Добыча ртути¶
Добыча ртути — совокупность технологий извлечения металлической ртути из природных руд и вторичных источников. Ртуть добывают преимущественно из руд сульфида ртути — киновари (HgS), которая является основным промышленным сырьём для получения металла. В XX веке добыча ртути велась более чем в 40 странах, однако к началу XXI века промышленное производство было практически прекращено в большинстве государств из-за высокой токсичности металла и ужесточения экологических норм.
¶Геология ртутных месторождений
Основной ртутный минерал — киноварь — образуется в зонах гидротермального изменения пород, преимущественно в контактах осадочных и магматических тел. Киноварь обычно ассоциирует с другими сульфидами — пиритом, марказитом, антимонитом, а также с кварцем, кальцитом и баритом. Содержание ртути в промышленных рудах колеблется от 0,04 до 2–3 %, в отдельных случаях достигая 10 %.
Крупнейшие ртутные месторождения в России сосредоточены в Забайкалье (Духовское, Восточно-Селенгинское), на Северном Кавказе (Хайдаркенское месторождение в Кабардино-Балкарии) и в Якутии (Алябьевское). Всего на территории России разведано более 20 ртутных месторождений, однако большинство из них не разрабатывается.
¶Способы добычи
¶Подземная добыча
Исторически основной способ получения киновари — подземная добыча. Рудники разрабатывали шахтным способом с применением камерно- столбовой или круговой системы разработки. Руду извлекали с помощью взрывных работ, после чего транспортировали на поверхность. Наиболее известные ртутные рудники действовали в Испании (Альмаден), Италии (Монте-Амиата), Китае (Гуижо, Хунань), Кыргызстане (Хайдаркен), Узбекистане (Спидан) и США (Калифорния, Орегон).
¶Открытая добыча
В XX веке, по мере истощения богатых подземных залежей, ряд месторождений разрабатывался открытым способом. Так добывали ртуть, например, на месторождении Нью-Алмаден в Калифорнии и в Китае. Открытая разработка применялась при неглубоком залегании рудного тела и низком содержании полезного компонента вмещающих пород.
¶Вторичные источники
Значительная доля мировой добычи ртути в XX веке приходилась на вторичное сырьё — извлечение ртути из отходов металлургических производств, отработавших газоразрядных ламп, электронного лома и ртутных приборов. В СССР переработка вторичных ртутсодержащих отходов была организована на специализированных заводах.
¶Переработка ртутных руд
¶Обжиг киновари
Основной промышленный способ получения ртути — термическое разложение киновари. Руду подвергают обжигу в специальных печах при температуре 500–600 °C в бескислородной или разрежённой атмосфере. При этом киноварь разлагается по реакции:
HgS + O₂ → Hg + SO₂
Образующиеся пары ртути конденсируют в специальных уловителях — конденсаторах и камерах, где металл оседает в жидкой форме. Применялись различные типы печей: вертикальные колошниковые, горизонтальные трубчатые, ротационные, а также печи кипящего слоя. КПД современных печей достигал 96–98 %.
¶Флотация
Для обогащения бедных руд применяют флотацию — метод селективного разделения минералов по гидрофобности. Киноварь хорошо флотируется ксантогенатами и другими реагентами, что позволяет концентрировать ртуть в флотоконцентратах с последующим обжигом. Флотация позволяет экономически целесообразно перерабатывать руды с содержанием ртути менее 0,1 %.
¶Химические методы
В лабораторной практике и при переработке бедных концентратов применяют химическое растворение — обработку руды растворами сульфида натрия с последующим осаждением ртути металлическим алюминием или железом. Этот метод был разработан в СССР и применялся на ряде обогатительных фабрик.
¶Экологические и медицинские аспекты
Добыча и переработка ртути сопряжены с серьёзными экологическими рисками. Основные источники загрязнения — выбросы паров ртути и оксида серы при обжиге руд, а также накопление ртутсодержащих шламов и отходов. Ртуть относится к I классу опасности, накапливается в почвах и водоёмах, превращаясь в токсичные метилртутные соединения.
Известные экологические катастрофы, связанные с добычей ртути:
- Отравление в Минамате (Япония, 1956) — загрязнение залива стоками химического завода, перерабатывавшего ртутные концентраты
- Катастрофа в Амдерме и на ряде советских ртутных предприятий
¶Прекращение добычи
К началу XXI века промышленная добыча ртути была прекращена в большинстве стран. В 1990-е годы закрылись испанские рудники Альмадена (действовавшие с античности), итальянские — на Монте-Амиата. В России последний крупный ртутный рудник — Хайдаркенский — был законсервирован в 1990-е годы. В настоящее время основным мировым производителем ртути остаётся Китай, добывающий металл главным образом из киновари провинций Гуйчжоу и Хунань, а также из руд месторождения Ваньчжэншань.
Сокращение добычи связано с ростом вторичной переработки, ужесточением экологического законодательства (Стокгольмская конвенция о стойких органических загрязнителях, 2001) и снижением спроса на металл в связи с отказом от ртутных технологий в медицине и промышленности.
¶Историческая справка
Добыча ртути ведётся с античности. Древние римляне добывали киноварь в Альмадене (Испания) и на острове Имброс для получения амальгамы, применяемой при золочении. В России первые попытки ртутного производства относятся к XVIII веку — в 1745 году на Урале были предприняты попытки организовать выплавку ртути из местных руд. Промышленная добыча ртути в СССР началась в 1930-е годы с разработки Хайдаркенского месторождения в Кабардино-Балкарии, ставшего крупнейшей ртутной шахтой страны.
¶Источники
- Горная энциклопедия, т. 5
- Справочник по обогащению руд редких и благородных металлов
- Минералогия и петрография, учебник под ред. В. Д. Татаринова
- Геология месторождений ртути, монография А. С. Лаврова