Le mercure, ou «vif-argent» comme on l'appelle par ailleurs, est un élément métallique dense et toxique qui existe sous forme liquide à température ambiante. Produit et étudié depuis des millénaires, l'utilisation du mercure n'a cessé de diminuer depuis les années 1980 en raison d'une plus grande attention aux impacts négatifs sur la santé qu'il a sur les humains et l'environnement.
Propriétés
- Symbole atomique: Hg
- Numéro atomique: 80
- Catégorie d'élément: Métal de transition
- Densité: 15,534 g / cm³
- Point de fusion: -38,9 ° C (102 ° F)
- Point d'ébullition: 356,9 ° C (674,4 ° F)
- Résistivité électrique: 95,8 microhm / cm (20 ° C)
Caractéristiques
À température ambiante, le mercure est un liquide argenté épais avec une densité très élevée et une faible conductivité thermique. Il a une relativement haute conductivité électrique et forme facilement des amalgames (alliages) avec de l'or et de l'argent.
L'une des caractéristiques les plus appréciées du mercure est sa capacité à se dilater et à se contracter uniformément sur toute sa gamme liquide, en réponse aux changements de pression et de température. Le mercure est également très toxique pour l'homme et l'environnement, ce qui a entraîné des réductions drastiques de sa production et de son utilisation au cours des dernières décennies.
Histoire
La première utilisation de Mercure remonte à 1500 avant JC lorsqu'elle a été utilisée pour orner des tombes dans l'Égypte ancienne. Probablement en raison de ses propriétés uniques, le mercure a été utilisé, étudié et apprécié par de nombreuses civilisations, dont les anciens Grecs, Romains, Chinois et Mayas.
Pendant des siècles, les gens ont cru que le mercure possédait des propriétés curatives spéciales et, par conséquent, l'ont utilisé comme diurétique et analgésique, ainsi que dans des médicaments pour traiter diverses affections de la dépression à la syphilis. Il a été utilisé en cosmétique et comme matériau décoratif. Les alchimistes du Moyen Âge étaient particulièrement intéressés par la capacité du mercure à extraire l'or du minerai.
Au début, il est devenu clair que le mystérieux métal liquide était toxique pour l'homme en raison de la forte folie et de la mort dans les mines de mercure. Cela n'a cependant pas empêché l'expérimentation. L'utilisation de nitrate de mercure pour convertir la fourrure en feutre, souvent employée par les fabricants de chapeaux des XVIIIe et XIXe siècles, a donné l'expression «fou comme chapelier».
Entre 1554 et 1558, Bartolome de Medina a développé le procédé de patio pour extraire l'argent des minerais à l'aide de mercure. Le processus de patio repose sur la capacité du mercure à fusionner avec l'argent. Soutenu par de grandes mines de mercure à Almaden, en Espagne, et à Huancavelica, au Pérou, le processus de patio a été essentiel à l'expansion rapide de la production d'argent espagnole au cours des 17e et 18e siècles. Plus tard, pendant la ruée vers l'or en Californie, des variantes du processus de patio ont été utilisées pour extraire l'or.
Dans la seconde moitié du 20e siècle, des recherches de plus en plus nombreuses ont commencé à prouver une corrélation entre le ruissellement des déchets chimiques et la teneur en méthylmercure des fruits de mer. L'attention a été portée sur les effets du métal sur la santé humaine. Ces dernières années, les États-Unis et l'Union européenne ont mis en place des réglementations strictes sur la production, l'utilisation et l'élimination du mercure.
Production
Le mercure est un métal très rare et se trouve le plus souvent dans les minerais de cinabre et de livingstonite. Il est produit comme produit primaire et comme sous-produit de l'or, zinc, et cuivre.
Le mercure peut être produit à partir du cinabre, un minerai sulfuré (HgS), en brûlant la teneur en sulfure dans un four rotatif ou plusieurs fours à sole. Le minerai de mercure broyé est mélangé avec du charbon de bois ou du charbon à coke et brûlé à des températures supérieures à 300 ° C (570 ° F). L'oxygène est pompé dans le four, qui se combine avec le soufre, libérant du dioxyde de soufre et créant une vapeur de mercure qui peut être collectée et refroidie pour un raffinement supplémentaire en tant que métal pur.
