鉛知識

鉛是灰白色金屬，密度11.34，熔點327.5℃，沸點1740℃，質(zhì)地柔軟，抗張強度小。鉛在空氣中受到氧、水和二氧化碳作用，其表面會很快氧化生成保護薄膜；在加熱下，鉛能很快與氧、硫、鹵素化合；鉛與冷鹽酸、冷硫酸幾乎不起作用，能與熱或濃鹽酸、硫酸反應(yīng)；鉛與稀硝酸反應(yīng)，但與濃硝酸不反應(yīng)；鉛能緩慢溶于強堿性溶液。鉛及其化合物對人體有較大毒性，并可在人體內(nèi)積累。 
　　鉛是人類最早使用的金屬之一，公元前3000年，人類就從礦石中熔煉鉛。鉛鋅在自然界里特別在原生礦床中共生極為密切。它們具有共同的成礦物質(zhì)來源和十分相似的地球化學(xué)行為，有類似的外層電子結(jié)構(gòu)，都具有強烈的親硫性，并形成相同的易溶絡(luò)合物。它們被鐵錳質(zhì)、粘土或有機質(zhì)吸附的情況也很相近。鉛在地殼中平均含量約為15×10-6，鋅在地殼中平均含量約為80×10-6。 
　　目前，在地殼中已發(fā)現(xiàn)的鉛鋅礦物約有250多種，大約1/3是硫化物和硫酸鹽類，但可供目前工業(yè)利用的僅有17種。其中，鉛工業(yè)礦物有方鉛礦、硫銻鉛礦、脆硫銻鉛礦、車輪礦、白鉛礦、鉛礬、鉻鉛礦、磷氯鉛礦、砷鉛礦、釩鉛礦、鉬鉛礦；鋅工業(yè)礦物有閃鋅礦、纖維鋅礦、菱鋅礦、異極礦、硅鋅礦、水鋅礦。方鉛礦、閃鋅礦等是冶煉鉛鋅的主要工業(yè)礦物原料。 
　　硫化鉛精礦煉鉛主要包括燒結(jié)焙燒、鼓風(fēng)爐熔煉和精煉等過程。燒結(jié)焙燒使精礦中的PbS氧化為PbO，并燒結(jié)成塊。燒結(jié)塊含鉛40～50％,含硫低于2％。一部分二氧化硫濃度高的焙燒煙氣可用于生產(chǎn)硫酸。 
　　還原熔煉是將破碎成100毫米左右的燒結(jié)塊配以10%左右的焦炭裝入鼓風(fēng)爐，從爐的下部鼓入空氣或預(yù)熱空氣（250～450℃）或富氧空氣，使焦炭燃燒，保持風(fēng)口區(qū)的溫度在1300℃左右，含有CO的高溫?zé)煔庠跔t內(nèi)向上運動，在此過程中，使?fàn)t料中的氧化鉛還原成鉛，氧化鐵等形成爐渣。液體鉛和爐渣流入爐缸，進(jìn)行分離。鉛液在向下流動的過程中捕集金、銀、銅、鉍等金屬。所得含鉛約98％的粗鉛，送往精煉。當(dāng)爐渣含鋅高時，經(jīng)煙化爐處理回收鋅、鉛。 
　　粗鉛精煉分火法精煉和電解精煉�；鸱ň珶挵�括：①熔析精煉和加硫除銅。熔析是利用銅在鉛中的溶解度隨溫度的降低而減小的特性，降溫除去部分銅，加硫是使銅生成Cu2S進(jìn)一步除去。經(jīng)過這兩段作業(yè)，鉛中含銅可降至0.001～0.002％。②堿性精煉除砷、錫、銻。除銅后的鉛液不斷流經(jīng)熔融的氫氧化鈉和氯化鈉，同時加入硝石 (NaNO3)作氧化劑，使砷、錫、銻分別氧化生成砷酸鈉(Na3AsO4)、錫酸鈉(Na2SnO3)和銻酸鈉(Na3SbO4)，溶于氫氧化鈉和氯化鈉的混合熔體中而與鉛分離。③加鋅除銀。加鋅于含銀的鉛液，生成浮于鉛液表面的“銀鋅殼”。銀鋅殼一般比粗鉛含銀高20倍，是提取銀的原料。鉛液中殘存的鋅(0.6～0.7%),可用堿性精煉法或氯化精煉法除去。④加鈣、鎂除鉍。在一定溫度下鉍與鈣可生成Bi2Ca3和Bi3Ca，鉍與鎂可生成Bi2Mg3，此法可使鉛中的鉍降至0.01～0.02％。 
　　電解精煉時，因粗鉛中的銅、錫等雜質(zhì)對電解有害，電解前先用火法初步精煉，以除去銅、錫。電解時陽極中須含有千分之幾的銻，以便使陽極泥致密而不脫落，故在鑄造陽極前須調(diào)整鉛液中的含銻量。電解以火法初步精煉的粗鉛為陽極,以電解精鉛薄片為陰極,在硅氟酸鉛和硅氟酸溶液中進(jìn)行。 
　　鉛主要用于制造鉛蓄電池，在制酸工業(yè)和冶金工業(yè)上用鉛板、鉛管作襯里保護設(shè)備，電氣工業(yè)中鉛用作電纜包皮和熔斷保險絲。含錫、銻的鉛合金用作印刷活字，鉛錫合金用于制造易熔鉛焊條，鉛板和鍍鉛鋼板用于建筑工業(yè)。鉛對X射線和γ射線有良好的吸收性，廣泛用作X光機和原子能裝置的保護材料。由于鉛毒和經(jīng)濟等原因，某些領(lǐng)域中鉛已經(jīng)或即將被其他材料所代替。