Procesamiento del mercurio, extracción y refinación

Procesamiento del mercurio, preparación del mineral para su uso en diversos productos. El mercurio (Hg) tiene una combinación única de propiedades físicas.

Su bajo punto de fusión (-38,87 °C) y punto de ebullición (356,9 °C), su elevada gravedad específica (13,5 gramos por centímetro cúbico), su expansión volumétrica uniforme en todo el rango de temperaturas en estado líquido y su alta tensión superficial (para que no moje el vidrio) lo hacen útil para la medición de la temperatura en termómetros y de la presión en barómetros y manómetros.Mineral de mercurio

Además, la alta conductividad eléctrica del mercurio líquido ha llevado a su uso en interruptores y relés eléctricos sellados, rectificadores de energía industrial, lámparas fluorescentes y de vapor de mercurio, baterías de celdas de mercurio y como cátodos móviles en la producción a gran escala de cloro y sosa cáustica.

Debido a que el mercurio es altamente tóxico, se debe tener cuidado en su manejo y transporte. Al limitar la exposición al mercurio metálico, los vapores y los compuestos a través de medidas preventivas tales como la ventilación adecuada, la limpieza de la planta y la higiene personal, las plantas industriales pueden ser relativamente seguras contra los peligros de la intoxicación por mercurio.

Minerales

Hay más de 25 minerales conocidos que contienen mercurio, pero el principal mineral es el cinabrio, un sulfuro de mercurio suave, de color rojo a marrón rojizo. Algunos depósitos de cinabrio también pueden contener mercurio elemental. El mineral se ha encontrado en todos los continentes excepto en la Antártida. Ocurre en todos los tipos y edades de roca, generalmente solo pero a veces en asociación con antimonio, oro, hierro y zinc.

Se han extraído grandes depósitos comerciales de mercurio en Almadén, España; Idrija, Eslovenia; Monte Amiata, Italia; Santa Bárbara, Perú; y Nueva Almadén, California, EE.UU. Los principales productores mundiales de mercurio son China, Kirguistán y Chile.

Minería y Concentración

Los depósitos de mercurio son pequeños e irregulares, y a veces se presentan como depósitos diseminados, pero generalmente como vetas. Esto excluye los métodos de minería a gran escala y altamente mecanizados. El método más común de recuperación de mineral es la minería subterránea, con perforación y voladura convencionales seguidas de raspado o carga mecánica en vagones de mineral.

Debido a que la mayor parte del cinabrio extraído contiene menos del 1 por ciento de mercurio, se han practicado varios métodos de procesamiento de minerales, tales como jigging, agitación, tamizado, elutriación y flotación, para concentrar el mineral.

La separación por flotación mediante los procedimientos habituales para los minerales de sulfuro ha tenido cierto éxito en los Estados Unidos, pero, debido a que el cinabrio es blando y friable, la trituración y molienda del mineral para reducirlo a un tamaño lo suficientemente pequeño como para liberar el mineral puede causar pérdidas significativas como lodos en el tanque de flotación.Mineral de mercurio Extracción y refinación

Aunque varios métodos son efectivos para producir concentrados de cinabrio de mayor ley para hornos, no pueden competir económicamente con el horneado directo del mineral, ya sea como extraído o después de una clasificación preliminar a mano. Una fuente creciente de mercurio en los Estados Unidos es un subproducto de las grandes operaciones de minería de oro de baja ley.

Extracción y refinación

Pirometalurgia

La extracción pirometalúrgica de mercurio de su mineral es esencialmente un proceso de destilación. Cuando se aplica calor al mineral de sulfuro en presencia de aire, el oxígeno se combina con el azufre para formar dióxido de azufre, y el metal se libera a una temperatura superior a su punto de ebullición. Los gases pasan a través de una serie de tubos en forma de U para condensar el vapor de mercurio a la fase líquida.

