Interaktivni ogled Topilnice Hg

Interaktivni ogled Topilnice Hg
00 Živo srebro je spreminjalo svet 00 Živo srebro je spreminjalo svet_video 01 Živo srebro v periodnem sistemu 01 Živo srebro v periodnem sistemu_video 02 Tekoča kovina 02 Zamrznjeno živo srebro_video 03 Gostota 03 Železo plava na živem srebru_video 04 Enakomerna toplotna razteznost 04 Živo srebro v termometru_video 05 Površinska napetost 05 Površinska napetost v naravi_video 06 Elektirčna prevodnost 06 Električna prevodnost_video 07 Sijaj 07 Sijaj_video 08 Živosrebrovi amalgami 08 Amalgam zlata_video 09 Živosrebrove spojine 09 Izdelava cinabritne barve_video 10 Živo srebro v okolju 10 Rudniki zlata_video 11 12 Cinabaritna ruda 13 Od rude do kapljic živega srebra 13 Postopek žganja cinabaritne rude_video 14 Dela v žgalnici 15 Čermak-Špirekove peči 15 Čermak-Špirekova peč_video 16 Razvoj žgalnih peči 16 Razvoj žgalnih peči_video 17 Pakiranje živega srebra 18 Trgovske poti živega srebra 18 Trgovske poti živega srebra_video 19 Klasirnica 20 Rotacijske peči 20 Rotacijska peč_video Vhod

00 Živo srebro je spreminjalo svet

Živo srebro je redka in edinstvena kovina, poznali so jo že Egipčani pred 3500 leti, vzbujala je zanimanje učenjakov, filozofov in naravoslovcev že od pradavnine. Alkimisti so z njim eksperimentirali več kot tisoč let in pri tem odkrivali nove snovi in nove zakonitosti.

Je tudi edina pri normalni temperaturi in tlaku tekoča kovina. V širokem temperaturnem pasu se enakomerno razteza in krči, zato je uporabno za polnjenje termometrov. Dobro prevaja električni tok, z večino kovin že pri sobni temperaturi tvori zlitine, imenovane amalgami, zaradi visoke površinske napetosti se pri razlitju razprši v drobne kapljice, ki bežijo v vse smeri. Že pri sobni temperaturi izhlapeva v zrak strupene, zdravju škodljive hlape. Pri temperaturi pod -39 C° postane trdno.

 

 

00 Živo srebro je spreminjalo svet_video

01 Živo srebro v periodnem sistemu

DIMITRIJ IVANOVIČ MENDELEJEV
(1834–1907)

Ruski kemik je leta 1870 sestavil periodni sistem kemijskih elementov.

V periodnem sistemu je živo srebro razporejeno v II. (stransko) skupino elementov, skupaj s kadmijem in cinkom. Je težka, srebrno bela, edina pri normalni temperaturi in tlaku tekoča kovina. To se lahko pojasni z elektronsko strukturo atoma. Živo srebro ima z elektroni zapolnjene vse razpoložljive podorbitale. Taka struktura se močno upira odcepitvi elektrona in daje živemu srebru lastnosti, podobne lastnostim žlahtnih plinov. Vezi med atomi so šibke in kovina se zlahka tali. S pomočjo živega srebra so znanstveniki odkrili 22 kemijskih elementov.

01 Živo srebro v periodnem sistemu_video

02 Tekoča kovina

Živo srebro je kovina, ki je v bivalnih razmerah, to je pri tlaku na površju Zemlje in 20 °C, tekoča. Tališče ima pri – 39 °C, vrelišče pa pri +356 °C. Hlapi že pri sobni temperaturi. Ob dovolj nizki temperaturi postane trdno, kar lahko opazujejo v zimskih mesecih v Sibiriji, ko pade zunanja temperatura pod – 40 °C.

02 Zamrznjeno živo srebro_video

03 Gostota

Živo srebro ima zelo visoko gostoto. Je 2-krat težje od železa in 13,6-krat težje od vode.
Prav z
aradi tekočega agregatnega stanja in visoke gostote je bilo živo srebro več stoletij nepogrešljivo v instrumentih npr. za merjenje zračnega tlaka.
Živo srebro so uporabljali tudi kot pogonsko gorivo. V 60. in 70. letih 20. stoletja so z njegovo pomočjo raziskovali vesolje. Zaradi velike sposobnosti shranjevanja toplote so živo srebro uporabljali kot hladilno tekočino v prvih jedrskih reaktorjih. Hlapljivost in toplotna prevodnost pa sta bili pomembni pri proizvodnji električne energije v živosrebrovih plinskih turbinah, kjer je pregreta para živega srebra poganjala turbino.

03 Železo plava na živem srebru_video

04 Enakomerna toplotna razteznost

Živo srebro je bilo zaradi enakomerne toplotne razteznosti primerno za izdelavo termometrov in termostatov. Prvi termometer ali termoskop je iznašel Galileo Galilei konec 16. stoletja. Njegov sodobnik in prijatelj, utemeljitelj moderne medicine Santorio Santori, zdravnik slovenskega rodu, je Galilejevo napravo prilagodil in s tem iznašel termometer za merjenje telesne temperature. V začetku 18. stoletja je nemški fizik Gabriel Daniel Fahrenheit izumil alkoholni termometer in nato še termometer z živim srebrom. Švedski astronom Anders Celsius pa je uvedel temperaturno skalo s 100 stopinjami med lediščem in vreliščem vode.

04 Živo srebro v termometru_video

05 Površinska napetost

Površinska napetost je težnja tekočine, da bi zavzela najmanjšo možno površino v obliki kroglice. Ker ima živo srebro visoko površinsko napetost, se pri razlitju porazdeli v nešteto majhnih kapljic. Manjše kapljice živega srebra so pravilne okrogle oblike, večje pa so zaradi sile težnosti sploščene.

Tekoče agregatno stanje in visoko površinsko napetost živega srebra so izkoristili pri izdelavi prvih seizmoskopov.

05 Površinska napetost v naravi_video

06 Elektirčna prevodnost

Živo srebro je kovina in zato prevaja električni tok. Zaradi tega so ga uporabljali v živosrebrnih stikalih, za izdelavo termostatov, v elektronkah, za izdelavo žarnic in drugod. 

Posebno vlogo je živo srebro odigralo na področju superprevodnosti. Nizozemski fizik Kamerlingh Onnes  je leta 1913 ugotovil, da je živo srebro pri temperaturi –267 °C brez upornosti in je za to odkritje dobil Nobelovo nagrado za fiziko. Poleg živega srebra poznamo še druge superprevodnike, med njimi kositer, aluminij, razne zlitine in posebne keramike.

06 Električna prevodnost_video

07 Sijaj

Živo srebro je kovina z močnim odbojem svetlobe, ki ustvarja značilen kovinski sijaj. Zaradi visoke odbojnosti svetlobe in tekočega agregatnega stanja je bilo živo srebro primerno za izdelavo posebnih teleskopov. V veliko posodo so nalili živo srebro in ko se je ta zavrtela okrog svoje osi, se je živo srebro porazdelilo po njeni površini in ustvarilo tanek film, ki je deloval kot zrcalo. Največji živosrebrni teleskop za opazovanje vesolja je deloval v Kanadi.

07 Sijaj_video

08 Živosrebrovi amalgami

Živo srebro z večino kovin tvori zlitine, ki jih imenujemo amalgami. Tvori ga tudi z zlatom in srebrom. V sredini 16. stoletja so za pridobivanje zlata in srebra iz rud uvedli postopek amalgamacije. Obdelava rud z živim srebrom je omogočila pridobivanje velikih količin srebra in zlata na preprost in poceni način. V naslednjih stoletjih so na evropski trg pričele prihajati velike količine srebra, iz katerega so kovali denar. To je spodbudilo trgovsko menjavo in industrijsko revolucijo ter s tem razcvet gospodarstva, kulture in znanosti. Za pridobivanje zlata in srebra z amalgamacijo so v svetu porabili dobro tretjino vsega proizvedenega živega srebra.

Poznamo različne postopke amalgamacije z zlatom, srebrom, kositrom, svincem, aluminijem in natrijem.

