辰砂 :硫化汞矿物

更新时间:2024-09-20 14:20

辰砂(Cinnabar)系矿物名称,以古辰州产地命名,且为全国科学技术名词审定委员会公布的定名。辰砂别名丹砂、朱砂、银朱、赤丹、汞砂,其主要的化学成分为HgS,其化学组成为86.21%的Hg,13.79%的S,有时含少量Se和微量的Te。辰砂是红色具有金刚光泽的晶体,属于三方晶系单晶常呈现菱面体形,并常成双晶;集合体呈粒状,有时为致密块状或被膜状,产生于低温热液矿床,几乎是汞的唯一来源。另外,辰砂也是一种中药材,《本草纲目》记载辰砂有治惊痫,解胎毒痘毒,驱邪疟,能发汗的作用。可用作颜料、塑料、橡胶和医药及防腐剂等方面。

相关历史

朱砂是自然界中汞最常见的来源,人们开采朱砂已有上千年的历史,甚至可以追溯到距今约7000年的新石器时代,在罗马帝国时期,人们开采它作为颜料和生产汞的原料;在中国,辰砂出现在秦安大地湾彩绘陶器上。另外,也出现在距今约6600年的河姆渡遗址村遗址漆碗上。

辰砂因为古辰州产地命名,且为全国科学技术名词审定委员会公布的定名。辰砂也叫做朱砂,因为呈红色,辰砂是重要的颜料之一。湖北枝城市城背溪遗址出土一件公元前4400-3300年的盘形陶器,系涂了辰砂的彩绘陶;李士、秦广雍在《现代实验技术在考古学中的应用》例举了X-射线衍射分析,并指出该古陶彩绘红色颜料为辰砂,粉红色是辰砂和方解石混合物。周朝及之后辰砂主要用于书写(含甲骨、竹木简、丝绸、纸张)、陶器的彩绘、纺织品涂色、油漆和漆器中颜料、化妆用品、宗教用品、装饰玉器着色、壁画颜料和彩墨颜料等九个方面。唐朝以后,盛行炼丹术,辰砂又称为灵砂,金丹术在各个著作中出现频次很多,经验也非常丰富,这对中国历史上出现银朱颜料有巨大贡献。辰砂颜料至今也是绘画重要颜料。

朱砂汞矿石朱砂基本上存在于所有能产生汞的矿物开采地点,特别是Almadén(西班牙)。这座矿山从罗马时代开始开采,直到1991年,几个世纪以来一直是最重要的朱砂矿床。在美国内华达州还发现了优质的朱砂晶体。吉萨(埃及)、普林塞萨(菲律宾)、新阿尔马登(加利福尼亚州)、加利福尼亚州瓦列霍黑斯廷斯矿和圣约翰矿(美国)也有朱砂矿床。伊德里贾(斯洛文尼亚)、加利福尼亚州新伊德利亚(美国);、普法尔茨州奥伯莫舍尔附近的莫舍兰德斯堡、拉里帕、在阿普安阿尔卑斯山脚下和阿米亚塔山(托斯卡纳意大利)、阿瓦拉山(塞尔维亚)、Huancavelica(秘鲁)、阿肯色州默弗里斯伯勒(美国)、得克萨斯州特林加(美国)、还有中国贵州省都有细晶体。它还在阿拉斯加州Kuskokwim河中部的Red Devil附近可以开采。红魔是以红魔朱砂矿命名的,这是汞的主要来源,它在多米尼加共和国西海岸南端的硫磺泉附近被发现。

分布情况

最重要的矿床是在西班牙的阿尔马登,在那里已经开采了2000年。其他矿床位于秘鲁的万卡维利卡、意大利的尤德里奥和加利福尼亚州的海岸山脉。中国也是辰砂的主要生产国之一,湖南晃县、婺源县和贵州铜仁等地是辰砂的著名产地。辰砂只产生于低温热液矿床,常填充或交代石灰岩砂岩等。共生矿物有石英辉锑矿。它通常与黄铁矿褐铁矿赤铁矿一起出现在近期火山岩附近的矿脉中和温泉矿床中。

物质结构

辰砂属于三方晶系,螺旋链状(变形的氯化钠型)结构;空间群D₃⁴—P3₁21;a₀=0.415 nm,c₀=0.950 nm;Z=3。辰砂的螺旋链状结构(如图1):-Hg-S-Hg-S-螺旋状链按左旋或右旋平行c轴无限延伸,Hg的配位数为2,Hg-S间距在链内为0.236nm,链间为0.31~0.33nm。

单晶常呈菱面体{1011}、平行{0001}厚板状或平行c轴延伸的柱状。常见以L³为双晶轴的贯穿双晶。集合体多呈粒状,亦见被膜状和皮壳状。(见图2)

