元素符号Pb,灰白色金属,在元素周期表中属ⅣA族,原子序数82,原子量207.2,面心立方晶体,常见化合价为+2、+4。
铅是人类较早提炼出来的金属之一,炼铅术和炼铜术大致始于同一历史时期。埃及前王朝时期(早于公元前3000年)即有用铅制作的小的人像,美索不达米亚于乌拉克三期(Uruk Ⅲ,公元前3000年)已用铅制作小容器或锤成薄片,在乌尔(Ur)遗址曾发现残缺的铅质水管。可是,直到公元前15世纪之后,铅才较常见于巴勒斯坦一带。
我国古代“铅”写作“”。商代(公元前16~前11世纪)中期在青铜器铸造中已用铅,西周(公元前11世纪~前771年)的铅戈含铅达99.75%。在古代,铅往往被参加铜中成为合金化金属,还用来制作铅白[2PbCO3·Pb(OH)2]、铅丹(Pb3O4)。
北美于1621年开端采炼铅矿。欧洲于17世纪开端有大规模出产铅的记载。1800年欧洲产铅约两万吨,其间一半产于英国。
资源 铅的矿藏有原生硫化矿和次生氧化矿两种。硫化矿的首要矿藏为方铅矿(PbS),常和闪锌矿(ZnS)、辉银矿(Ag2S)、黄铁矿(FeS2)等共生。氧化矿首要有白铅矿(PbCO3)和硫酸铅矿(PbSO4)。方铅矿是出产铅的首要矿藏。
国际铅矿资源较丰厚的国家有美国、加拿大、苏联、澳大利亚和墨西哥等。我国铅矿资源也较多,散布于湖南、广西、广东、江西、江苏、云南、青海、甘肃、陕西等省区,闻名的矿山有水口山、凡口、桃林等。
性质和用处 铅是最软的重金属,也是比严重的金属之一,展性杰出,易与其他金属制成合金。
铅在空气中表面氧化,生成氧化铅膜。在湿润并含有二氧化碳的空气中,则生成碱式碳酸铅。这些生成物都能阻挠铅持续氧化。铅是金属,可构成铅酸盐。铅能和HCl或H2SO4作用,构成几乎不溶的PbCl2或PbSO4,然后避免铅持续被腐蚀。
铅广泛用于制作铅合金。铅合金很多用于制作蓄电池极板,铅管和铅板用作防腐材料。铅对X射线和γ射线有杰出的吸收性,广泛用作X光机和原子能设备的防护材料。汽油内参加[Pb(C2H5)4]可进步其辛烷值。用作颜料的铅化合物有铅白[2PbCO3·Pb(OH)2]、 铅丹(Pb3O4)、铅黄(PbCrO4)、密陀僧 (PbO)等。盐基性硫酸铅、磷酸铅和硬脂酸铅用作聚氯乙烯的稳定剂。
美国1979年用铅量份额为:蓄电池61%,汽油添加剂12%,颜料6%,弹药4%,建筑材料3%,电气2%,其他12%。
因为铅毒和经济等原因,某些领域中的铅,现已或即将为其他材料所替代。铅的价格有下降的趋势。1979、1980、1981年伦敦商场铅的平均报价别离为54.5、41.2、33.3美分/磅。
70年代末国际铅产值的80%以上用传统的烧结-鼓风炉流程出产,约10%用铅锌鼓风炉流程(I.S.P)出产,其他出产办法有波利顿(Boliden)电炉、改进膛式炉(BBU)和短窑等。
炼铅的质料首要是硫化铅矿,采出的矿石档次一般低于3%,须经选矿得到铅精矿再行冶炼。铅精矿一般成分为:铅40~75%,锌1~10%,硫16~20%,还常含有银、铜、铋、砷、锑等伴生或共生金属。
硫化铅精矿炼铅 首要包含烧结赔烧、鼓风炉熔炼等进程
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出产硫酸。
