朱砂

朱砂或辰砂(Cinnabar),指的是常见的鲜红色到砖红色的硫化汞(II)形式,配方HgS,这是炼制元素汞最常见的来源矿石,也是辉煌的红色或朱红色颜料的历史来源,被称为朱砂和相关的红汞颜料。

朱砂通常作为与最近的火山活动和碱性温泉相关的静脉填充矿物而发生。 矿物在对称性和展示双折射方面类似于石英; 朱砂的平均折射率为〜3.2,硬度为2〜2.5,比重为〜8.1。 颜色和性质来自属于六方晶体系统的菱形晶格的结构,有时表现出孪晶的晶体。

朱砂已被用于近东古代的颜色,包括作为胭脂型化妆品,自奥尔梅克文化以来的新世界,以及早在仰韶文化时用于着色stone器的中国。

现代有关朱砂使用和处理的预防措施来自汞组分的毒性,早在古罗马就已经认识到这一点。

属性和结构
属性
朱砂通常以块状,颗粒状或土状形式存在,鲜红色至砖红色,但偶尔会出现在非金属金刚光泽的晶体中。 它在对称上类似于石英。 它表现出双折射,并且它具有任何矿物的最高折射率。 其平均折射率为3.08(钠光波长),而钻石和非矿物镓(III)砷化物(GaAs)的折射率分别为2.42和3.93。 朱砂的硬度莫氏硬度为2.0-2.5,比重8.1。

结构体
在结构上,朱砂属于三角晶系。 它发生为厚的扁平状或细长的棱柱状结晶或颗粒状至块状结垢。 晶体孪生发生为简单的接触双胞胎。

请注意,汞(II)硫化物HgS采用所述的朱砂结构,并且还有一个额外的结构,即它是不定形的。 朱砂是更稳定的形式,并且是类似于HgO的结构:每个Hg中心具有两个短的Hg-S键(每个2.36)和四个更长的Hg••S接触点(具有3.10,3.10,3.30,和3.30埃分离)。 另外,HgS存在于具有闪锌矿结构的黑色非朱砂多晶型物(metacinnabar)中。

物理化学特性
识别标准
矿物痕迹的颜色也可用于颜料的粗略识别。 它涉及通过在硬质瓷片上摩擦来追踪矿物并观察它的颜色。 许多矿物质具有无色的痕迹,有些具有特征性的色彩痕迹。 这里是一个例子:粉红色到红褐色的痕迹可能表明朱砂,赤铜矿或赤铁矿的存在。

少量的汞可以通过光谱测定或通过Hg 2 Cl 2和HgS的沉淀来检测。 据认为,如果汞化合物在带苏打水的管中加热,就会形成水银灰色镜面,冷凝在冷壁上。
光谱测定方法可以鉴定朱砂。 提及拉曼光谱学是一种非常有用的方法,这种光学方法可分析非接触式(半)宝石,颜料,玻璃和陶瓷。 这种方法不需要采样。 由于内置激光源,最新一代光谱仪可以运送到博物馆的中心。 物体的识别可以原位完成。 此外,这种分子识别可以明确区分相同元素组成的附近化合物。

为了识别晶体结构,PIXE(粒子诱导X射线发射)核探针区分六方和立方形式。

化学性质
汞的多态性
HgS具有多态性:

α-HgS,朱砂/朱砂
α’-HgS,无定形硫化汞
β-HgS,metacinabrium(黑色)
γ-HgS,hypercabius
黑色硫化物和汞的红色硫化物的化学性质基本相同,然而,黑色硫化物反应比红色更多。 朱砂,朱砂或metacinabri通常被认为几乎不溶于水,有机溶剂和稀释矿物酸。

