СВИНЕЦ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

СВИНЕЦ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Свинец – мягкий тяжелый металл серебристо-серого цвета, блестящий, но довольно быстро теряющий свой блеск. Наравне с оловом и медью относится к элементам, известным человечеству с самых древних времен. Использовался свинец весьма широко, да и сейчас его применение чрезвычайно разнообразно. Итак, сегодня мы узнаем, свинец — это металл или неметалл, а также цветной или черный металл, узнаем о его видах, свойствах, применении и добыче.

Свинец – элемент 14 группы таблицы Д. И. Менделеева, расположен в одной группе с углеродом, кремнием и оловом. Свинец является типичным металлом, но инертным: вступает в реакции крайне неохотно даже с сильными кислотами.

Молекулярная масса – 82. Это не только указывает на так называемое магическое число протонов в ядре, но и на большой вес вещества. Самые интересные качества металла связаны именно с его большим весом.

Понятие и особенности металла свинец рассмотрены в  данном видео:

Свинец – металл достаточно мягкий при нормальной температуре, его несложно процарапать или расплющить. Такая пластичность позволяет получить листы и прутки металла очень малой толщины и любой формы. Ковкость и была одной из причин, по которой свинец стал использоваться с самой древности.

Свинцовые водопроводные трубы Древнего Рима общеизвестны. С тех пор такого рода водопровод устанавливался не единожды и не в одном месте, но действовал не столь долго. Что, без сомнений, сохранило немалое количество человеческих жизней, так как свинец, увы, при длительном контакте с водой, в конце концов, образует растворимые соединения, которые являются токсичными.

Токсичность – то самое свойство металла, благодаря которому его применение стараются ограничить. Пары металла и множество его органических и неорганических солей очень опасны и для окружающей среды, и для людей.

В основном, конечно, опасности подвергаются работники таких предприятий и жители зоны вокруг промышленного объекта. 57% выбрасывается вместе с большими объемами запыленного газа, а 37% – с конвертерными газами.

Проблема этого одна – несовершенство очистительных установок.

Однако и в других случаях люди становятся жертвами свинцового загрязнения. До недавнего времени самым эффективным и популярным стабилизатором бензина являлся тетраэтилсвинец. При сгорании топлива он выделялся в атмосферу и загрязнял ее.

Зато свинец обладает другим, крайне полезным и необходимым качеством – способностью поглощать радиоактивное излучение. Причем жесткую составляющую металл поглощает даже лучше, чем мягкую. Свинцовый слой толщиной в 20 см способен защитить от всех видов излучения, известных на Земле и в ближайшем космосе.

Плюсы и минусы

СВИНЕЦ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

К плюсам с точки зрения народного хозяйства можно отнести:

  • легкоплавкость и ковкость – это позволяет формировать из металла изделия любой степени сложности и любой тонкости. Так, для производства звукопоглощающих мембран используются свинцовые пластины толщиной в 0,3–0,4 мм;
  • свинец в состоянии образовать сплав с другими металлами (в т.ч. оловом, медью, цинком и др.) которые при обычных условиях друг с другом не сплавляются, на этом качестве основано его применение в качестве припоя;
  • металл поглощает радиационное излучение. На сегодня все элементы защиты от радиации – от одежды до отделки рентген-кабинетов и помещений на испытательных полигонах, производятся из свинца;
  • металл устойчив к кислотам, уступая в этом лишь благородному золоту и серебру. Так что его активно применяют для облицовки кислотоупорной аппаратуры. По этим же причинам из него производят трубы для передачи кислоты и для стоков на опасных химических предприятиях;
  • свинцовый аккумулятор пока что не потерял своего значения в электротехнике, так как позволяет получить ток большого напряжения;
  • низкая стоимость – свинец в 1,5 раза дешевле цинка, в 3 раза меди, и едва и не в 10 раз олова. Этим объясняется очень большая выгодность применения именно свинца, а не других металлов.

Недостатками являются:

  • токсичность – использование металла в любом виде производства составляет опасность для персонала, а при авариях – чрезвычайную опасность для окружающей среды и населения. Свинец относится к веществам 1 класса опасности;
  • изделия из свинца нельзя выбрасывать как обычный мусор. Они требуют утилизации и порой весьма затратной. Потому вопрос о вторичной переработке металла всегда актуален;
  • свинец – металл мягкий, так что использоваться в качестве конструкционного материала не может. Учитывая все остальные его качества это, скорее, стоит считать плюсом.

Далее будут рассмотрены температура плавления и плотность свинца, удельная теплоемкость и масса, а также иные свойства и характеристики такого металла.

