Способы очистки ртути от примесей

Как очистить ртуть от примесей «неблагородных» металлов

Задача 1026.
Металлическая ртуть часто содержит примеси «неблагородных» металлов — цинка, олова, свинца. Для их удаления ртуть обрабатывают раствором Нg(NO 3 ) 2 . На чем основан такой способ очистки ртути?
Решение:
Способ очистки ртути от «неблагородных» металлов основан на способности металлов, расположенных в ряду напряжений до ртути, вытеснять её из растворов её же солей. Например, если ртуть обработать раствором Нg(NO₃)₂, то, примеси, содержащие цинк, олово и свинец, будут вытеснять ртуть из её соли и переходить в раствор в виде нитратов. Таким образом при обработке ртути Нg(NO₃)₂, находящиеся в ртути в виде примесей цинк, олово и свинец перейдут в раствор, а металлическая ртуть останется без примесей «неблагородных» металлов. Рассмотрим химизм процесса очистки ртути на примере цинка, получим:

Происходит реакция окисления-восстановления, в которой цинк является восстановителем, а ион ртути Hg 2+ — окислитель.

Задача 1027.
Чем объяснить малую диссоциацию хлорида ртути (II) в растворе?
Решение:
В HgСl₂ преобладает ковалентная связь, потому что разность электроотрицательностей атомов Hg и Cl (Hg — Cl) равна 1,43 (2.9 – 1,47 = 1,43). Поэтому HgСl₂ проявляет свойства как ковалентного соединения, так и ионного. Пары, а также кристаллы HgСl₂ состоят из линейных молекул Cl — Hg — Cl, которые практически не диссоциируют в водных растворах.

Задача 1028.
Закончить уравнения реакций:
а) Zn + NaOH →
б) Zn + NaNO₃ + NaOH → NH₃ +
в) Hg + HNO₃ (избыток) →
г) Hg (избыток) + HNO₃ →
д) Hg(NO₃)₂ + H₂S →
е) Hg(NO₃)₂ + KI (избыток) →
Решение:
а) Zn + 2NaOH → Na₂ZnO₂ + H₂↑;

б) 4Zn + NaNO₃ +7NaOH → NH 3 ↑ + 4Na 2 ZnO 2 + 2H 2 O:

г) 6Hg (избыток) + 8HNO₃ → 3 Hg(NO 3 ) 2 + 2NO↑ + 4H₂O;

Источник

Очистка ртути от механических загрязнений

Для удаления механических примесей, загрязняющих поверх­ность ртути, ее пропускают через воронку с оттянутым концом, изогнутым под некоторым углом, плотную ткань, марлю или ткань, сложенную в несколько слоев, кожу или замшу.

При отделении нерастворимых в ртути примесей используют также сте­клянные фильтры, пластинки из пористой керамики, фильтро­вальную бумагу, адгезионные кольца, специальные фильтры с золотым ободком и т. д. Сухая загрязняющая пленка, находящаяся на поверхности ртути, может быть удалена при соприкосно­вении с липкой поверхностью.

Для отделения примесей от ртути используют центробежную силу, под действием которой ртуть, находящаяся в быстро враща­ющемся деревянном сосуде, продавливается через норы в его стен­ках, при этом примеси остаются в сосуде. Известен также способ фильтрования ртути через ряд щелей между стеклянными пластин­ками.

Для удаления из ртути намагничивающихся веществ, например железа, получаемого при электролизе, используют электромагниты пли постоянные магниты.

В лабораторных условиях механические загрязнения с поверх­ности ртути можно удалять, используя бумажные фильтры с неболь­шим отверстием у основания, образованным проколом иглой илу оттянутой стеклянной палочкой.

Для очистки ртути от загрязнений в стеклянную воронку с узким и длинным концом, доходящим почти до дна ампулы, помещают двойной бумажный фильтр, кончик которого прокалывают и закрывают оттянутой стеклянной палочкой.