色彩变化
在太阳辐射的影响下,猩红朱砂颜色(α-HgS)变黑变为灰黑色,这是自古以来壁画的保存中仍然存在的一个重要问题,并且仍然表现为破损。 争论的头部发生器。 维特鲁威解释说:“当在涂有石膏的公寓里工作时,朱砂保持其颜色而不会改变;但是在暴露在空气中的地方,如围墙,露天处和其他类似的地方,太阳光线和月亮的亮度可以穿透,它被改变了,它失去了它的颜色的活力,一旦它被它击中,它就会变暗;后者提到了在壁画上涂了石蜡以防月亮和太阳的光线会消除其颜色;但一些相关因素会加速这种色彩变化,例如与高度污染的大气相关的高湿度,只有表面被降解,如果被刮掉,我们会再次看到红色。以红朱砂也可以让其识别。

目前,庞贝城神秘别墅的壁画变黑是完美的例证。 不建议激光清洁含朱砂的壁画,因为由此产生的色彩变化。

物理性质

朱砂结构,α-HgS(灰汞汞,黄S硫S)
以下公式给出了朱砂饱和蒸汽压的近似值:

在P * = 8.765 – 3533 / T
P *以千帕表示,温度T以开尔文表示。

硫化汞HgS是最重要的汞矿。 它用于制造汞和作为颜料。 朱砂含有大约86.2%的汞。 水星是通过焙烧朱砂获得的。 为了提取金属,粉碎的矿石在空气被送入的700℃的烘箱中下降。 发生以下反应:

HgS + O2→Hg + SO2,
在737°C以上,朱砂分解

HgS→Hg + S。
汞是通过火法冶炼而获得的:在大气压下,朱砂在583℃(856K)升华并分解成液态汞和硫蒸气。

有三种晶体形式:

红色三角形朱砂空间群P3121或P3221(No154),Strukturbericht记号中的结构B9,在低于350℃的温度下更稳定(Barnett等,2001:1499);
黑色的立方米根,空间群F43m;
Hypercabiner(γ-HgS),由Potter和Barnes在1978年发现。它的名字与其稳定区延伸到比朱砂和间苯三酚更高的温度有关。

治疗用途
自最早的药物古物(Pliny the Elder,Histoire naturelle,XXXIII,p.41,此外,它还劝阻并将这种物质视为毒药),朱砂已被人们所了解和使用。

它也被用于治疗梅毒的药物中,或者在19世纪20年代通过熏蒸对孕妇进行处方(General Archives of Medicine,De Vaugirard,1914,436)。 以软膏的形式用于治疗皮肤疾病(Louis Mialhe,制剂艺术论文集,Ed Fortin,Masson,1845,150)。

朱砂还可以用于外部治疗癌症的药物组合物中,例如由外科医生Jean Baseilhac发明的糊剂,被称为“科莫兄弟的粉剂”,由白色的砷,鞋底烧焦的灰,龙血,朱砂和水(Hermann Lebert,癌症疾病和可治愈的癌症的实用论述,Baillière,1851,645)。 外科医生Joseph Souberbielle(Jean Baseilhac的侄子)也在治疗面部溃疡方面倡导使用这种砷膏。

含有朱砂的中成药包括:金,二十五味松石丸,二十五味珊瑚丸,十香返生丸,七珍丸,七厘散,万氏牛黄清心丸,小儿百寿丸,小儿至宝丸,小儿金丹片,小儿惊风散,小儿清热片,天王补心丸,牙痛一粒丸,牛黄千金散,牛黄抱龙丸,牛黄清心丸,牛黄镇惊丸,安宫牛黄丸,安宫牛黄散,红灵散,苏合香丸,医痫丸,补肾益脑片,局方至宝散,纯阳正气丸,抱龙丸,柏子养心丸,胃肠安丸,香苏正胃丸,保赤散,益元散,梅花点舌丸,琥珀抱龙丸,紫金锭,紫雪,暑症片,舒肝丸,痧药,避瘟散,人参再造丸,平肝舒络丸,再造丸,复方芦荟胶囊,赛霉安散/软膏。