Se han utilizado varios hornos verticales para la extracción de azogue desde que en la Mina de Almadén, en España, en el siglo XII, se utilizaron los primeros hornos de crudo conocidos. El horno más común en uso en Europa es el horno de cuba Cermak-Spirek, que puede tratar tanto la alimentación gruesa (al menos 4 centímetros) como el material más fino (con modificaciones).

El horno también puede aceptar diferentes grados de mineral. El mineral se mezcla con carbón vegetal o coque y se carga en la parte superior del horno. La combustión del combustible por una ráfaga de aire caliente en el fondo produce gases calientes que, a unos 300 °C, pasan hacia arriba a través de la caída del mineral y vaporizan el mercurio liberado. El calor generado por esta reacción de oxidación-reducción eleva la temperatura del aire entrante para una combustión aún más eficiente, y los gases calientes en la parte superior del horno, donde la temperatura alcanza los 700 °C , secan la roca recién cargada y el coque.

Las retortas se utilizan para la extracción de mercurio en pequeñas explotaciones mineras o para quemar el hollín recogido en los tubos de condensación de grandes hornos. La instalación de las retortas es barata, pero su funcionamiento es más costoso que el de los hornos, ya que el material de estas operaciones por lotes debe ser cargado y retirado manualmente.

En los Estados Unidos, los hornos rotativos y de solera múltiple han sido ampliamente utilizados, ofreciendo la ventaja sobre otros hornos de mayor capacidad y operación continua. La alimentación y descarga mecánica reduce la exposición a los vapores de mercurio, los vapores de dióxido de azufre y el polvo, y también reduce los costos de mano de obra.

HidrometalurgiaMercurio secundario

El mercurio puede lixiviarse de los minerales y concentrados con una solución de hidróxido de sodio y sulfuro de sodio. Luego se puede recuperar por precipitación con aluminio o por electrólisis. La lixiviación es más costosa que el horneado y no es efectiva en minerales de composición irregular.

Mercurio secundario

Se han recuperado cantidades significativas de mercurio de amalgamas dentales, lodos de óxido y acetato y chatarra de baterías. Prácticamente todo el metal puede ser recuperado de celdas de mercurio desechadas, calderas de mercurio, aparatos eléctricos e instrumentos de control.

Refinación

El metal producido por el horno se conoce como mercurio virgen primario (con una pureza de más del 99.9 por ciento) y es brillante y limpio en apariencia. Este grado es adecuado para la mayoría de los usos. Cuando es necesario, las impurezas pueden ser eliminadas por destilación múltiple, generalmente en hornos de tipo retorta.

El metal y sus aleaciones

El mercurio se envasa en botellas o frascos de hierro fundido, hierro forjado o acero hilado de 10 a 18 centímetros de diámetro y unos 30 centímetros de altura. El peso neto de un frasco de mercurio es de 34,5 kilogramos , la unidad comercial del comercio mundial.mercurio compuesto

Compuestos químicos

Los compuestos de mercurio tienen muchos usos en la farmacología, en las industrias de procesos químicos y en la agricultura.

El bicloruro de mercurio, el mercromocromo y los ungüentos de mercurio metálico, el óxido mercúrico amarillo y el cloruro mercúrico amoniacado han servido como antisépticos para la piel. El cloruro mercurioso, o calomel, se emplea como diurético y catártico.

Los compuestos orgánicos de mercurio, en particular el acetato de fenilmercurio, se utilizan como fungicidas agrícolas para el tratamiento de semillas, la fumigación de árboles frutales y el control del crecimiento de malezas.

En la fabricación de pinturas, estos compuestos se utilizan en la protección contra el moho de las pinturas. El cloruro de mercurio o sulfato de mercurio se utiliza como catalizador para convertir acetileno en cloruro de vinilo, acetato de vinilo y acetaldehído. Otros usos como catalizadores son la producción de metilestireno y ácido acético glacial.

El fulminato de mercurio, resultante de una reacción de alcohol y nitrato de mercurio, explota al impacto y se utiliza en cápsulas de percusión y detonadores para otros explosivos.