В таком положении, придерживая палочку рукою, в воронку наливают ртуть с таким расчетом, чтобы уровень ее немного не доходил до края бумажного фильтра. Затем палочку, не вынимая из ртути, слегка перемещают вверх, при этом ртуть, отфильтровываясь от загрязнений, попадает в ампулу.

При фильтровании следят за тем, чтобы не вся ртуть выливалась из бумажного фильтра, так как в противном случае в ампулу попадут механические загрязнения, а также окислы, которые при фильтрова­нии собираются на поверхности ртути, образуя пленку грязно-серого цвета.

Поэтому, когда в воронке остается около 1/4 первоначального объема ртути, отверстие в фильтре закрывают палочкой и в воронку наливают следующую порцию ртути для фильтрования.

Если отфильтрованную ртуть не подвергают дальнейшей очистке, то после заполнения 3/4 объема ампулы кончик боковой трубки и трубку запаивают, и ртуть ампуле в таком виде хранят до употребления.

По мере надобности оттянутый кончик боковой трубки надрезают у самого края стеклодувным ножом, отламывают надре­занную часть узкой трубки и, наклоняя ампулу, отливают необходимое количество ртути.

Следует отметить, что ртуть при запаянной трубке 6 хорошо выли­вается небольшими порциями из узкой трубки даже в том случае, если диаметр отверстия не превышает 0,5 мм.

После отбора необхо­димого количества ртути кончик боковой трубки запаивают, и ампулу с оставшейся ртутью вместе с другими ампулами хранят в специаль­ной стальной коробке.

Иногда для того, чтобы ускорить отделение механических приме­сей от ртути используют давление или разрежение. Для фильтрования под вакуумом сравнительно небольших количеств ртути можно применять прибор Сегала.

При разрежении 20—30 мм рт. ст. для фильтрования 2—3 кг ртути в приборе Сегала требуется несколько минут.

Источник

Экология СПРАВОЧНИК

Информация

Очистка ртути

Очистка промышленного азота от кислорода. Порошок ванадиевокислого аммония растворяют в 15 %-ном растворе серной кислоты до получения насыщенного раствора. В качестве восстановителя используют амальгаму цинка. Для ее получения гранулированный цинк встряхивают в растворе азотнокислой закиси ртути, содержащим азотную кислоту, до образования блестящей амальгамы цинка. Амальгамированный цинк тщательно отмывают дистиллированной водой от азотной кислоты. Насыщенный раствор ванадата аммония в серной кислоте встряхивают с амальгамой цинка до получения фиолетовой окраски, свидетельствующей об образовании сульфата двухвалентного ванадия. Раствор устойчив 1,5—2 месяца.[ . ]

Очистку с использованием окислителей можно осуществлять сухим методом, пропуская газы со скоростью 0,1-0,2 м/с через слой пиролюзита высотой 500-800 мм (размер кусочков 3-10 мм). Таким образом удается понизить содержание ртути в газе до 0,5 мг/м и менее, а концентрацию ее в абсорбенте можно довести до 1,0%. Пиролюзит регенерируют, промывая его и высушивая.[ . ]

Очистка восстановлением. Методы восстановительной очистки сточных вод применяют в тех случаях, когда они содержат легко восстанавливаемые вещества. Эти методы широко использу-ются для удаления из сточных вод соединений ртути, хрома, мышьяка.[ . ]

Очистка газов от паров ртути. При относительно высоких концентрациях паров ртути основную их часть можно сконденсировать при охлаждении газов. В этом случае возможно образование ртутного тумана, который можно улавливать электрофильтрами, получая ртуть, годную для повторного использования.[ . ]

Очистка воздуха от мешающих примесей в газоанализаторе осуществляется системой сорбентов, меняющих свою окраску по мере отработки. Система содержит: силикагель-индикатор (осушитель); силикагель, пропитанный хромовой смесью (поглотитель углеводородов); силикагель, пропитанный раствором сульфата ртути (I) в Н2304 (поглотитель непредельных углеводородов), и аскарит (поглотитель С02). Окисление СО производится на йодноватом ангидриде, нагретом до 140—150° С.[ . ]