毒性:
现代有关朱砂使用和处理的预防措施来自汞组分的毒性,早在古罗马就已经认识到这一点。 由于其含汞量,朱砂可能对人体有毒。 尽管古代南美洲的人们经常使用朱砂作为艺术品,或者将它加工成精制的汞(作为一种手段,将银和金加在物体上)“汞的毒性是众所周知的,对那些开采和加工朱砂的人来说是危险的它引起震动,失去理智和死亡,数据表明汞从朱砂中被反击,工人们被暴露在有毒的汞气中。“ 过度暴露于水银汞是一种职业病,古罗马人认为:“在西班牙马德里西南225公里(140英里)的西班牙朱砂矿中开采矿石被视为类似死刑,因为缩短了矿工,奴隶或罪犯的预期寿命。“

中国道士将其用作不朽药物,因此产生了水银中毒。 最着名的是公元前210年的第一位皇帝秦始皇。 BC 8。

由于朱砂是粉末状或粉末状,强烈建议采取严格的保护措施。

发生:
朱砂通常作为与最近的火山活动和碱性温泉相关的静脉填充矿物而发生。 朱砂是由远离热源的超热水上升水溶液(近表面和不太热的那些)沉积的。 它与天然汞,辉锑矿,雄黄,黄铁矿,白铁矿,蛋白石,石英,玉髓,白云石,方解石和重晶石有关。

朱砂主要存在于所有产生汞的矿物开采场所,特别是Almadén(西班牙); 普林塞萨港(菲律宾); 新阿尔马登(加州); 黑斯廷斯矿山和圣约翰矿山,加利福尼亚州瓦列霍; [需要页面] [需要更好的来源]伊德里亚(斯洛维尼亚); 新伊德里亚(加利福尼亚州); 埃及吉萨; 在普法尔茨州的Obermoschel附近的Moschellandsberg(de) La Ripa,Apuan阿尔卑斯山脚下和Amiata山(都在托斯卡纳); 阿瓦拉山(塞尔维亚); Huancavelica(秘鲁); Murfreesboro,阿肯色州; Terlingua,Texas(美国); 中国的贵州省已经有了细晶体。 它还在中部Kuskokwim河上的阿拉斯加红魔鬼附近开采。 红魔以红魔朱砂矿命名,这是汞的主要来源。 在多米尼加沿西海岸岛南端的硫磺泉附近发现。

朱砂仍然存在,例如,现在从加利福尼亚州Sulphur Bank Mine的热水和内华达斯廷博特斯普林斯的水中沉积。

汞的开采和提取:
作为自然界中最常见的汞来源,朱砂已被开采了数千年,甚至可以追溯到新石器时代。 在罗马帝国期间,它被开采为色素和汞含量。:XLI

为了生产液态汞(水银),粉碎的朱砂矿石在旋转炉中烘烤。 纯汞在此过程中与硫分离并易于蒸发。 冷凝塔用于收集液态金属,这种金属最常用铁瓶装运。

装饰用途
朱砂已被用于近东古代的颜色,包括作为胭脂型化妆品,自奥尔梅克文化以来的新世界,以及中国自宋代开始用于漆器着色。

自从奥尔梅克文化以来,辰砂被用作新世界的一种颜色,在玛雅文明高峰时期被用于皇室墓室,最典型的是在帕伦克红帝王墓(公元600-700年)她的石棺中的贵族女性遗体和属于她的物体完全被朱砂制成的鲜红色粉末所覆盖。

朱砂最受欢迎的用途是用中国雕刻的漆器,这种技术显然起源于宋代。 古代漆器中的粉末颜料夹带在漆中可能会减少汞中毒的危险,但如果这些碎片被意外破坏,仍然可能造成环境危害。 在现代珠宝行业,有毒颜料被一种树脂基聚合物所取代,这种聚合物近似于着色漆的外观。

历史
在新石器时代,朱砂被用作制作陶瓷,壁画壁画和宗教仪式的颜料。 最古老的考古证据13可以在土耳其(Çatalhöyük,-7000,-8000),西班牙(Casa Montero矿和La Pijota和Montelirio的墓葬,-5300)和中国(仰韶文化-4000,-3500和开始二里头文化中的青铜器时代)

