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铅百科你知多少
时间:2019-03-06 17:02:58   阅读量:

铅是灰白色金属,密度11.34,熔点327.5℃,沸点1740℃,质地柔软,抗张强度小。铅在空气中受到氧、水和二氧化碳作用,其表面会很快氧化生成保护薄膜;在加热下,铅能很快与氧、硫、卤素化合;铅与冷盐酸、冷硫酸几乎不起作用,能与热或浓盐酸、硫酸反应;铅与稀硝酸反应,但与浓硝酸不反应;铅能缓慢溶于强碱性溶液。铅及其化合物对人体有较大毒性,并可在人体内积累。


铅是人类最早使用的金属之一,公元前3000年,人类就从矿石中熔炼铅。铅锌在自然界里特别在原生矿床中共生极为密切。它们具有共同的成矿物质来源和十分相似的地球化学行为,有类似的外层电子结构,都具有强烈的亲硫性,并形成相同的易溶络合物。它们被铁锰质、粘土或有机质吸附的情况也很相近。铅在地壳中平均含量约为15×10-6,锌在地壳中平均含量约为80×10-6。


目前,在地壳中已发现的铅锌矿物约有250多种,大约1/3是硫化物和硫酸盐类,但可供目前工业利用的仅有17种。其中,铅工业矿物有方铅矿、硫锑铅矿、脆硫锑铅矿、车轮矿、白铅矿、铅矾、铬铅矿、磷氯铅矿、砷铅矿、钒铅矿、钼铅矿;锌工业矿物有闪锌矿、纤维锌矿、菱锌矿、异极矿、硅锌矿、水锌矿。方铅矿、闪锌矿等是冶炼铅锌的主要工业矿物原料。


硫化铅精矿炼铅主要包括烧结焙烧、鼓风炉熔炼和精炼等过程。烧结焙烧使精矿中的PbS氧化为PbO,并烧结成块。烧结块含铅40~50%,含硫低于2%。一部分二氧化硫浓度高的焙烧烟气可用于生产硫酸。


还原熔炼是将破碎成100毫米左右的烧结块配以10%左右的焦炭装入鼓风炉,从炉的下部鼓入空气或预热空气(250~450℃)或富氧空气,使焦炭燃烧,保持风口区的温度在1300℃左右,含有CO的高温烟气在炉内向上运动,在此过程中,使炉料中的氧化铅还原成铅,氧化铁等形成炉渣。液体铅和炉渣流入炉缸,进行分离。铅液在向下流动的过程中捕集金、银、铜、铋等金属。所得含铅约98%的粗铅,送往精炼。当炉渣含锌高时,经烟化炉处理回收锌、铅。


粗铅精炼分火法精炼和电解精炼。火法精炼包括:①熔析精炼和加硫除铜。熔析是利用铜在铅中的溶解度随温度的降低而减小的特性,降温除去部分铜,加硫是使铜生成Cu2S进一步除去。经过这两段作业,铅中含铜可降至0.001~0.002%。②碱性精炼除砷、锡、锑。除铜后的铅液不断流经熔融的氢氧化钠和氯化钠,同时加入硝石 (NaNO3)作氧化剂,使砷、锡、锑分别氧化生成砷酸钠(Na3AsO4)、锡酸钠(Na2SnO3)和锑酸钠(Na3SbO4),溶于氢氧化钠和氯化钠的混合熔体中而与铅分离。③加锌除银。加锌于含银的铅液,生成浮于铅液表面的“银锌壳”。银锌壳一般比粗铅含银高20倍,是提取银的原料。铅液中残存的锌(0.6~0.7%),可用碱性精炼法或氯化精炼法除去。④加钙、镁除铋。在一定温度下铋与钙可生成Bi2Ca3和Bi3Ca,铋与镁可生成Bi2Mg3,此法可使铅中的铋降至0.01~0.02%。


电解精炼时,因粗铅中的铜、锡等杂质对电解有害,电解前先用火法初步精炼,以除去铜、锡。电解时阳极中须含有千分之几的锑,以便使阳极泥致密而不脱落,故在铸造阳极前须调整铅液中的含锑量。电解以火法初步精炼的粗铅为阳极,以电解精铅薄片为阴极,在硅氟酸铅和硅氟酸溶液中进行。


铅主要用于制造铅蓄电池,在制酸工业和冶金工业上用铅板、铅管作衬里保护设备,电气工业中铅用作电缆包皮和熔断保险丝。含锡、锑的铅合金用作印刷活字,铅锡合金用于制造易熔铅焊条,铅板和镀铅钢板用于建筑工业。铅对X射线和γ射线有良好的吸收性,广泛用作X光机和原子能装置的保护材料。由于铅毒和经济等原因,某些领域中铅已经或即将被其他材料所代替。