Очистка от соединений ртути. Сточные воды, загрязненные ртутью и ее соединениями, образуются при производстве хлора и едкого натра, в других процессах электролиза с использованием ртутных электродов, на ртутных заводах, в некоторых гальванических производствах, при изготовлении красителей, углеводородов, на предприятиях, использующих ртуть как катализатор.[ . ]

Очистка производственных сточных вод методом ионного обмена позволяет извлекать и утилизировать ценные примеси ( соединения мышьяка, фосфора, а также хром, цинк, свинец, медь, ртуть и др.), ПАВ и радиоактивные вещества, очищать сточную воду до предельно допустимых концентраций с последующим ее использованием в технологических процессах или в системах оборотного водоснабжения.[ . ]

Очистка ртути. Применяемая в полярографии ртуть должна быть очень чистой и сухой. Очистку ртути проводят многократной промывкой ее по 3—4 раза 10% раствором едкого натра, водой, 10% раствором азотной кислоты, 5% раствором нитрата закиси ртути, подкисленного 10% раствором азотной кислоты, и затем тщательной промывкой дистиллированной водой.[ . ]

При очистке сточных вод, содержащих 1,5—20 мг/л катионов ртути, для полноты осаждения сульфида ртути требуется 10—40% избытка сульфид-ионов сверх стехиометрического количества. Для дальнейшего коагулирования образовавшегося осадка необходимо добавить 50—60 мг/л сульфата алюминия при pH=6,9. 7,3 или 40—60 мг/л сульфата железа при рН=8,5. 8,8.[ . ]

При очистке маломинерализованных стоков можно применить фильтрацию через катионит. Обменная способность вофатита, сульфоугля и бурого угля составляет 100—120 кг ртути на 1 т катионита. Сработанный катионит подсушивается и сжигается с утилизацией ртути.[ . ]

После очистки от Б02 для предотвращения конденсации паров воды газы нагревают до 50—70 °С и направляют в пиролюзитовый адсорбер. Степень улавливания ртути составляет 95%. Очищенные газы дымососом через трубу выбрасываются в атмосферу.[ . ]

Эффект очистки, получаемый при применении этих методов, различен. Так, фильтрацией воды через доломит содержание в ней ртути можно снизить на 65—70%. При этом доломит быстро срабатывается.[ . ]

Эффект очистки воды от ртути одними коагулянтами, без предварительного добавления сульфида натрия, невысок; содержание ртути снижается всего на 27,4%.[ . ]

При этом ртуть освобождается от механических примесей и в виде мелких капель проходит через раствор. Собравшаяся в изогнутой трубке ртуть под силой тяжести стекает и ее собирают в стакан. Промытую ртуть осушают фильтрованием несколько раз через бумажный фильтр с мелкими отверстиями. Для катода следует применять ртуть вакуумной очистки.[ . ]

В природе ртуть встречается чаще всего в виде сернистой ртути — киновари. Наиболее распространенным промышленным способом получения ртути является обжиг киновари при 800°. При этом образуется сернистый ангидрид и металлическая ртуть. Полученную ртуть очищают последовательной обработкой щелочами, разбавленной азотной кислотой и для окончательной очистки — вакуумной перегонкой.[ . ]

Первичная очистка сточных вод от производства ацетальдегида. Выделение металлической ртути и шлама из сточных вод производится в отстойниках, извлечение солевой ртути — методом ионного обмена на катионитовых фильтрах.[ . ]

В процессе очистки неорганические соединения ртути восстанавливают до металлической ртути, которую отделяют от воды отстаиванием, фильтрованием или флотацией. Органические соединения ртути сначала окисляют с разрушением соединения, затем катионы ртути восстанавливают до металлической ртути. Для восстановления ртути и ее соединений предложено применять сульфид железа, боргидрид натрия, гидросульфит натрия, гидразин, железный порошок, сероводород, алюминиевую пудру и др.[ . ]

