等地的汞矿进行了开创性的地质调查和研究,著有简报或论文。40年代,资源委员会对一些汞
矿产地进行探采工作。新中国成立后,为适应国民经济建设的需要,于50年代开始了大规模的
地质勘探和开发工作,如今中国已成为世界上的主要汞矿生产国之一。
资源分布
全球分布
汞在自然界中分布极少,被认为是稀有金属,极少以纯金属状态存在,多以化合物形式存在,主要常见含汞矿物有朱砂(HgS)、氯硫汞矿、硫锑汞矿及其他一些与朱砂相连的矿物。国内资料显示,世界汞矿资源量约70万吨,基础储量30万吨,汞储量的较多的国家:西班牙9万吨,中国8.14万吨,意大利6.9万吨,吉尔吉斯斯坦4.5万吨。
美国地质调查局(USGS)2015年发布的数据显示,中国、吉尔吉斯斯坦、墨西哥、秘鲁、俄罗斯、斯洛文尼亚、西班牙和乌克兰占有世界上大部分的汞资源,约为60万吨。近年来全球对汞的需求逐年下滑,意味着目前的汞资源将能满足至少未来一个世纪的需求。
汞资源主要分布在西班牙、意大利、中国、吉尔吉斯斯坦、墨西哥、秘鲁、俄罗斯、斯洛文尼亚和乌克兰。
世界汞矿床主要分布在特提斯-喜马拉雅构造带上。矿床主要类型为碳酸盐型,其次是碎屑岩型和岩浆岩型。其中碳酸盐型为最主要,占汞矿床储量的90%。
世界汞矿床中超大型汞矿床主要有:西班牙阿尔马登汞矿床,意大利伊德里亚汞矿床,吉尔吉斯斯坦璟可伊汞矿床,哈伊达尔干(海达尔坎)。
国内分布
我国汞矿目前保有储量在8.14万吨以上,居世界第三。我国汞矿资源较为丰富,现已探明有储量的矿区103处,主要分布在12个省区。汞资源主要分布在西南和西北地区,其中贵州最多,累积探明储量达9万吨以上,占全国探明储量的80%以上。
汞资源储量就地区来看,西南区占全国汞储量的56.9%;其次是西北区占28.4%、中南区占14.4%。其他地区则很少,仅占0.3%。
就各省区来看,贵州储量最多,占全国汞储量的38%,其次为陕西占20%、四川占16%、广东占6%、湖南占6%、青海占4%、甘肃占4%、云南占3%。以上8个省区合计储量占全国汞储量的97%,其中前3位的贵州、陕西、四川,三省合计占74%。