Свойства и характеристики

Свинец – мягкий, ковкий, но при этом тяжелый и плотный металл. Молекулярная решетка – кубическая, гранецентрированная. Прочность его невелика, а вот пластичность превосходна. Физические характеристики металла таковы:

  • плотность при нормальной температуре 11,34 г/куб см;
  • температура плавления – 327,46 С;
  • температуры кипения – 1749 С;
  • стойкость к нагрузке на разрыв – 12– 3 МПа;
  • стойкость к нагрузке на сжатие – 50 МПа;
  • твердость по Бринеллю – 3,2–3,8 НВ;
  • теплопроводность – 33,5 вт/(м·К);
  • удельное сопротивление составляет 0,22 Ом-кв. мм/м.

Как и всякий металл он проводит электроток, хотя, надо отметить, и намного хуже меди – почти в 11 раз. Однако металл обладает другими интересным свойством: при температуре 7,26 К он становится сверхпроводником и проводит электричество без всякого сопротивления. Свинец был первым элементом, который проявил это свойство.

На воздухе кусок металла или изделие из него довольно быстро пассивируется оксидной пленкой, которая успешно защищает металл от внешнего воздействия. Да и само вещество не склонно к химической активности, из-за чего его и используют при изготовлении кислотоупорного оборудования.

Почти такими же устойчивыми к коррозии являются и краски, включающие соединения свинца. Из-за токсичности они не применяются внутри помещений, однако успешно используются при окрашивании мостов, например, каркасных сооружений и так далее.

О том, как сделать чистый свинец, расскажет видео ниже:

Во всем диапазоне температур выделяют только одну модификацию свинца, так что и под действием температуры, и с течением времени свойства металл изменяет совершенно закономерно. Никаких резких переходов, когда качества меняются кардинально, не отмечено.

Производство металла

СВИНЕЦ: описание металла, свойства, сферы применения и месторожденияСвинец довольно распространен, образует несколько промышленно значимых минералов – галенит, церуссит, англезит, так что производство его обходится относительно дешево. Получают металл пирометаллургическим и гидрометаллургическим методом. Второй способ более безопасен, однако применяется намного реже, так как более дорог, да и полученный металл все равно нуждается в конечной обработке при высокой температуре.

Производство пирометаллургическим методом включает следующие стадии:

  • добыча руды;
  • дробление и обогащение в основном флотационным методом;
  • плавка с целью получения чернового свинца – восстановительная, горновая, щелочная и так далее;
  • рафинирование, то есть, очистка черного свинца от примесей и получение чистого металла.

Несмотря на одинаковость технологии производства оборудование может использоваться самое разное. Это зависит от содержания металла в руде, объемов производства, требований к качеству продукта и так далее.

Об использовании и цене за 1 кг свинца читайте ниже.

Первое применение свинца – изготовление водопроводов и предметов быта, к счастью, относится к довольно давним временам. На сегодня в жилище металл попадает только с защитным слоем и при условии отсутствия контактов с пищей, водой и человеком.

  • А вот использование свинца для сплавов и в качестве припоя началось еще на заре цивилизации и продолжается до сих пор.
  • Свинец – металл стратегического значения, особенно с тех пор, как из него стали отливать пули. Боеприпас для стрелкового и спортивного оружия и сейчас изготавливается только из свинца. А его соединения применяются в качестве взрывчатых веществ.
  • 75% производимого в мире металла используется для производства свинцовых аккумуляторов. Вещество продолжает оставаться одним из главных элементов химических источников тока.
  • Коррозийная устойчивость металла эксплуатируется при изготовлении кислотоупорной аппаратуры, трубопроводов, а также защитных оболочек для силовых кабелей.
  • Ну и, конечно, свинец применяют при оборудовании рентген-кабинетов: облицовка стен, потолка, пола, защитные перегородки, защитные костюмы – все изготавливается с участием свинца. На испытательных полигонах, в том числе и ядерных, металл незаменим.

Стоимость металлов определяется на нескольких биржах мирового значения. Наиболее известной является Лондонская биржа металлов. Стоимость свинца в октябре 2016 года составляет 2087,25 $ за тонну.

Свинец – металл, очень востребованный в современной промышленности. Некоторые его качества – коррозионная стойкость, способность поглощать жесткое излучение, совершенно уникальны и делают металл незаменимым несмотря на его высокую токсичность.

Данное видео расскажет, что будет если вылить свинец в воду:

Свинец: что это за метал? Применение свинца в промышленности

СВИНЕЦ: описание металла, свойства, сферы применения и месторожденияСвинец в таблице Менделеева

Свинец (латинское название plumbum) – это химический элемент, металл с атомным номером 82. В чистом виде вещество имеет серебристый, слегка синеватый оттенок.

Благодаря тому, что свинец широко распространен в природе, его легко добывать и обрабатывать, этот металл знаком человечеству с глубокой древности. Известно, что люди пользовались свинцом еще в 7-м тысячелетии до нашей эры.