复原熔炼 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,使焦炭焚烧,坚持风口区的温度在1300℃左右,含有CO的高温烟气在炉内向上运动,在此进程中,使炉猜中的氧化铅复原成铅,氧化铁等构成炉渣。液体铅和炉渣流入炉缸,进行别离。铅液在向下活动进程中捕集金、银、铜、铋等金属。所得含铅约98%的粗铅,送往精粹。炉渣含锌高时,经烟化炉处理收回锌、铅。
粗铅精粹 分火法精粹和电解精粹。火法精粹的基建投资省,出产费用低,为国际许多炼铅厂选用;电解精粹除铋作用好,粗铅含铋高时,宜选用电解精粹。
火法精粹 包含:熔析精粹和加硫除铜。熔析是运用铜在铅中的溶解度随温度的下降而减小的特性,降温除掉部分铜,加硫是使铜生成Cu2S进一步除掉。经过这两段作业,铅中含铜可降至0.001~0.002%。②碱性精粹除砷、锡、锑。除铜后的铅液不断流经熔融的和氯化钠,一起参加硝石 (NaNO3)作氧化剂,使砷、锡、锑别离氧化生成钠(Na3AsO4)、锡酸钠(Na2SnO3)和锑酸钠(Na3SbO4),溶于和氯化钠的混合熔体中而与铅别离。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,是提取银的质料。铅液中残存的锌(0.6~0.7%),可用碱性精粹法或氯化精粹法除掉。真空蒸馏除锌法也已被一些工厂选用。④加钙、镁除铋。在必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%。
火法精粹作业都可在铸铁制的精粹锅内进行。氧化法除锌也可运用反射炉。
电解精粹 粗铅中的铜、锡等杂质,对电解有害,电解前先用火法开始精粹,以除掉铜、锡。电解时阳极中须含有千分之几的锑,以便使阳极泥细密而不掉落,故在铸造阳极前须调整铅液中的含锑量。电解以火法开始精粹的粗铅为阳极,以电解精铅薄片为阴极,在铅和溶液中进行。电解液一般含Pb2+ 80~120克/升、H2SiF680~100克/升。电解液温度30~45℃,电流密度160~250安/米2,同极中心距75~110毫米,槽电压0.45~0.5伏,电流效率约92~98%,每吨阴极铅的电能耗费为120~160千瓦小时。
炼铅新工艺 因为 PbS熔点低而形成的焙烧脱硫困难,要求烧结机进料含硫坚持在5~7%,为此需配入3.5~4倍于质料量的返粉,这就不只下降了设备才能,一起也约束了烟气二氧化硫浓度的进步,为二氧化硫的收回带来困难,并且返粉的制备须经烧结块冷却、多段破碎、运送、配料等进程,然后加重了铅尘和烟气对环境的污染。为此,60年代以来,许多国家先后研讨了多种直接处理铅精矿产出粗铅的新办法,以替代传统的烧结机-鼓风炉流程。基夫塞特法(KIVCET)──氧气闪速熔炼、电炉贫化炉渣,正在建造出产厂。氧化顶吹旋转转炉(TBRC)炼铅办法,已为瑞典的炼铅厂所选用。氧气底吹炼铅法(QSL)正在进行工业实验,奥托昆普(Outokumpu)闪速熔炼炼铅法──氧气闪速熔炼、电炉插以复原喷贫化炉渣,已完结中间实验工厂。此外,用氯盐浸出铅精矿的湿法炼铅的研讨也取得了一些发展。
再生铅 蓄电池用铅量在铅的消费中占很大份额,因而废旧蓄电池是再生铅的首要质料。有的国家再生铅量占总产铅量的一半以上。
再生铅首要用火法出产。例如,处理废蓄电池时,一般配以8~15%的碎焦,5~10%的铁屑和适量的石灰、苏打等熔剂,在反射炉或其他炉中熔炼成粗铅。
铅毒 铅的蒸气和粉尘简单经过呼吸道和食道进入人体,铅和氧化铅溶于血液引起中毒,常有贫血、腹痛、痉挛、眼和受损害等症状。铅出产进程中应留意环境保护,加强烟气净化除尘,发现出产人员体内含铅量高时,应医治排铅。
