Chiết xuất thủy ngân từ thần sa — Chưng cất thủy ngân từ quặng đỏ

Thủy ngân (Hg, nguyên tố 80) là kim loại duy nhất ở thể lỏng ở nhiệt độ phòng. Quặng chính của nó là thần sa — thủy ngân(II) sulfua (HgS), một khoáng vật đỏ son rực rỡ chứa 86,2% thủy ngân theo khối lượng. Thần sa đã được khai thác làm bột màu từ ít nhất năm 7000 TCN, và việc chiết xuất thủy ngân lỏng từ thần sa là một trong những quy trình luyện kim lâu đời nhất của nhân loại. Theophrastus đã mô tả quy trình này vào khoảng năm 315 TCN, và các mỏ thần sa tại Almadén, Tây Ban Nha đã hoạt động liên tục từ ít nhất năm 400 TCN.

Quy trình sử dụng chưng cất phá hủy: thần sa được nung nóng trong bình chưng kín cho đến khi HgS phân hủy nhiệt. Trong điều kiện không khí hạn chế, phản ứng chính là HgS + O₂ → Hg + SO₂, diễn ra ở nhiệt độ trên khoảng 580 °C. Hơi thủy ngân — có nhiệt độ sôi 356,73 °C — thoát ra qua ống ngưng tụ, làm mát và ngưng đọng thành những giọt bạc đặc nặng chìm xuống đáy chậu thu gom chứa nước.

NGUY HIỂM CỰC ĐỘ: Hơi thủy ngân là chất độc thần kinh tích lũy mạnh. Hít vào mãn tính gây ra run ("run của thợ mũ"), thay đổi tính cách (chứng kích thích), tổn thương thận và tử vong. Lưu huỳnh đioxit (SO₂) là chất kích ứng đường hô hấp ăn mòn. Quy trình này CHỈ được thực hiện ngoài trời với mặt nạ phòng độc toàn mặt có lọc hơi thủy ngân và khí axit, găng tay chống hóa chất và quần áo bảo hộ. Không bao giờ chạm vào thủy ngân lỏng bằng tay trần. Tất cả thiết bị tiếp xúc với thủy ngân đều bị ô nhiễm vĩnh viễn và phải được xử lý như chất thải nguy hại.

Thủy ngân lỏng được sản xuất bằng quy trình này là chất lỏng làm việc thiết yếu cho bản thiết kế hiệu chuẩn nhiệt kế bách phân của Penny — kết nối việc chiết xuất nguyên tố với phép đo chính xác trong một chuỗi kiến thức thủ công liền mạch.