В Древнем Египте, позднее – в Древнем Риме велась добыча и обработка свинца. Свинец довольно мягок и податлив, поэтому еще до изобретения плавильных печей его использовали для изготовления металлических предметов.

Например, римляне делали из свинца трубы для сети водопроводов.

В Средние века свинец применялся как кровельный материал, для производства печатей. Длительное время люди не знали о вреде вещества, поэтому его подмешивали в вино, использовали в строительстве. Даже в 20-м веке свинец добавляли в типографскую краску и бензиновые присадки.

Читайте также:  Можно ли носить ЖЕМЧУГ НЕЗАМУЖНИМ

Свойства свинца

В природе свинец, чаще всего, встречается в виде соединений, входящих в состав руд. Руды добывают, а затем выделяют чистое вещество промышленным способом. Сам металл, а также его соединения имеют уникальные физические и химические свойства, чем и объясняется широкое использование свинца в различных отраслях.

Он обладает следующими свойствами:

  • очень мягкий, послушный металл, который можно резать ножом;
  • тяжелый, плотнее железа;
  • плавится при сравнительно низких температурах (327 градусов);
  • быстро окисляется на воздухе. Кусок чистого свинца всегда покрыт слоем оксида.

Токсичен ли свинец?

СВИНЕЦ: описание металла, свойства, сферы применения и месторожденияХарактеристики свинца

Свинец имеет одну неприятную особенность: он сам и его соединения токсичны. Отравление свинцом носит хронический характер. Например, при постоянном поступлении в организм элемент накапливается в костях и органах, вызывая серьезнейшие нарушения.

Но длительное время летучее соединение тетраэтилсвинец использовался для улучшения бензинов, что вызывало загрязнение окружающей среды в городах. Сейчас в цивилизованных странах использование этой присадки запрещено.

Где применяют свинец?

В наше время токсичность свинца хорошо известна. В то же время, свинец, а также его соединения могут принести огромную пользу при их рациональном и грамотном использовании.

Усилия ученых и разработчиков направлены на то, чтобы максимально использовать полезные свойства свинца, снизив его опасность для человека. Он используется в различных отраслях, например:

  • в медицине и других областях, где необходима защита от радиации. Свинец плохо пропускает любое излучение, поэтому его применяют в качестве защиты. В частности, свинцовые пластины вшиваются в фартуки, которые надевают пациентам для безопасности при рентгенографическом обследовании. Защитные свойства свинца применяются в атомной промышленности, науке, производстве ядерного оружия;
  • в электротехнической промышленности. Свинец мало подвержен коррозии – это свойство активно используется в электротехнике. Но самое широкое распространение получили свинцовые аккумуляторы. Кстати, в них устанавливают пластины из свинца, погруженные в электролит. Гальванический процесс позволяет получать электрический ток, достаточный для запуска автомобильного двигателя. Между прочим, именно аккумуляторная промышленность является самым крупным потребителем свинца в мире. Помимо этого, свинец используется для защиты кабелей, производства кабельных рубок, предохранителей , сверхпроводников;
  • в военной промышленности. Он идет на изготовление пуль, дроби а также снарядов. Нитрат свинца входит в состав взрывчатых смесей, азид свинца используется в качестве детонатора;

СВИНЕЦ: описание металла, свойства, сферы применения и месторожденияТоксичность свинца

  • в производстве красителей и строительных смесей. Свинцовые белила, чрезвычайно распространенные прежде, сейчас уступают место другим краскам. Свинец используется при производстве шпатлевок, цемента, защитных покрытий для стекла и керамики.

Кстати, именно з-за токсичности свинца применение этого металла стараются ограничивать, заменяя на альтернативные материалы. Большое внимание уделяется безопасности производств, связанных со свинцом, утилизации изделий, содержащих этот элемент, а также тому, чтобы снизить контакт свинцовых деталей с человеком и выброс вещества в окружающую среду.

Свинцовая руда: виды, способы добычи и применение

СВИНЕЦ: описание металла, свойства, сферы применения и месторожденияСвинцовая руда: виды, способы добычи и применение

Свинец — металл, широко использующийся в тяжелой и легкой промышленности, медицине, геологии и других сферах. Он имеет серебристо-белый цвет вплоть до синеватого отлива. В Периодической системе химических элементов свинец имеет номер 82. Металл не является дефицитом, он легок в добыче и последующей обработке.

Структура и состав металла

Свинцовая руда — металл сложной структуры. Он имеет кубическую, гранецентрированную кристаллическую решетку, а также довольно большую молекулярную массу.

Обычно свинец встречается в виде небольших зёрен округлой формы, в шариках, пластинках, чешуйках, а также в виде нитевидных образований.

Свойства свинца

Свинец — мягкий голубовато-серый металл с металлическим блеском на свежих срезах (быстро окисляется при воздействии с воздухом). Его удельный вес составляет 11.40 единиц, а температура плавления — 325 градусов по Цельсию. В процессе медленного охлаждения металл довольно быстро кристаллизуется.

Прочность довольно низка, а потому из него не может быть вытянута проволока. Зато металл легко поддается прессовке. Его также можно прокатывать в тонкие листы. Другие свойства металла во многом зависят от примесей.Металл хорошо растворяется в ослабленной азотной кислоте и легко извлекается из каких-либо соединений.

Данный металл — инертен, он быстро покрывается защитной оксидной пленкой. Имеет довольно низкую электро- и теплопроводность. Свинец считается тяжелым металлом, однако при нормальной температуре он довольно мягкий и легко режется ножом.

Свинец сохраняет свои свойства даже при резких скачках температуры или давления. Он также способен поглощать рентгеновские лучи. Благодаря этому качеству и относительной доступности, свинец часто используется для создания защитного слоя.

Виды свинцовой руды

Существует несколько разновидностей свинцовой руды. Так, галенит обычно вызывает ассоциации с серебряными и цинковыми рудами. Добытый из первых свинец называют жестким, тогда как металл, что производится из руд, свободных от серебра, называют мягким.

Список основных минералов свинца:

  • англезит;
  • миметит;
  • церуссит;
  • крокоит;
  • пироморфит;
  • ванадинит;
  • вульфенит.

СВИНЕЦ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Обычно галенит располагается глубоко под землей, в жилах, которые не были подвержены процессу окисления. В тех жилах, которые были выветрены и окислены, в качестве продуктов изменения образуются минералы англезиты.

По сравнению с ними церуссит куда менее устойчив и способен превратиться в свинец лишь из-за сильного воздействия карбонизированных вод. Тогда как в местах, где растворы зоны окисления пересекают породы фосфатного характера, постепенно образовывается и развивается пироморфит.

При наличии серебра в галените в процессе окисления могут появляться серебряные минералы.

Нередко в жилах свинцовой руды всевозможные минералы встречаются вместе с галенитом. Минерал сфалерит — один из наиболее распространенных из них.

Происхождение

Свинец обычно создает небольшую вкрапленность в изверженных (преимущественно кислых) горных породах, может встречаться в виде россыпи и в качестве самородных минеральных элементов.

Что касается естественных условий, в них часто образовываются довольно большие залежи свинцово-цинковых и полиметаллических руд скарного типа. Реже в природе находят залежи руд нередко стратиформного характера. В месторождениях медно-никелевых, золотых, урановых и колчеданно-полиметаллических минералов попадается галенит.

В месторождениях с гидротермальными низкотемпературными природными условиями, мышьяком и сурьмой, часто встречаются сульфосоли — разновидность минералов свинца, обладающих таким свойством, как гидротермальный генезис. Минералы окисного типа обычно находят в зонах окисления свинцово-цинковых зарождений. В кларковых концентрациях геологи находят все виды свинцовых пород.

Запасы и добыча

Согласно официальным данным, РФ занимает первое место в мире по количеству потенциальных запасов свинцовой руды. Однако, что касается объемов ее добычи, страна находится лишь на 7 месте. Наибольшим месторождением свинцовых руд России является район Восточной Сибири. Всего по всей РФ их насчитывается 68.

Производство свинца

Перед началом плавки руда, из которой добывается свинец, предварительно обрабатывается в течение длительного времени. Обусловлено это ее сложной структурой. Тогда как процесс производства можно разделить на следующие этапы:

  1. Измельчение исходного материала (руды).
  2. Процедура флотации. Осуществляться она может несколькими способами (зависит от характера руды). Существуют прямой селективный и коллективный методы флотации. Последний используется довольно редко.

Сырье

Наиболее ценными минералами для добычи свинца являются церуссит, галенит, а также англезит. Зачастую содержание этого металла в руде составляет не более 8–9 процентов, поэтому в ходе производства исходный материал сначала обогащается.

Технологии

Пирометаллургический и гидрометаллургический методы являются основным способом получения свинца. Поговорим о них подробнее.

Пирометаллургический метод

Данный метод встречается в металлургии чаще всего. Он предусматривает плавление всех компонентов руды.

СВИНЕЦ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Виды плавки, которые предусматриваются пирометаллургическим методом:

  1. Восстановительная плавка — это способ получения свинца из руд, в которых может содержаться любой процент вещества, а также любые примеси.
  2. Осадительная плавка представляет собой способ получения металла из руд без необходимости проведения их предварительного обжига.
  3. Шахтная плавка предусматривает плавление исходного материала в восстановительной среде.
  4. Щелочная плавка — метод плавки концентрата со свинцом, предварительно нагретым до температуры 850 градусов по Цельсию. Продукты на выходе производства — довольно чистый металл и сплав щелочи.