矿物特性

理化性质

辰砂属于三方晶系晶体呈板状或菱面体状,集合体呈不规则粒状、致密块状或土状,晶簇常呈菱形双晶体、大颗粒单晶体,是一种红色结晶或粉状物质。辰砂半透明或不透明;鲜红、朱红、浅红、暗红色或条痕红色;有金刚光泽;其莫氏硬度2~2.5;比重8~8.2;性脆;不溶于一般稀酸、氢氧化钠、乙醇、水、微溶于煮沸浓盐酸,溶于王水

制备方法

从矿物中开采

辰砂天然存在,可以从矿物中开采。

应用领域

辰砂是一种重要的中药材,有很强的药用价值。另外,辰砂是重要的汞矿石,用于提取汞。汞在工业、国防及其生活上用途甚广。如制造温度表气压计、汞弧灯。近年来用汞的高压蒸气开动涡轮机及核反应堆中的吸热剂。辰砂单晶可用作激光调制晶体。另外,辰砂是红色,是常用的颜料。

药品

辰砂是一种重要的中药材,气味甘,微寒;有(小)毒。归心经。具有清心镇惊,安神解毒的功能。朱砂能降低大脑中枢神经兴奋性,因而具有镇静、催眠、抗惊厥作用;有抗心律失常作用。李钟文等用氯仿-肾上腺素和草乌注射液造成动物心率失常模型,用朱砂单末和朱砂组成朱砂安神丸家兔灌胃,结果表现出明显的抗心律失常作用。朱砂外用还能抑杀皮肤真菌和寄生虫,可以治疮肿咽喉痛

颜料

辰砂是具有鲜艳颜色的红色颜料,有很高的遮盖力和着色力。由于其具有鲜艳的颜色,辰砂是一种被广泛用于室内的红色颜料。用辰砂和经过处理的生漆制成的银朱漆,漆膜色泽鲜艳红亮,久不变色,制成的漆器是名贵的传统工艺品。辰砂还大量使用于印泥、绘画,在塑料、橡胶制品上也可作着色颜料使用。

胭脂

早期人类主要使用天然颜料作为胭脂的着色剂,通常使用红色系颜料作为胭脂,如朱砂。在近东地区,朱砂自古以来就被用于着色,包括用作胭脂类化妆品。古代赫梯人利用辰砂使得面颊着色。

安全事宜

消防安全

用水雾、干粉、泡沫或二氧化碳灭火剂灭火;避免使用直流水灭火,直流水可能导致可燃性液体的飞溅,使火势扩散。

消防人员须佩戴携气式呼吸器,穿全身消防服,在上风向灭火;尽可能将容器从火场移至空旷处;处在火场中的容器若已变色或从安全泄压装置中发出声音,必须马上撤离;隔离事故现场,禁止无关人员进入;收容和处理消防水,防止污染环境。

存储安全

储存于阴凉、通风的库房;库温不宜超过37°C;应与氧化剂、食用化学品分开存放,切忌混储;保持容器密封;远离火种、热源;库房必须安装避雷设备;排风系统应设有导除静电的接地装置;采用防爆型照明、通风设置;禁止使用易产生火花的设备和工具;储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。

毒性

根据现代研究证明:朱砂内服过量有毒是肯定的。无机汞人体吸收率为5%,甲基汞吸收率可达100%,HgS在人体肠道会生成甲基汞,故内服朱砂制剂更增加了汞中毒的机会,当人体积蓄量达100mg,即有感觉障碍,重者表现神经毒害,循环衰竭导致死亡。汞吸收入血后通过生物膜进入红细胞与血红蛋白的巯基(一SH)相结合,可侵害脑细胞、胎儿、精子、卵子、心、肝、肾等,还影响部分酶的功能。汞的排泄很慢,故会积蓄中毒。

药品禁忌

中华人民共和国药典》1995年版一部记载每次口服朱砂量最高可达500mg,由于朱砂有毒,所以不宜大量久服。为防中毒,还应挑选作用类似的中药替代朱砂,同时在服药期间监测血药浓度。应注意以下几点:①不宜大量久服,以防蓄积中毒。②因Hgs遇热易分解,故服药时忌用热水,煎剂中的朱砂勿煎,单独用温水冲服。③服药期间避免同服有甲基结构的药物,如茶碱、心得安等。④避免高脂饮食,以免增加汞的溶解量,因酒精会损坏脑细胞,故避免饮酒,以免毒副作用相加。⑤新婚夫妇、孕妇忌服,因汞是惟一被证实引起人类胎儿畸形的重金属。⑥服药期间忌服巴氏合剂、三溴合剂、碘化钾合剂,因此类制剂含Br。服用朱砂及朱砂制剂期间要遵医嘱,更要注意使用的剂量因人而异,同时还应注意服药的间隔时间,这样才能达到用药的安全,从而做到合理用药,安全有效。

参考资料

"Refraction". The Physics Hypertextbook.2023-05-27

辰砂.广东省地质科普教育馆 (广东省地质科技与教育中心).2023-07-06

HgS.PubChem.2023-05-27

免责声明
隐私政策
用户协议
目录 22
0{{catalogNumber[index]}}. {{item.title}}
{{item.title}}
友情链接: