В каких материалах содержится свинец

Свинец — редкий минерал, самородный металл класса самородных элементов. Ковкий, сравнительно легкоплавкий металл серебристо-белого цвета с синеватым отливом. Известен с глубокой древности. Очень пластичный, мягкий (режется ножом, царапается ногтем). При ядерных реакциях образуются многочисленные радиоактивные изотопы свинца.

СТРУКТУРА

структура свинца Свинец кристаллизуется в гранецентрированной кубической решетке (а = 4,9389Å), аллотропических модификаций не имеет. Атомный радиус 1,75Å, ионные радиусы: Рb2+ 1,26Å, Рb4+ 0,76Å. Двойниковые кристаллы по {111}. Встречается в мелких округлых зёрнах, чешуйках, шариках, пластинках и нитевидных образованиях.

СВОЙСТВА

Свинец имеет довольно низкую теплопроводность, она составляет 35,1 Вт/(м•К), при температуре 0 °C. Металл мягкий, режется ножом, легко царапается ногтем. На поверхности он обычно покрыт более или менее толстой плёнкой оксидов, при разрезании открывается блестящая поверхность, которая на воздухе со временем тускнеет. Температура плавления — 600,61 K (327,46 °C), кипит при 2022 K (1749 °C). Относится к группе тяжёлых металлов; его плотность — 11,3415 г/см3 (+20 °С). С повышением температуры плотность свинца падает. Предел прочности на растяжение — 12—13 МПа (МН/м2). При температуре 7,26 К становится сверхпроводником.

ЗАПАСЫ И ДОБЫЧА

Содержание в земной коре — 1,6•10−3 % по массе. Самородный свинец встречается редко, круг пород, в которых он установлен, достаточно широк: от осадочных пород до ультраосновных интрузивных пород. В этих образованиях он часто образует интерметаллические соединения (например, звягинцевит (Pd,Pt)3(Pb,Sn) и др.) и сплавы с другими элементами (например, (Pb + Sn + Sb)). Он входит в состав 80 различных минералов. Важнейшие из них: галенит PbS, церуссит PbCO3, англезит PbSO4 (сульфат свинца); из более сложных — тиллит PbSnS2 и бетехтинит Pb2(Cu,Fe)21S15, а также сульфосоли свинца — джемсонит FePb4Sn6S14, буланжерит Pb5Sb4S11. Всегда содержится в рудах урана и тория, имея часто радиогенную природу.

Для получения свинца в основном используют руды, содержащие галенит. Сначала методом флотации получают концентрат, содержащий 40—70 процентов свинца. Затем возможно несколько способов переработки концентрата в веркблей (черновой свинец): прежде широко распространённый метод шахтной восстановительной плавки, разработанные в СССР метод кислородно-взвешенной циклонной электротермической плавки свинцово-цинковых продуктов (КИВЦЭТ-ЦС), метод плавки Ванюкова (плавка в жидкой ванне). Для плавки в шахтной (ватержакетной) печи предварительно производят агломерационный обжиг концентрата, а затем его загружают в шахтную печь, где происходит восстановление свинца из оксида.

Веркблей, содержащий более 90 процентов свинца, подвергается дальнейшему очищению. Сначала для удаления меди применяют зейгерование и последующую обработку серой. Затем щелочным рафинированием удаляют мышьяк и сурьму. Далее выделяют серебро и золото с помощью цинковой пены и отгоняют цинк. Обработкой кальцием и магнием удаляют висмут. В результате содержание примесей падает до менее чем 0,2 %[

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

свинец Образует вкрапленность в изверженных, главным образом кислых, горных породах, в м-ниях Fe и Мn ассоциирует с магнетитом и гаусманитом. Встречается в россыпях с самородными Au, Pt, Os, Ir.

В природных условиях часто образует крупные залежи свинцово-цинковых или полиметаллических руд стратиформного типа (Холоднинское, Забайкалье), а также скарнового (Дальнегорское (бывшее Тетюхинское), Приморье; Брокен-Хилл в Австралии) типа; галенит часто встречается и в месторождениях других металлов: колчеданно-полиметаллических (Южный и Средний Урал), медно-никелевых (Норильск), урановых (Казахстан), золоторудных и др. Сульфосоли обычно встречаются в низкотемпературных гидротермальных месторождениях с сурьмой, мышьяком, а также в золоторудных месторождениях (Дарасун, Забайкалье). Минералы свинца сульфидного типа имеют гидротермальный генезис, минералы окисного типа часты в корах выветривания (зонах окисления) свинцово-цинковых месторождений. В кларковых концентрациях свинец входит практически во все породы. Единственное место на земле, где в породах больше свинца по сравнению с ураном — Кохистанско-Ладакхская дуга на севере Пакистана.

ПРИМЕНЕНИЕ

продукция из свинца Нитрат свинца применяется для производства мощных смесевых взрывчатых веществ. Азид свинца применяется как наиболее широко употребляемый детонатор (инициирующее взрывчатое вещество). Перхлорат свинца используется для приготовления тяжёлой жидкости (плотность 2,6 г/см³), используемой во флотационном обогащении руд, он иногда применяется в мощных смесевых взрывчатых веществах как окислитель. Фторид свинца самостоятельно, а также совместно с фторидом висмута, меди, серебра применяется в качестве катодного материала в химических источниках тока.

Висмутат свинца, сульфид свинца PbS, иодид свинца применяются в качестве катодного материала в литиевых аккумуляторных батареях. Хлорид свинца PbCl2 в качестве катодного материала в резервных источниках тока. Теллурид свинца PbTe широко применяется в качестве термоэлектрического материала (термо-э.д.с. 350 мкВ/К), самый широкоприменяемый материал в производстве термоэлектрогенераторов и термоэлектрических холодильников. Двуокись свинца PbO2 широко применяется не только в свинцовом аккумуляторе, но и также на её основе производятся многие резервные химические источники тока, например — свинцово-хлорный элемент, свинцово-плавиковый элемент и другие.

Свинцовые белила, основной карбонат Pb(OH)2•PbCO3, плотный белый порошок, — получается из свинца на воздухе под действием углекислого газа и уксусной кислоты. Использование свинцовых белил в качестве красящего пигмента теперь не так распространено, как ранее, из-за их разложения под действием сероводорода H2S. Свинцовые белила применяют также для производства шпатлёвки, в технологии цемента и свинцовокарбонатной бумаги.

Арсенат и арсенит свинца применяют в технологии инсектицидов для уничтожения насекомых — вредителей сельского хозяйства (непарного шелкопряда и хлопкового долгоносика).

Борат свинца Pb(BO2)2•H2O, нерастворимый белый порошок, используют для сушки картин и лаков, а вместе с другими металлами — в качестве покрытий стекла и фарфора.

Хлорид свинца PbCl2, белый кристаллический порошок, растворим в горячей воде, растворах других хлоридов и особенно хлорида аммония NH4Cl. Его применяют для приготовления мазей при обработке опухолей.

Хромат свинца PbCrO4 известен как хромовый жёлтый краситель, является важным пигментом для приготовления красок, для окраски фарфора и тканей. В промышленности хромат применяют в основном в производстве жёлтых пигментов.

Нитрат свинца Pb(NO3)2 — белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде. Это вяжущее ограниченного применения. В промышленности его используют в спичечном производстве, крашении и набивке текстиля, окраске рогов и гравировке.

Поскольку свинец хорошо поглощает γ-излучение, он используется для радиационной защиты в рентгеновских установках и в ядерных реакторах. Кроме того, свинец рассматривается в качестве теплоносителя в проектах перспективных ядерных реакторов на быстрых нейтронах.

Значительное применение находят сплавы свинца. Пьютер (сплав олова со свинцом), содержащий 85—90 % Sn и 15—10 % Pb, формуется, недорог и используется в производстве домашней утвари. Припой, содержащий 67 % Pb и 33 % Sn, применяют в электротехнике. Сплавы свинца с сурьмой используют в производстве пуль и типографского шрифта, а сплавы свинца, сурьмы и олова — для фигурного литья и подшипников. Сплавы свинца с сурьмой обычно применяют для оболочек кабелей и пластин электрических аккумуляторов. Было время, когда на оболочки кабелей шла значительная часть производимого в мире свинца, благодаря хорошим влагозащитным свойствам таких изделий. Однако впоследствии свинец в существенной мере вытеснили из этой области алюминий и полимеры. Так, в странах Запада использование свинца на оболочки кабелей упало с 342 тысяч тонн в 1976 году до 51 тысяч тонн в 2002 году. Соединения свинца используются в производстве красителей, красок, инсектицидов, стеклянных изделий и как добавки к бензину в виде тетраэтилсвинца (C2H5)4Pb (умеренно летучая жидкость, пары которой в малых концентрациях имеют сладковатый фруктовый запах, в больших — неприятный запах; Тпл = 130 °C, Ткип = +80 °С/13 мм рт. ст.; плотность 1,650 г/см³; nD2v = 1,5198; не растворяется в воде, смешивается с органическими растворителями; высокотоксичен, легко проникает через кожу; ПДК = 0,005 мг/м³; ЛД50 = 12,7 мг/кг (крысы, перорально)) для повышения октанового числа.

Используется для защиты пациентов от излучения рентгеновских аппаратов.

Свинец (англ. Lead) — Pb

Молекулярный вес	207.20 г/моль
Происхождение названия	от латинского plumbum
IMA статус	действителен, описан впервые до 1959 (до IMA)

КЛАССИФИКАЦИЯ

Strunz (8-ое издание)	1/A.05-20
Nickel-Strunz (10-ое издание)	1.AA.05
Dana (7-ое издание)	1.1.21.1
Dana (8-ое издание)	1.1.1.4
Hey’s CIM Ref	1.30

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Цвет минерала	серый, обычно покрыт белым налётом гидроцеруссита
Цвет черты	серый
Прозрачность	непрозрачный
Блеск	металлический
Спайность	нет
Твердость (шкала Мооса)	1,5
Прочность	ковкий, тягучий, режется ножом
Излом	зазубренный, крючковатый
Плотность (измеренная)	11.37 г/см3
Радиоактивность (GRapi)
Магнетизм	диамагнетик

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Тип	изотропный
Цвет в отраженном свете	серо-белый с коричневатым оттенком и коричневато красным внутренним отражением
Плеохроизм	не плеохроирует
Люминесценция в ультрафиолетовом излучении	не флюоресцентный

КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Точечная группа	m3m (4/m 3 2/m) — гексаоктаэдральный
Пространственная группа	Fm3m
Сингония	кубическая
Параметры ячейки	a = 4.9506Å
Двойникование	по (111)

mineralpro.ru

06.09.2016

Источник

Цветные металлы важный ресурс в высокотехнологичных видах производства, необходимые для изготовления электроники, техники, а также в легкой промышленности. Высокую ценность имеют сплавы из разных природных металлов, меди, свинца, бронзы, алюминия. Многих интересует, как добывают свинец в природе, но не менее важно, как изготавливаются другие виды металлов. Эту информацию ищут не только частные лица, но и граждане, планирующие запустить собственные производства или решившие закупить металл для изготовления изделий на продажу. Например, если нужен металл для создания рыболовных грузиков или строительных отвесов, вы можете купить свинец в Москве по выгодной цене за 1 кг в компании «АКБскрап».

Как добывают свинец в природе

Самородный свинцовый металл в природе не встречается, его добывают из свинцовой руды, которую находят в залежах полиметаллического или самостоятельного типа. В природе геологи находят свинец по определённым приметам в различных состояниях – всего встречается 180 минералов свинцовой руды. Самые крупные месторождения расположены в Австралии, Мексике, Канаде, США и Перу. Обычно спутником в полиметаллических залежах свинцу служат ценные металлы, чаще всего цинк. Свинец встречается в связанном состоянии, в виде сульфидов, карбонатов, сульфатов, хлоридов, хромитов, молибденов и других формах.

Из чего добывают свинец: из какой породы, руды и минерала

Обычные пользователи задаются вопросом, из чего делают свинец, а точнее из какой породы, руды и минерала добывают свинец в современных реалиях. Расскажем подробнее.

Самородный свинец встречается редко, круг пород, в которых он установлен, достаточно широк: от осадочных пород до ультраосновных интрузивных пород. В этих образованиях он часто образует интерметаллические соединения (например, звягинцевит и др.) и сплавы с другими элементами (например свинец+олово+сурьма). данный металл входит в состав 80 различных минералов. Важнейшие из них: галенит PbS, церуссит, англезит (сульфат свинца); из более сложных — тиллит и бетехтинит, а также сульфосоли свинца — джемсонит, буланжерит. Всегда содержится в рудах урана и тория, имея часто радиогенную природу.

Для получения свинца в основном разрабатывают природные руды, содержащие галенит (сульфид свинца). Сначала при помощи метода флотации получают концентрат, в котором содержится до 70 процентов чернового свинца. Последующий шаг – извлечение веркблея.Существует несколько способов переработки концентрата в веркблей (так называемый черновой свинец):

Ранее широко распространённый в СССР, метод шахтной восстановительной плавки;
Метод кислородно-взвешенной циклонной электротермической плавки свинцово-цинковых продуктов;
Метод плавки Ванюкова (известный как плавка в специальной жидкой ванне).

Для плавки в шахтной (ватержакетной) печи предварительно производят агломерационный обжиг концентрата, а затем смесь загружается в печь, где производится восстановление свинца из его оксида.

В дальнейшем, полученный веркблей, содержащий более 90 процентов свинца, подвергается очищению. Сначала для извлечения меди применяют зейгерование и последующая обработка природной серой. Затем щелочным рафинированием удаляются сурьма и мышьяк. После этого выделяют из состава серебро и золото, используется для этого цинковая пена, затем отгоняют из смеси цинк. При помощи обработки кальцием и магнием удаляются из состава висмут. В результате, внутри свинца содержание примесей становится менее чем 0,2%.

В природе свинцовые руды встречаются в виде примесей внутри полиметаллических залежей различного характера. Находя свинец в виде сульфидов, карбонатов, сульфатов, хлоридов, хромитов, молибденов и других форм, геологи запускают добычу свинцовой руды с применением вышеуказанных технологий. Галенит, являющийся сульфидом свинца, распространен больше других залежей. Часто встречается в природе церуссит (карбонат) и англезит (сульфат).

Около 40% всего используемого свинца, является вторсырьем, изготовленным из различных свинцовых изделий, например, аккумуляторных батарей. Современные технологии позволяют перерабатывать токсичный тяжелый металл, переплавлять его и использовать повторно, зачастую как дополнительный компонент в различных сплавах. Утилизация аккумуляторов и других изделий из свинца гарантируют экологическую безопасность и уменьшают необходимость в разработке новых залежей, а значит обеспечивает этим металлом будущие поколения.

Добыча свинца в мире (в природе)

Известная международная компания InternationalLead&ZincStudyGroup, занимается отслеживанием обстановки на мировом рынке ценных металлов, специализируясь на свинце и цинке. Организация прогнозирует, что по итогам 2019 года спрос на свинец превысил мировое предложение на 46 тысяч тонн. Ранее организация ILZSG выпускала информацию о ожиданиях, что баланс будет иметь избыток в размере 71 тысячи тонн.

В отчете ILZSG, о 2019 годе, говорится, что глобальное производство рафинированного свинца сократилось на 0,3% по сравнению с предыдущим годом до 11,76 млн. т. Рост производства в Индии, пропорционально компенсирован спадом в других странах.

Одной из стран где наблюдался спад, стала Австралия. В этом году из-за технических трудностей австралийская компания Nyrstar значительно сократила производство свинца на предприятии PortPirie. В это же время, Аргентина лишилась также своей производственной мощности: в конце прошлого года компания Glencore вывела из эксплуатации предприятие Palpala. Третьей страной стала Канада, в которой на предприятии Belledune часть свинца была утеряна из-за забастовки рабочих.

В 2020 году значительное количество производственных мощностей перестало работать из-за карантинных мер в мире, которые введены в связи с распространением коронавирусной инфекции Covid-19. Но как и производство, спрос на данный металл также находится в стагнации – автомобилестроение во всем мире терпит убытки и закрывает производства. На 2020 год основным потребителем свинца являются производители автомобильных аккумуляторов.

Интересные факты о свинце

Свинец как ценный металл используется человечеством более 8500 лет, поэтому о нем известно большое количество интересных фактов различного характера. Использовали свинец первобытные люди, древние египтяне и римляне, не зная о его токсичности. Другие интересные факты о металле:

В западнославянских языках свинец называют оловом, так как он очень похож на этот сплав.
В 1673 году, англичанин Джордж Равенскрофт усовершенствовал состав стекла, добавив к исходным компонентам оксид свинца – создав прозрачное стекло. А в конце 18 века Георг Страсс при производстве стекла сплавил вместе белый песок, поташ и оксид свинца, получив чистое и блестящее стекло, которое сложно было отличить от алмаза – в будущем оно получило наименование «стразы».
До 70-х годов 20 века в бензин с целью повышения октанового числа добавлялись химические свинцовые присадки. Позднее они были запрещены по всему мира, из-за токсинов, которые наносили огромный вред окружающей среде.
Изобретение первого огнестрельного оружия также связанно с этим металлом, первые пули изготавливались из свинца, как и многие современные для пневматики и охотничьего оружия.
Свинец использовался в составе белых и красных красочных материалов, с ними работало большинство старинных художников.
В русском языке слово «свинцовый» является синонимом слова «тяжелый» – это связанно с тем, что данный металл тяжелее железа в полтора раза.
На поверхности Венеры металл находится в жидком состоянии из-за легкоплавкости свинца (при температуре 327 градусов по Цельсию).
Это малоактивный металл, провести с ним химическую реакцию или растворить, можно при комнатной температуре.
Сегодня в мире используется в основном лишь в аккумуляторах, из-за высокой токсичности.
Подобно алюминию, при воздействии кислорода, свинец окисляется.
В этом химическом элементе не растворяются газы.
Свинец способен защитить от радиации.
В живых организмах токсичный металл накапливается в костных тканях, замещая собой кальций, что приводит к различного рода болезням: анемия, повреждения почек, мозга, снижение интеллекта.
Свинец может оседать в грунтовых водах, почве и внутри растений.
Доказано прямое влияние токсинов свинца на уровень преступности в населенном пункте.

В отличии от других металлов, свинцовый сплав обязательно должен перерабатываться и утилизироваться, что прописано в законодательстве Российской Федерации. Именно поэтому, автомобильные аккумуляторы, дробь, рыболовные грузики и другой свинцовый металлолом нужно сдавать в соответствующие приемные пункты.

Источник