Гидрометаллургический метод

Применение данного метода подразумевает разложение концентратов. Для этого на производстве применяются специальные растворители. После чего металл восстанавливается химическим путем.

Гидрометаллургический метод предусматривает следующие этапы производства:

  1. Растворение солей свинцового типа.
  2. Процедура, предусматривающая процесс выщелачивания соединений металла с добавлением в раствор различных примесей.
  3. Последующая очистка растворов.
  4. Осаждение свинца.

Несмотря на то, что гидрометаллургический метод менее опасен для людей, в последние годы он практически не используется. Обусловлено это высокой стоимостью сульфатизирующего и хлорирующего обжига. Помимо этого, конечный продукт гидрометаллургического метода производства нуждается в рафинировании.

Оборудование

Основным устройством для производства металла выступает плавильная печь. Выбор необходимого оборудования осуществляется исходя из производственных требований и особенностей. Плавка является индивидуальным процессом, тогда как каждый завод производит ее по собственной технологии.

В России наибольшей популярностью пользуются 2 вида устройств:

  1. Печь для обжига металла, находящегося во взвешенном состоянии. Впервые данная технология была разработана в прошлом веке на территории СССР. С ее помощью можно получить черновой материал, процент свинца в котором достигает 97 единиц. В шахту вертикального типа под высоким давлением вдувается руда, которая предварительно проходит процесс обогащения, кислород, либо дымовые газы. Там весь материал обжигается, тогда как сам концентрат переходит в состояние суспензии. Что касается свинца и других используемых при производстве металлов, то они переходят в форму оксидов.
  2. Кислородный конвертер предусматривает продувку кислорода через специальные дутьевые трубы. Стоит упомянуть, что производительность подобной технологии значительно ниже.
Читайте также:  БАЛТИЙСКИЙ ЯНТАРЬ: 4 легальных способа добычи

Применение свинца

Сфер производства, в которых применяется металлический свинец, довольно много. Данный материал хорошо подходит для изготовления тонких листов, металлических труб и множества других изделий. Свинец — один из наиболее значимых составных элементов многих сплавов: гарты (свинец и сурьма), припоя (олово и свинец), а также всевозможных низкоплавких сплавов из висмута, свинца и олова.

К тому же, свинец и его соединения используются в следующих областях и сферах деятельности:

  1. Перхлорат свинца необходим при создании жидкости для флотации.
  2. Сельскохозяйственная деятельность.
  3. Нефтяная промышленность.
  4. Производство противоопухолевых лечебных мазей.
  5. Создание мощных смесей взрывчатки. Азид свинца же может использоваться в качестве детонатора.
  6. Изготовление цемента, лаков, шпатлевки, свинцовокарбонатной бумаги.
  7. Создание покрытий для фарфора и стекла.
  8. Лакокрасочная промышленность (в частности, производство красок), геология и медицина.
  9. Использование при работе с химическими источниками тока.
  10. Нитрат свинца используется при производстве спичек.
  11. Создание пуль и дроби.
  12. Изготовление подшипников и других фигурных деталей.
  13. Производство инсектицидов для борьбы с насекомыми.

Нашел свое применение свинец и в искусстве. Его нередко используют для быстрой сушки полотен, красок и лаков. Он также незаменим при создании ядерных реакторов, пластин в электрических аккумуляторах и термоэлектрогенераторах, при создании оболочек кабелей, в медицине и геологии.

Свинец

Свинец — один из самых первых металлов, освоенных человеком. Во многом это связано с его распространенностью и простой обработки. Со временем открылись более ценные качества свинца, и сегодня этот металл занимает важное место в жизни человечества.

История открытия свинца

Самыми древними артефактами, изготовленными человеком из свинца, считаются древнеегипетские статуэтки возрастом около 5 тысяч лет, хотя археологи находили более древние простые изделия из этого металла.

Первый бум использования свинца случился во времена Римской Империи, когда из него стали изготавливать водопроводные трубы и даже использовали в гастрономических целях. Уже в те годы были подозрения, что это может быть вредным для здоровья.

После падения Рима потребление свинца значительно снизилось, но применение токсичного материала в организации водоснабжения продержалось практически до 20-го века во многих странах.

Податливый металл активно использовали как соединительный материал в оконных рамах и покрытиях крыш.

С промышленной революцией викторианской эпохи потребность в свинце многократно возросла, с каждым годом открывались новые возможности и сферы применения свинцовых соединений.

Довольно быстро этот металл стал одним из важнейших элементов, необходимых для технического прогресса, и остается таким до сих пор.