铅是人类较早提炼出来的金属之一,炼铅术和炼铜术大致始于同一历史时期。埃及前王朝时期(早于公元前3000年)即有用铅制作的小的人像,美索不达米亚于乌拉克三期(Uruk Ⅲ,公元前3000年)已用铅制作小容器或锤成薄片,在乌尔(Ur)遗址曾发现残缺的铅质水管。可是,直到公元前15世纪之后,铅才较常见于巴勒斯坦一带。
我国古代“铅”写作“”。商代(公元前16~前11世纪)中期在青铜器铸造中已用铅,西周(公元前11世纪~前771年)的铅戈含铅达99.75%。在古代,铅往往被参加铜中成为合金化金属,还用来制作铅白[2PbCO3·Pb(OH)2]、铅丹(Pb3O4)。
北美于1621年开端采炼铅矿。欧洲于17世纪开端有大规模出产铅的记载。1800年欧洲产铅约两万吨,其间一半产于英国。
资源 铅的矿藏有原生硫化矿和次生氧化矿两种。硫化矿的首要矿藏为方铅矿(PbS),常和闪锌矿(ZnS)、辉银矿(Ag2S)、黄铁矿(FeS2)等共生。氧化矿首要有白铅矿(PbCO3)和硫酸铅矿(PbSO4)。方铅矿是出产铅的首要矿藏。
国际铅矿资源较丰厚的国家有美国、加拿大、苏联、澳大利亚和墨西哥等。我国铅矿资源也较多,散布于湖南、广西、广东、江西、江苏、云南、青海、甘肃、陕西等省区,闻名的矿山有水口山、凡口、桃林等。
性质和用处 铅是最软的重金属,也是比严重的金属之一,展性杰出,易与其他金属制成合金。
铅在空气中表面氧化,生成氧化铅膜。在湿润并含有二氧化碳的空气中,则生成碱式碳酸铅。这些生成物都能阻挠铅持续氧化。铅是金属,可构成铅酸盐。铅能和HCl或H2SO4作用,构成几乎不溶的PbCl2或PbSO4,然后避免铅持续被腐蚀。
铅广泛用于制作铅合金。铅合金很多用于制作蓄电池极板,铅管和铅板用作防腐材料。铅对X射线和γ射线有杰出的吸收性,广泛用作X光机和原子能设备的防护材料。汽油内参加[Pb(C2H5)4]可进步其辛烷值。用作颜料的铅化合物有铅白[2PbCO3·Pb(OH)2]、 铅丹(Pb3O4)、铅黄(PbCrO4)、密陀僧 (PbO)等。盐基性硫酸铅、磷酸铅和硬脂酸铅用作聚氯乙烯的稳定剂。
美国1979年用铅量份额为:蓄电池61%,汽油添加剂12%,颜料6%,弹药4%,建筑材料3%,电气2%,其他12%。
因为铅毒和经济等原因,某些领域中的铅,现已或即将为其他材料所替代。铅的价格有下降的趋势。1979、1980、1981年伦敦商场铅的平均报价别离为54.5、41.2、33.3美分/磅。
70年代末国际铅产值的80%以上用传统的烧结-鼓风炉流程出产,约10%用铅锌鼓风炉流程(I.S.P)出产,其他出产办法有波利顿(Boliden)电炉、改进膛式炉(BBU)和短窑等。
炼铅的质料首要是硫化铅矿,采出的矿石档次一般低于3%,须经选矿得到铅精矿再行冶炼。铅精矿一般成分为:铅40~75%,锌1~10%,硫16~20%,还常含有银、铜、铋、砷、锑等伴生或共生金属。
硫化铅精矿炼铅 首要包含烧结赔烧、鼓风炉熔炼等进程
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出产硫酸。
复原熔炼 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,使焦炭焚烧,坚持风口区的温度在1300℃左右,含有CO的高温烟气在炉内向上运动,在此进程中,使炉猜中的氧化铅复原成铅,氧化铁等构成炉渣。液体铅和炉渣流入炉缸,进行别离。铅液在向下活动进程中捕集金、银、铜、铋等金属。所得含铅约98%的粗铅,送往精粹。炉渣含锌高时,经烟化炉处理收回锌、铅。
粗铅精粹 分火法精粹和电解精粹。火法精粹的基建投资省,出产费用低,为国际许多炼铅厂选用;电解精粹除铋作用好,粗铅含铋高时,宜选用电解精粹。
火法精粹 包含:熔析精粹和加硫除铜。熔析是运用铜在铅中的溶解度随温度的下降而减小的特性,降温除掉部分铜,加硫是使铜生成Cu2S进一步除掉。经过这两段作业,铅中含铜可降至0.001~0.002%。②碱性精粹除砷、锡、锑。除铜后的铅液不断流经熔融的和氯化钠,一起参加硝石 (NaNO3)作氧化剂,使砷、锡、锑别离氧化生成钠(Na3AsO4)、锡酸钠(Na2SnO3)和锑酸钠(Na3SbO4),溶于和氯化钠的混合熔体中而与铅别离。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,是提取银的质料。铅液中残存的锌(0.6~0.7%),可用碱性精粹法或氯化精粹法除掉。真空蒸馏除锌法也已被一些工厂选用。④加钙、镁除铋。在必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%。
火法精粹作业都可在铸铁制的精粹锅内进行。氧化法除锌也可运用反射炉。
电解精粹 粗铅中的铜、锡等杂质,对电解有害,电解前先用火法开始精粹,以除掉铜、锡。电解时阳极中须含有千分之几的锑,以便使阳极泥细密而不掉落,故在铸造阳极前须调整铅液中的含锑量。电解以火法开始精粹的粗铅为阳极,以电解精铅薄片为阴极,在铅和溶液中进行。电解液一般含Pb2+ 80~120克/升、H2SiF680~100克/升。电解液温度30~45℃,电流密度160~250安/米2,同极中心距75~110毫米,槽电压0.45~0.5伏,电流效率约92~98%,每吨阴极铅的电能耗费为120~160千瓦小时。
炼铅新工艺 因为 PbS熔点低而形成的焙烧脱硫困难,要求烧结机进料含硫坚持在5~7%,为此需配入3.5~4倍于质料量的返粉,这就不只下降了设备才能,一起也约束了烟气二氧化硫浓度的进步,为二氧化硫的收回带来困难,并且返粉的制备须经烧结块冷却、多段破碎、运送、配料等进程,然后加重了铅尘和烟气对环境的污染。为此,60年代以来,许多国家先后研讨了多种直接处理铅精矿产出粗铅的新办法,以替代传统的烧结机-鼓风炉流程。基夫塞特法(KIVCET)──氧气闪速熔炼、电炉贫化炉渣,正在建造出产厂。氧化顶吹旋转转炉(TBRC)炼铅办法,已为瑞典的炼铅厂所选用。氧气底吹炼铅法(QSL)正在进行工业实验,奥托昆普(Outokumpu)闪速熔炼炼铅法──氧气闪速熔炼、电炉插以复原喷贫化炉渣,已完结中间实验工厂。此外,用氯盐浸出铅精矿的湿法炼铅的研讨也取得了一些发展。
再生铅 蓄电池用铅量在铅的消费中占很大份额,因而废旧蓄电池是再生铅的首要质料。有的国家再生铅量占总产铅量的一半以上。
再生铅首要用火法出产。例如,处理废蓄电池时,一般配以8~15%的碎焦,5~10%的铁屑和适量的石灰、苏打等熔剂,在反射炉或其他炉中熔炼成粗铅。
铅毒 铅的蒸气和粉尘简单经过呼吸道和食道进入人体,铅和氧化铅溶于血液引起中毒,常有贫血、腹痛、痉挛、眼和受损害等症状。铅出产进程中应留意环境保护,加强烟气净化除尘,发现出产人员体内含铅量高时,应医治排铅。