08 Amalgam zlata_video

09 Živosrebrove spojine

Živosrebrove spojine so spreminjale podobo sveta ter tako soustvarjale tehnološki napredek, vendar zaradi svoje strupenosti, trajnosti, eksplozivnosti in drugih lastnosti tudi opominjale na nevarnosti pri njihovi nekontrolirani uporabi. Še danes so kljub tvegani uporabi marsikje nezamenljive. Ena izmed takih spojin je bil tudi cinober. To je sijajen rdeč prah in je že od pradavnine zelo cenjeno barvilo.

Živo srebro je bilo povezano tudi z izdelavo klobučevine,  v vojni industriji, v kmetijstvu, pri izdelavi plastičnih mas, shranjevanju električne energije v baterijah, v medicinske namene ter na hitro razvijajočih se tehnoloških področjih, od elektrotehnike do kemije.

09 Izdelava cinabritne barve_video

10 Živo srebro v okolju

Živo srebro v naravi stalno kroži. Z vulkanskimi izbruhi, izpusti industrije in drugimi človekovimi dejavnostmi pride v ozračje, od koder se s padavinami vrne na trdna tla, kjer se kopiči ali potuje s površinskimi vodami vse do oceanov.  Kopiči se v organizmih in preko njih vstopa v prehranjevalno verigo. Tako koncentracija živega srebra, na primer v ribah, narašča z njihovo starostjo in z višjim položajem v prehranjevalni verigi.

Zaradi strupenosti in široke potrošnje je živo srebro postalo nevarno za okolje in zdravje ljudi. Spoznanja o preveliki obremenitvi okolja z živim srebrom in o škodljivih posledicah so privedla do opuščanja njegove uporabe, vendar je danes njegova cena ponovno visoka, živo srebro pa še vedno iskano.

10 Rudniki zlata_video

11

12 Cinabaritna ruda

Idrijsko rudišče je drugo največje nahajališče živega srebra na svetu. Živo srebro je izjemno čisto in se pogosto pojavlja v obliki kapljic kot samorodno živo srebro.

Rudišče je nastalo pred 238 milijoni let, v času velikih tektonskih premikov. Ob globokih prelomih so iz zemeljskega plašča pritekale vroče raztopine, bogate z živim srebrom. Iz katerih je med ohlajanjem kristaliziral  mineral cinabarit (HgS) ter nadomeščal, različne kamnine (epigenetsko orudenje). Del z živim srebrom bogatih hidrotermalnih raztopin pa se je izlival v takratna močvirja, kjer so nastale sedimentne rude (singenetsko orudenje).

13 Od rude do kapljic živega srebra

Ruda je kamnina, ki vsebuje ekonomske količine koristnega minerala. V idrijskem rudišču je glavni rudni mineral cinabarit, iz katerega so z žganjem pridobivali živo srebro.

Izkopano cinabaritno rudo je bilo potrebno pred žganjem zdrobiti na tako velikost zrn, da je bila primerna za določeno vrsto peči oziroma žganja. V klasirnici so jo razvrstili tudi po deležu živega srebra na siromašno, bogato in jeklenko. Vsako od teh vrst rude so žgali ločeno, da so iz nje lahko pridobili čim več živega srebra.

Pri načrtovanju proizvodnje je bilo tudi zelo pomembno poznavanje deleža živega srebra v rudi. Najbolj preprost in hiter postopek je bila Eschkova analiza ali analiza z zlatimi pokrovčki, ki jo je uvedel češki inženir Eschka.

Pripravljeno rudo so žgali najprej v kopah, kasneje v lončenih posodah in nato v različnih pečeh na temperaturi nad 600 °C. Živo srebro je pri visokih temperaturah hlapelo iz rude in se v hladilnih ceveh utekočinilo.

13 Postopek žganja cinabaritne rude_video

14 Dela v žgalnici

Dela v žgalnici so obsegala nakladanje rude, kurjenje v pečeh, odvoz žgalniških ostankov, čiščenje kondenzatorjev in dimnih komor ter pakiranje živega srebra. Vsa dela so bila zelo nevarna in strupena. Živosrebrni hlapi so povzročali pri delavcih pogoste in hude zastrupitve, ki so se kazale kot tresavica, gnitje dlesni in odpadanje zob. Že Scopoli, prvi idrijski zdravnik opisuje obolele rudarje, ki so se tako tresli, da niti kozarca z vodo niso mogli prinesti k ustom in tudi niso mogli brez pomoči jesti. Da bi izboljšali razmere so delavce pogosto menjavali na druga delovna mesta, uvedli so kopanje po končanem delu, žvečenje slanine, uporabo delovnih oblek in zaščitnih mask.

15 Čermak-Špirekove peči

Čermak-Špirekove peči (1886−1974)

Najintenzivnejše obdobje inovacij v žgalnici je bilo v zadnji tretjini 19. stoletja, v času direktorja Marka Vincenca Lipolda. Češka rudarska strokovnjaka Josip Čermak in Vincenc Špirek sta postavila izjemno domiselno presipno peč. Ruda je v peči drsela v tankem sloju med strehasto oblikovanimi zidaki.  Prva peč je pričela delovati leta 1886. Čermak – Špirekove peči so nato postavili v vseh večjih rudnikih živega srebra na svetu. Prav v času obratovanja teh peči, natančneje  leta 1913 Idrijski rudnik pridobi 820 ton živega srebra, kar je absolutni rekord vseh časov. Leta 1974 pa preneha obratovati zadnja Čermak - Špirekova peč.

 

15 Čermak-Špirekova peč_video

1886−1974 Čermak-Špirekove peči

Najintenzivnejše obdobje inovacij v žgalnici je bilo v zadnji tretjini 19. stoletja, v času direktorja Marka Vincenca Lipolda. Češka rudarska strokovnjaka Josip Čermak in Vincenc Špirek sta postavila izjemno domiselno presipno peč. Ruda je v peči drsela v tankem sloju med strehasto oblikovanimi zidaki.  Prva peč je pričela delovati leta 1886. Čermak – Špirekove peči so nato postavili v vseh večjih rudnikih živega srebra na svetu. Prav v času obratovanja teh peči, natančneje  leta 1913 Idrijski rudnik pridobi 820 ton živega srebra, kar je absolutni rekord vseh časov. Leta 1974 pa preneha obratovati zadnja Čermak - Špirekova peč.

 

 

16 Razvoj žgalnih peči

Skozi vso zgodovino žganja rude so si upravniki rudnika in zaposleni prizadevali izboljšati postopek žganja rude ter zmanjšati uhajanje strupenih živosrebrnih hlapov.

Cinabaritno rudo so najprej žgali v kopah. Ker je bila metoda neučinkovita so kaj kmalu pričeli z uporabo retortnih ognjišč, ki so bila razsejana po okoliških gozdovih. Zaradi bogatih rud in z lesom obogatenega zaledja so to metodo porabljali več kot 150 let. Vse bolj izsekani gozdovi v bližini Idrije in slabi izkoristki pri prejšnjih postopkih žgalništva so sredi 17. stoletja opustili žganje na prostem in postavili prvo, stalno žgalnico z retortnimi pečmi. Velik preskok v tehniki pridobivanja živega srebra pa so v Idriji prinesle španske aludelne peči. V eni peči se je lahko naenkrat žgalo 11 ton rude, celoten postopek žganja pa je trajal en teden. Zaradi vse večjih potreb po živem srebru je idrijski rudnik uvedel Leithnerjeve peči, ki so poimenovane po konstruktorju Josipu Leithenrju.

Leta 1842 so uvedli kontinuirano žganje rude v vodoravnih plamenskih, nato še v jaškastih pečeh ter vse skupaj preselili na desni breg Idrijce, kjer je ostala žgalnica vse do konca obratovanja. V tem času pa so zgradili tudi skupen dimnik, ki se je dvigal 158 m nad topilnico.

Najintenzivnejše obdobje inovacij je bilo v zadnji tretjini 19. stoletja, v času direktorja Marka Vincenca Lipolda. Češka rudarska strokovnjaka Josip Čermak in Vincenc Špirek sta v tem času skonstruirala izjemno domiselno presipno peč za žganje živosrebrove rude, ki jo danes imenujemo Čermak-Špirekova peč. Kot zadnje pa so se v šestdesetih letih prejšnjega stoletja pridružile rotacijske peči. Ena izmed njih je še vedno na voljo za ogled tik ob Topilnici Hg.