En faisant passer la vapeur de mercure dans un condenseur refroidi à l'eau, le mercure, qui a un point d'ébullition élevé, est le premier à se condenser sous sa forme de métal liquide et récupéré. Environ 95% de la teneur en mercure du minerai de cinabre peut être récupérée à l'aide de ce procédé.
Le mercure peut également être lessivé des minerais à l'aide d'hydroxyde de sodium et de sulfure de sodium. La récupération du mercure se fait par précipitation à l'aide d'aluminium ou d'électrolyse. Par distillation, le mercure peut être purifié à plus de 99,999%.
Le mercure de qualité commerciale à 99,99% est vendu dans des flacons en fer forgé ou en acier de 76,5 lb (34,5 kg).
La production mondiale de mercure a été estimée par US Geological Survey (USGS) à 2 250 tonnes en 2010. La Chine fournit actuellement environ 70% de la production mondiale, suivie du Kirghizistan (11,1%), du Chili (7,8%) et du Pérou (4,5%).
Les plus grands producteurs et fournisseurs de mercure comprennent l'usine de mercure de Khaidarkan au Kirghizistan, les producteurs de la ceinture de mercure de Tongren-Fenghuang en Chine et Minas de Almadén y Arrayanes, S.A., qui exploitait auparavant la mine historique de mercure d'Almaden en Espagne et est désormais responsable du recyclage et de la gestion d'un pourcentage important de Mercure.
Applications
La production et la demande de mercure ont régulièrement diminué depuis son pic au début des années 80.
La principale application du mercure métallique en Amérique du Nord et en Europe concerne les cellules cathodiques, qui sont utilisées pour la production de soude caustique. Aux États-Unis, cela représente 75% de la demande de mercure, bien que la demande pour de telles cellules ait diminué 97% depuis 1995, car les usines modernes de chlore-alcali ont adopté une cellule à membrane ou une cellule à diaphragme les technologies.
En Chine, l'industrie du chlorure de polyvinyle (PVC) est le plus grand consommateur de mercure. La production de PVC à base de charbon, comme celle produite en Chine, nécessite l'utilisation de mercure comme catalyseur. Selon l'USGS, le mercure utilisé dans la production de plastiques comme le PVC peut représenter jusqu'à 50% de la demande mondiale.
L'utilisation du mercure est peut-être la plus connue dans les thermomètres et les baromètres. Cependant, cette utilisation est également en baisse constante. Galinstan (un alliage de gallium, d'indium et de étain) a principalement remplacé le mercure dans les thermomètres en raison de la moindre toxicité de l'alliage.
La capacité de mercure à fusionner avec les métaux précieux, aidant à leur récupération, a entraîné son utilisation continue dans de nombreux pays en développement avec des mines d'or alluviales.
Bien que controversé, l'utilisation du mercure dans les amalgames dentaires continue et, malgré le développement d'alternatives, est toujours une industrie majeure pour le métal.
L'une des rares utilisations du mercure qui a augmenté ces dernières années est dans les ampoules fluorescentes compactes (LFC). Les programmes gouvernementaux encourageant l'élimination des ampoules à incandescence moins éconergétiques ont soutenu la demande de LFC, qui nécessitent du mercure gazeux.
Les composés du mercure sont également utilisés dans les piles, les médicaments, les produits chimiques industriels, les peintures et le fulminate de mercure, détonateur d'explosifs.
Règlements commerciaux
Des efforts récents ont été déployés par les États-Unis et l'UE pour réglementer le commerce du mercure. En vertu de la Mercury Export Ban Act de 2008, l'exportation de mercure des États-Unis sera interdite à compter du 1er janvier 2013. Les exportations de mercure de tous les États membres de l'UE ont été interdites en mars 2011. La Norvège a déjà mis en place une interdiction sur la production, l'importation et l'exportation de mercure.
Sources:
Une introduction à la métallurgie. Joseph Newton, deuxième édition. New York, John Wiley & Sons, Inc. 1947.
Mercure: élément des anciens.
La source: http://www.dartmouth.edu/~toxmetal/toxic-metals/mercury/
Encyclopædia Britannica. Traitement du mercure (2011).
Récupéré de http://www.britannica.com/EBchecked/topic/375927/mercury-processing