Свойства свинца

Свинец обладает прекрасной пластичностью и ковкостью, но низкой устойчивостью к нагрузке на разрыв. Металл плотный и тяжелый при сравнительной мягкости. Плавится уже при температуре 327 0C, что делает работу с металлом предельно легкой. Сдерживает радиоактивное излучение — например, свинцовый лист толщиной всего 5 миллиметров будет непроходим для рентгеновских лучей.

В металлургии и промышленности ценится способность свинца вступать в сплавы с металлами, которые между собой без свинца соединяться не могут.

Устойчивость к кислотам (сравнимая с золотом) находит применение в различных производственных отраслях — из свинца изготавливают трубы и емкости для транспортировки кислот.

В сочетании с низкой стоимостью, перечисленные качества предопределили сферы использования этого уникального металла. Картину портит лишь один существенный минус — токсичность для человека и окружающей среды.

Нахождение в природе

В виде самородков практически не встречается, зато присутствует в множестве полиметаллических пород. Металл всегда содержится в урановых рудах.

Забайкальские и северно-сибирские месторождения часто представляют собой свинцово-цинковую руду. В соединениях с другими металлами свинец присутствует в составе более 80 минералов.

Наиболее богатые свинцом залежи находятся в США, России, Австралии и Казахстане.

Основные свинцовые руды

Галенит — главный источник свинца, упоминавшийся еще в трудах античных авторов. Характерен кубической структурой кристаллизации и классическим «свинцовым» цветом. Имеет металлический блеск, но на воздухе активно вступает в реакцию с кислородом и становится тускло-матовым. Среди примесей отмечается кадмий — ценный для промышленности металл.

Церуссит — образуется от выветривания галенита, также ценный источник свинца. Отличается высокой прозрачностью, из-за чего можно легко спутать с более ценными породами. Еще пару столетий назад растертый в порошок церуссит использовался как косметическое средство, а кристаллы предавали огранке и торговали ими под видом драгоценных.

Андорит — стоит особняком среди многочисленных руд, содержащих свинец, благодаря равнозначному содержанию серебра, добывается для получения и того, и другого металла. Распространен в Средней Азии и гористых районах Южной Америки.

Крокоит — один из немногих минералов свинца, который не имеет промышленного значения и применения, но используется в качестве декоративного или коллекционного экспоната.

«Красная свинцовая руда» обладает уникальным внешним видом и структурой, напоминающей прессованный шафран (от французского названия которого и получил свое название).

Хотя открыт минерал был в России, на Урале, и изначально назывался «сибирский красный свинец».

Главные страны-производители свинца

Львиная доля мирового объема производства свинца приходится на Евросоюз, но стоит отметить, что 60% металла они получают от вторичной переработки, а не прямой добычей — такая тенденция набирает популярность и в других странах.

Следующие 3 места делят между собой США, Россия и Китай, с небольшими отрывами друг от друга. На постсоветском пространстве высокие показатели производства свинца традиционно демонстрируют Украина и Казахстан.

Последний также обладает одними из крупнейших в мире разведанных запасов этого металла.

Промышленное получение

Из руды, содержащей свинец (чаще всего это галенит — минерал сульфидного класса), на первом этапе получают концентрат 50-70%. Для этого сырье измельчают и перемешивают с маслом и водой. Сульфидные соединения обволакиваются маслом и удерживаются на поверхности раствора, в то время как побочная порода выпадает в осадок. Этот метод называется флотация.

Далее из получившегося концентрата необходимо получить веркблей (название чернового свинца в металлургии, содержание целевого металла составляет примерно 90%). Сначала производится термическое окускование концентрата, при этом масса существенно обогащается кислородом. После этого в ватержакетной шахте из оксида восстанавливается свинец.

На последнем этапе получают чистый свинец. Для удаления из сплава конкретного металла и прочих примесей необходима отдельная процедура:

  • Пользуясь разницей в температуре плавления, отделяют металлы, более тугоплавкие чем свинец (например, медь). Процесс называется зейгерованием.
  • Мышьяк и сурьма удаляются с помощью рафинирования щелочами.
  • Цинковая пена позволяет выделить некоторые драгоценные металлы.
  • Реакции соединений кальция помогают удалить висмут из состава.

Конечный набор необходимых процессов зависит от степени загрязнения породы. В результате получают свинец с содержанием примесей около 0,1% и менее.

Важнейшие соединения свинца и их применение

Свинец, будучи легкоплавким тяжелым металлом, издревле и по сей день применяется для изготовления боеприпасов, в том числе и гражданского назначения. Другая особенность свинца — способность поглощать радиацию, обусловила его широкое использование в атомной энергетике и медицинской технике.

Но гораздо более обширные возможности открывают различные соединения свинца с другими веществами и сплавы металлов. Без них сложно представить какую-либо отрасль жизнедеятельности человека.