16 Razvoj žgalnih peči_video

17 Pakiranje živega srebra

Živo srebro so iz Idrije prodajali po vsem svetu, zato je bilo treba poskrbeti, da je bilo zelo skrbno pakirano. V prvih stoletjih po odprtju rudnika so ga polnili v ovčje kože in te vstavljali v lesene sodčke, kasneje pa v železne posode imenovane jeklenke. V vsako jeklenko so natočili 34,48 kg živega srebra, skrbno stehtali in zaprli z vijačnim zamaškom. V pol tisočletnem obdobju so v Idriji napolnili kar 3.132.000 jeklenk.

 

18 Trgovske poti živega srebra

Skozi petstoletno zgodovino delovanja idrijskega rudnika je trgovina z idrijskim živim srebrom potekala po kopnem, rekah in morju. Trgovanje je bilo skozi vso zgodovino zelo tvegano. Nakup in prodajo živega srebra so od vsega začetka vodili veletrgovci, družbe in evropske bankirske hiše v obliki večletnih zakupov. Konec 16. stoletja je trgovina z živim srebrom prinašala tudi do 250 % dobička. Za trgovanje so bile do sredine 17. stoletja najpomembnejše Benetke, kasneje se je trgovina preusmerila preko Nemčije do Amsterdama. V začetku 18. stoletja pa so se Habsburžani preusmerili iz Benetk na Trst, ki je postal leta 1736 glavno izvozno pristanišče habsburške monarhije.

Živo srebro so v prvem obdobju trgovanja polnili v ovčje kože in nato vstavljali v lesene sodčke, kasneje pa v železne posode – jeklenke. V vsako jeklenko so natočili 34,48 kg živega srebra, skrbno stehtali in zaprli.

18 Trgovske poti živega srebra_video

19 Klasirnica

Klasirnica je bila zgrajena leta 1956 za potrebe priprave in shranjevanja rude pred postopkom žganja. Na vrhu klasirnice stoji končna postaja žičnice, kamor je po 1,1 km dolgi poti vsako minuto prispel z rudo napolnjen voziček. Tamkajšnji delavci so prispele vagone ročno porivali po klasirnici in vsebino vozička stresali v bunker, od tam pa je ruda drsela prek ustja naprej na drobilec, ki je rudo zdrobil na manjšo, primernejšo granulacijo. Na dnu klasirnice so postavljeni izsipni kanali in transportni trak, prek katerega je ruda potovala naprej na žganje.

20 Rotacijske peči

Rotacijske peči (1961−1995)

Po drugi svetovni vojni je postala tehnologija žganja rude zastarela, obenem pa se je nižala vsebnost živega srebra v rudi. Zato so v šestdesetih letih 20. stoletja postavili tri največje rotacijske peči za žganje cinabaritne rude na svetu.

V rotacijski peči se je ruda žgala v 36,6 m dolgi železni cevi. Cev je bila nagnjena in se je med obratovanjem vrtela, ruda je tako počasi drsela k vedno bolj vročemu delu. Nova rotacijska peč je zmogla na dan prežgati 250 ton rude. Velika pridobitev  v času delovanja rotacijskih peči je bila uvedba kamionskega transporta prežgane rude izpod peči leta 1973. Namesto prejšnjih 39 delavcev, ki so odvažali vročo prežgano rudo z električno lokomotivo, je to delo zdaj opravljalo 5 voznikov kamionov. Skupno število delavcev v topilnici se je tako zmanjšalo od prejšnjih 120 na 56.

 

20 Rotacijska peč_video

Vhod

Vabljeni v TOPILNICO Hg, kjer boste z interaktivnimi vsebinami spoznali ZGODOVINO IDRIJSKEGA ŽGALNIŠTVA in IZJEMEN POMEN ŽIVEGA SREBRA, ki je zaznamoval razvoj Idrije in soustvarjal svetovni razcvet človeške civilizacije.

S pomočjo EKSPERIMENTOV, ANIMACIJ, VIDEOFILMOV IN NAPRAV, KI DELUJEJO NA OSNOVI Hg, boste spoznali in doživeli pomen te EDINSTVENE TEKOČE KOVINE, ki je spreminjala svet, ter njeno vsestransko uporabnost v znanosti, tehniki, industriji, medicini, kulturi in vsakdanjem življenju od prazgodovinskih časov pa vse do danes.