Химическая очистка поверхностей, загрязненных ртутью. Известны способы демеркуризации, основанные на применении различных химических веществ.[ . ]

Схема очистки сточных вод от ртути

Общие потери ртути с технологическими и вентиляционными газами, если отсутствует блок санитарной очистки, составляют 40 г на 1т обжигаемой руды, а при наличии санитарной очистки — 8 г/т. Объем технологических газов на 1 т руды равен 850 м3. Потери ртути с вентиляционными газами оцениваются в 1 г/т руды.[ . ]

Сухие методы очистки газа от ртути. Активные угли являются эффективным средством очистки газов от ртути и ее соединений. Значительные трудности при очистке сухой газовоздушной смеси актиЕным углем возникают из-за присутствия в газах других примесей, в первую очередь диоксида серы. Активные центры (мик-ропоры) углей блокируются.молекулами диоксида серы и делают адсорбент неактивным по отношению к основному токсичному компоненту — ртути; степень очистки в этих условиях не превышает 10%.[ . ]

Механическая очистка. При значительных количествах пролитой ртути для механического удаления ее используют различные устройства; при незначительных количествах пролитой ртути применяют стеклянную ловушку с резиновой грушей.[ . ]

После очистки поверхности от видимой ртути наносят при помощи волосяной кисточки реактивную смесь на поверхность слоем 5—6 мм и оставляют до высыхания. Затем смесь эмульгированной ртути и избыток двуокиси марганца смывают струей воды. Реактивной смесыо можно пользоваться также и для собирания капель ртути, так как при действии ее ртуть теряет свою подвижность и легко поддается уборке. Реактивной смесыо целесообразно замазывать щели и пазы поверхностей, загрязненных ртутыо.[ . ]

Весьма эффективна очистка от ртути отходящих газов с помощью молекулярных сит, дающая возможность уменьшить потери примерно в 30—35 раз.[ . ]

Если сопоставить нормы на ртуть с фактическим содержанием ее в выбросных газах, то можно увидеть, что концентрацию ртути в этих газах следует снизить в несколько тысяч раз. Способы очистки газов от ртути основаны главным образом на контакте их с материалами, способными удерживать ртуть .в химически связанном или сорбированном состоянии. Контакт осуществляется либо в результате пропускания газа через слой сорбента, либо путем орошения потока газа раствором или суспензией реагента. При выборе типа поглотителя необходимо учитывать, что очистке подвергаются большие объемы газа, поэтому поглотитель должен не только хорошо улавливать ртуть, но и быть достаточно дешевым и недифицитным.[ . ]

Для выделения из сточных вод ртути используют методы восстановления: сульфидом железа, гидросульфидом натрия, гидразином, железным порошком, газообразным сероводородом и др. Широко изучаются сорбционные методы очистки от ртути. Весьма эффективным является ионный обмен с винилпиридино-выми сорбентами, емкость которых доходит до 40%. Наиболее распространенным способом удаления растворимых в воде соединений ртути является перевод их в труднорастворимый сульфид ртути и осаждение его.[ . ]

Но более эффективным способом очистки стоков, а следовательно, и качества осадков от ртути является ионообменный, при котором содержание ртути уменьшается с 0,1—0,2 до 5- 1(Н%.[ . ]

Сточные воды следует очищать от ртути особенно глубоко ввиду того, что предельно допустимая концентрация в водоемах чрезвычайно мала и составляет 0,005 мг!л. В настоящее время наиболее удовлетворяющими санитарные требования методами очистки сточных вод от ртути могут служить два: первый из них основан на осаждении ртути в виде нерастворимого сульфида ртути, а второй — на поглощении ионов ртути катионитами.[ . ]