Химическая промышленность и сельское хозяйство, военное дело и аккумуляторы, машиностроение и литография, геология и многое другое — во всех этих сферах задействованы соединения свинца.

Свинцовые баббиты

Это сплавы свинца с целью придать ему лучшую износостойкость и снизить коэффициент трения. В качестве легирующих добавок может быть использован целый ряд металлов – медь, никель, кальций и другие. Баббиты на основе свинца хорошо зарекомендовали себя при производстве подшипников различного назначения:

  • вагоны и электровозы;
  • крутящиеся части дизелей;
  • тяжелая промышленность;
  • сложная техника и автомобилестроение.

С 1847 года свинцовые баббиты — неотъемлемая часть российской промышленности.

Из недостатков отмечают довольно быстрое разрушение от тяжелых нагрузок, поэтому долговечность агрегатов с применением подобных сплавов сильно зависит от качества металла корпуса подшипникового устройства. Чем он толще и прочнее — тем более объемным можно сделать баббитовый слой, а значит и увеличить срок службы изделия.

Плюмбаты

Ортоплюмбат кальция — кристаллическое вещество слабо-оранжевого цвета.

На протяжении всего 20-го столетия использовался в химии и медицине как источник для простого получения чистого кислорода, который выделяется при нагревании.

Способствовала этому и простота синтеза самого вещества — оно получается при прокаливании оксида свинца и карбоната кальция. Дальнейшему успеху мешала лишь токсичность процесса.

Следующая группа плюмбатов применяется в химическом получении сложных свинцовых соединений:

  • метаплюмбат натрия;
  • гексахлороплюмбат аммония;
  • гексахлорсвинцовая кислота;
  • триодоплюмбат калия.

Все они легко разлагаются, растворяются в воде и вступают в реакцию с другими соединениями. Это делает их незаменимым сырьем и катализатором для многих процессов, а также базовым компонентом при получении некоторых сложных веществ.

Оксиды свинца

Оксид свинца (PbO) – представляет собой слаборастворимые в воде кристаллы, желтоватого или алого цвета. Применяется в изготовлении стеклянных изделий, хрусталя, глянцевых эмалей и лаков. Распространенный компонент кислотно-свинцовых аккумуляторов. Сырье для других соединений.

Диоксид свинца — ядовитый бурый порошок с характерным запахом. Важный катализатор множества химических реакций и процессов, ни одна исследовательская лаборатория не обходится без этого вещества. При добавлении в состав красок ускоряет процесс их высыхания, чем активно пользуются производители лако-красочной продукции.

Тетраоксид свинца, он же сурик — нерастворимый порошок оранжево-красного цвета. Редко, но встречается в природном виде. Широкое применение получил в качестве пигмента для антикоррозийных покрытий при строительстве зданий, мостов, кораблей и других крупных объектов. Когда некоторые детали недостроенного судна кажутся «ржавыми» — это эффект от свинцового сурика в составе защитных эмульсий.

Отдельно стоит упомянуть ЦТС — оксид соединения цирконатов и титанатов свинца. Ценнейшее вещество, способное при деформирующем воздействии индуцировать заряд, или же выдавать обратную реакцию — под влиянием тока деформироваться. Без него было бы невозможным создание многих видов электроакустических устройств и конденсаторов.

Читайте также:  РОДУСИТ: свойства камня, описание, кому подходит по знаку Зодиака, значение и стоимость украшений

Соли свинца

Нитрат свинца — получают растворением свинцовых пластин в азотной кислоте. Известен более 400 лет, но коммерческое производство начато лишь в 19-м веке. В спокойном состоянии представляет собой бесцветный порошок, хорошо растворимый в воде.

Применяется в качестве подавителя реакций в нейлоновых полимерах и улучшителя при цианировании золота. Некоторое время использовался в качестве пестицида и окислителя в органической химии, но из-за сильной токсичности применение фактически сошло на нет.

В настоящее время служит сырьем для получения более сложных соединений свинца и других веществ.

Азид свинца — соль азотистоводородной кислоты, чрезвычайно ядовита. Распространенное взрывчатое вещество, используемое в качестве инициатора (в детонаторах). Будучи очень чувствительным к физическому и температурному воздействию, требует особых мер осторожности при обращении.

Хлорид свинца — получается при реакции с соляной кислотой. Изредка встречается в природе (коттунит) с относительно малым количеством примесей. При этом имеет умеренную радиоактивность, некоторых ученых это наводит на мысли о метеоритном происхождении минерала. Широко используется в аккумуляторах, как катод.

Сульфат свинца — он же свинцовый купорос. Ядовит, опасен для здоровья людей. Часто встречается в природе (англезит). Синтезируется как побочное вещество при реакциях в аккумуляторах и является одним из главных загрязняющих факторов. В промышленности нашел применение в качестве пигментирующего материала.