中国人在3600年前使用朱砂作为陶器或墨水的色素。 他们本来是第一个在我们这个时代开始做朱砂的人。 在托勒密的埃及(第四世纪),出现了火化的做法。 在一些烧伤的骨头碎片上,有一种红色,染料是朱砂故意沉积的。

大约在公元前300年,哲学家和希腊学者蒂奥弗拉斯托斯在书中唤起了西班牙阿尔马登的朱砂矿,它们位于科尔恰斯和以弗所附近,朱砂是从沙质矿物中提取的。

意大利阿米亚塔山的矿山自古以来也是知名的。

在第一世纪,Dioscorides专门撰写了他的药典,“本草”(V,94),来自利比亚的朱砂,用于药理学和绘画,以及记录的V,95汞(“hydrargyros”’ρδραργυρος)他指出提取过程:

“……我们把一碗粘土和一个含有朱砂的铁壳放在一起,我们增加了一个”ambix”[削减],我们用粘土玩,然后用煤加热它,蒸汽粘附在’ambix’ ,一旦被刮掉,就变成水银了(Mertens,17)。
这种用于制造升华装置的描述是剧照的祖先。 用阿拉伯语对希腊词汇ambix的借用将给予al-‘anbīq(与代词),在经过中世纪拉丁文后,它将以法语“静止”。

朱砂被用于古代作为通常为精英保留的色素。 因此,罗马使其成为国家垄断地位,法律修正了售价。 普林尼在他的Histoire Naturelle的书籍XXXIII和XXXV中以minium的名字提及它。 公元前一世纪的维特鲁威(De Architectura,VII)描述了朱砂在绘画中的应用。 出生在埃及的Panopolis的Zosimus,学者和希腊炼金术士,在我们这个时代的第三世纪曾提到朱砂是由汞和硫组成的。 721年出生在伊朗的炼金术士吉伯或贾比尔伊本海燕解释说,汞和硫可以与朱砂中的热量结合在一起。

在中世纪,在东方,最重要的文献是用朱砂墨水(在拜占庭,仅有皇帝可以使用它)在西方(有些来源引起十三世纪,其他人在此引用)朱砂和血液墨水。 当时的艺术家们小心翼翼地将这种物质与其他具有清漆的颜料隔离开来,并通过摆在釉面上(茜草)保护它免受太阳照射。 中世纪的食谱唤起cer addition的加入,因为这种蜡具有杀菌特性。 十二世纪的修道士西奥菲卢斯解释说,等量的硫磺和汞的混合物被安排在一个玻璃容器中,玻璃容器被粘土加热,直到形成颜料。 大约1390年的Cennino Cennini在他的艺术书中也提到了这种颜料。

在今天的斯洛文尼亚,Idrija的脉脉是在1490年发现的。秘鲁的Huancavelica是在1564年发现的。在十六世纪初,伊德里亚矿在威尼斯共和国的控制下发展起来,遍布中欧,东地中海和佛兰德斯。 由于与哈布斯堡王朝统治的房屋达成了协议,来自德国南部的强大的富格尔商业王朝正在欧洲有色金属矿山中占据主导地位。 Almadén是该实体的一部分,大约在1550年开始提取汞。其原因是从南美洲和中美洲的矿藏中提取贵金属,这是西班牙殖民扩张的主要动机之一。 1507年在威尼斯进行了初期银矿开采融合试验。安第斯山脉的开采利用了在Huancavelica发现的汞矿藏,而新西班牙不得不从汞矿进口大量的汞18。 水星遗产。 Almadén和Idrija报道了这两个地址对人类历史的重要贡献。

1527年,Paracelsus将汞及其氧化物作为药物用于治疗梅毒。

1797年,Constantin Kirchhoff发现了一种用湿法生产朱砂(硫化汞)的工艺。