Подвергающиеся ■ биохимической очистке производственные сточные воды не должны содержать ядовитых веществ и солей тяжелых металлов (меди, свинца, цинка, хрома, ртути и т. п.) в концентрациях, вредных для жизнедеятельности организмов. Степень усвояемости вредных компонентов микроорганизмами (допустимая концентрация) на сооружениях биохимической очистки весьма различна. Так, например, тормозящее действие свинца сказывается уже при содержании его 0,1 мг/л с повышением концентрации это действие усиливается; при 0,5—1,0 мг/л заметно замедляются процессы нитрификации, при 5,0 мг/л величина депрессии становится значительной. Допустимые концентрации для некоторых веществ следующие (в мг/л).[ . ]

Одним из перспективных способов очистки сточных вод является ионный обмен. О его принципе уже было сказано в главе 3 этого раздела, когда описывались способы умягчения воды. Ионитами можно извлекать из сточных вод соединения мышьяка и фосфора, цианистые соединения и радиоактивные вещества, соли тяжелых металлов: хрома, никеля, цинка, свинца, ртути и др.[ . ]

Наилучшие результаты получают при очистке с использованием синтетических цеолитов, в частности металлизированного серебряного цеолита Ag NaX. При его использовании для очистки водорода, образующегося в производстве хлора и щелочи ртутным методом, содержание ртути в очищенном газе снижается до 0,01 мг/м3. Применяемые же в настоящее время для этого хлорсодержащие растворы позволяют уменьшить содержание ртути в очищенном газовом потоке только до 1 мг/м3.[ . ]

Недостатки метода восстановления окиси ртути — неспеци-фичность в присутствии углеводородов и нестабильность работы прибора, требующая принятия специальных мер [66]. Особого внимания заслуживает вопрос техники безопасности при работе этим методом. После реакции с окисью ртути в анализируемом воздухе появляется эквивалентная содержанию СО концентрация ртути, причем токсичность газа повышается примерно в 104 раз. Поэтому представляется необходимой очистка воздуха, прошедшего через измерительную камеру, от паров ртути.[ . ]

Наиболее эффективным способом извлечения ртути из растворов является адсорбция с помощью ионообменных смол, несмотря на то, что присутствие таких анионов, как СН3СОО , препятствует сорбции. По данным фирмы «Аджиното» (Япония), при применении ионообменных смол концентрация ртути в растворе снижается с 15 до 0,01 ррт. На заводах фирмы «Осака Сода» (Япония) внедрен способ ионообменной очистки, с помощью которого обрабатывают до 120 тыс. л сточных вод в сутки. Эксплуатационные издержки в расчете на 1000 л стоков по ценам 1975 г. составили 25 центов. Разрабатываемый в США сорбционный метод очистки сточных вод ионообменными смолами позволяет снизить содержание ртути с 0,1—0,2% до 5-10-6% при затратах до 4 долл. на 1 кг регенерируемой ртути. Конечная регенерация осуществляется термической возгонкой ртути, что приводит, однако, к полному разрушению дорогостоящей смолы.[ . ]

Разделку ламп с ртутным наполнением начинают с удаления из них ртути и очистки последней от примесей путем фильтрации через слой извести. После очистки ртуть может быть использована наравне с первичной. Лом ламп после удаления ртути перерабатывают по общей схеме для электроламп.[ . ]

Например, даже незначительное отклонение содержания в организме ртути (в принципе — безвредного элемента) от некоторой нормы приводит к тяжелым функциональным расстройствам (известная «болезнь Минамата»). Дефицит влаги в почве делает бесполезными для растения присутствующие в ней питательные вещества, но и избыточное увлажнение ведет к аналогичным последствиям по причинам, например, «задыхания» корней, закисания почвы, возникновения анаэробных процессов. Многие микроорганизмы, в том числе используемые в сооружениях биологической очистки сточных вод, весьма чувствительны к пределам содержания свободных ионов водорода, т. е. к кислотности среды (pH).[ . ]

Стеклянная и фарфоровая посуда, а также стеклянные приборы, используемые при работе со ртутью, также должны быть тщательно демеркуризованы. Колонки для очистки ртути, ампулы, отдельные детали ртутных установок, электролизеры и другие приборы, загрязненные ртутью, вначале промывают водой или разбавленной азотной кислотой для удаления приставших к стенкам капелек ртути. При этом ртуть собирается на дне прибора и ее вместе с жидкостью выливают в химический стакан, а в прибор наливают небольшое количество крепкой азотной кислоты, слегка его подогревают и горячей кислотой промывают весь прибор. После этого прибор тщательно ополаскивают дистиллированной водой, промывают 2—3% раствором иода в 30% растворе иодида калия, промывают небольшим количеством эфира для растворения йодной ртути, спиртом и затем снова ополаскивают водой. Если стеклянный прибор загрязнен снаружи, то его протирают вначале влажной бумагой, как описывалось выше, и промывают содовым раствором над-большой фарфоровой чашкой;, при этом на дне чашки обнаруживаются капельки ртути, находившиеся перед этим на наружных стенках прибора.[ . ]

Его применяют и для опреснения солоноватой воды, для извлечения ценных веществ, например при очистке производственных сточных вод, содержащих протенн, крахмал и т. п. Метод гиперфильтрации является перспективным для удаления ртути из сточных вод. Схематически процесс гиперфильтТрации показан на рис. 5.25. В качестве фильтрующих элементов служат мембраны, изготовляемые из ацетилцеллюлозы, а также из полиакриламидных волокон.[ . ]

По введенным в 1965 г. правилам на заводах, перерабатывающих свыше 30 тыс. т руды в год, обязательно сооружение установок: санитарной очистки выбросных газов. Часто на аналогичных установках раздельно очищают вентиляционные газы, объем которых составляет 15—20% от объема технологических газов, а состав существенно отличается очень малым содержанием 302, БОз и С02. Содержание ртути в вентиляционных газах не превышает 5 мг/м3.[ . ]

Мощными потребителями воды на угольных ТЭС являются системы гидрозолоудаления (ГЗУ). Необходимо обеспечение стабильной работы оборотной системы ГЗУ. Сложность решения этой задачи определяется насыщением оборотной воды Са(ОН)2, Са504, а также фторидами, соединениями мышьяка, ванадия, реже ртути и другими элементами. Такой состав воды приводит к зарастанию отложениями системы ГЗУ — насосов, трубопроводов, побудительных сопл. Для стабилизации солевого состава осветленной воды на безопасном уровне необходима продувка системы. Очистка продувочной воды от вредных веществ может осуществляться с помощью испарителей или выпарных аппаратов.[ . ]

Большие трудности при определении фоновых загрязнений окружающей среды суперэкотоксикантами возникают в связи с тем обстоятельством, чго уровни их содержания в природных объектах могут быть сравнимы с количествами этих соединений, вносимыми в образец с используемыми в анализе реагентами и из атмосферы. Влияние указанных примесей на результат анализа в общем случае оценить довольно сложно. Обычно их учитывают при оценке значений холостого опыта (фона) Источником загрязнений может быть и сам аналитик. В частности, в продуктах выделения человека идентифицированы около 135 различных соединений, часть которых поглощается из воздуха (бензол, толуол, ХОС, ПАУ и др.) и концентрируется на волосах и коже [5], а табачный дым, выдыхаемый курильщиком, содержит от 0,1 до 27 нг диметилнитрозами-на. Содержащиеся в воздухе лаборатории примеси могут поглощаться сорбентами, используемыми для концентрирования и разделения определяемых веществ. По этой же причине фильтровальная бумага и пластинки для ТСХ должны храниться в специальных условиях. Если аналитическая лаборатория расположена вблизи транспортных магистралей или по соседству с промышленными предприятиями, то пылевые и газовые выбросы автомобильного транспорта и технологических установок могут вызвать такое загрязнение образца или пробы, которое на порядок и более превысит истинное содержание определяемого компонента. В таком случае всю лабораторную работу нужно выполнять в специальных помещениях, оборудованных высокоэффективными фильтрами для очистки воздуха. Следует заметить, что фильтры предотвращают попадание в воздух лабораторных помещений пыли, но не газообразных веществ ( например, паров ртути или летучих углеводородов).[ . ]

Источник