Воздействие свинца на человека

Самым частым виновником отравления тяжелыми металлами является именно свинец.

Долгое время свинцовые присадки использовались для этилирования бензина, что приводило к тяжелейшим загрязнениям воздуха в крупных городах.

Сегодня использование свинца для повышения октанового числа топлива запрещено почти по всему миру (в Российской Федерации — с 2002 года). Другие возможные источники отравления:

  • промышленные выбросы;
  • загрязненная тяжелыми металлами аграрная продукция;
  • предметы обихода с содержанием свинца;
  • работа на вредных производствах.

Попадая в организм, свинец оказывает сильное токсическое действие. Особенно опасным является отравление металлом в детском возрасте.

Интоксикация ребенка свинцом приводит к отставанию в физическом и умственном развитии, а когнитивные нарушения могут проявляться в течение всей последующей жизни.

У взрослых постоянный контакт со свинцом или регулярное вдыхание его паров вызывает хроническое отравление, нарушает функцию мозга и в разы увеличивает вероятность тяжелых заболеваний, в том числе онкологических.

Свинец

Свинец (Pb от лат. Plumbum) – химический элемент, который находится в IV группе Таблицы Менделеева. Свинец имеет множество изотопов, среди которых более 20 обладают радиоактивными свойствами. Изотопы свинца являются продуктами распада урана и тория, поэтому содержание свинца в литосфере постепенно увеличивалось в течение миллионов лет и сейчас составляет около 0,0016% по массе, но он более распространен, чем его ближайшие родственники, такие как золото и ртуть. Свинец легко выделяется из рудных месторождений. Основные источники свинца — галенит, англезит и церуссит. В руде со свинцом очень часто соседствуют другие металлы, например, цинк, кадмий и висмут. В самородном виде свинец встречается исключительно редко.

Свинец — интересные исторические факты

Этимология слова «свинец» до сих пор точно не выяснена и является предметом очень интересных исследований. Свинец очень похож на олово, очень часто их путали, поэтому в большинстве западнославянских языков свинец это олово. Зато слово «свинец» встречается в литовском (svinas) и латышском (svin) языках.

Свинец в переводе на английский lead, на голландский lood. Видимо отсюда и пошло слово «лудить», т.е. покрывать изделие слоем олова (или свинца). Не до конца понятно также происхождение латинского слова Plumbum, от которого произошло английское слово plumber – водопроводчик.

Дело в том, что когда-то водопроводные трубы «запечатывали» свинцом, «пломбировали» (франц. plomber «запечатывать свинцом»). Кстати, отсюда же всем известное слово «пломба».

Но на этом путаница не заканчивается, греки всегда называли свинец «молибдос», отсюда и латинское «molibdaena», незнающему человеку легко спутать это название с наименованием химического элемента молибден

. Так в древности называли блестящие минералы оставляющие тёмный след на светлой поверхности. Этот факт оставил свой след в немецком языке: «карандаш» по-немецки называется Bleistift, т.е. свинцовый стержень.Человечество знакомо со свинцом с незапамятных времен. Археологами найдены свинцовые изделия выплавленные 8000 лет тому назад. В Древнем Египте из свинца даже отливали статуи. В Древнем Риме из свинца были изготовлены водопроводные трубы, именно он предопределил первую в истории экологическую катастрофу. Римляне не имели никакого представления о вреде свинца, им нравился податливый, прочный и простой в работе металл. Считалось даже, что свинец, добавленный в вино, улучшает его вкус. Поэтому почти каждый римлянин был отравлен свинцом. О симптомах отравления свинцом мы расскажем ниже, а пока лишь укажем, что одним из них является расстройство рассудка. Видимо отсюда и берут свое начало все эти безумные выходки знатных римлян и бесчисленные сумасшедшие оргии. Некоторые исследователи даже считают, что свинец явился чуть ли основной причиной падения Древнего Рима.В древности гончары мололи свинцовую руду, разводили водой и обливали полученной смесью глиняные предметы. После обжига такие сосуды покрывались тонким слоем блестящего свинцового стекла.Англичанин Джордж Равенскрофт в 1673 году усовершенствовал состав стекла, добавив к исходным компонентам оксид свинца и таким образом получил легкоплавкое блестящее стекло, которое было очень похоже на натуральный горный хрусталь. А в конце 18 века Георг Страсс при производстве стекла сплавил вместе белый песок, поташ и оксид свинца, получив такое чистое и блестящее стекло, что его сложно было отличить от алмаза. Отсюда и пошло название «стразы», по сути подделка под драгоценные камни. К сожалению, среди современников Страсс прослыл мошенником и его изобретение находилось в забвении до тех пор, пока в начале XX века Даниэль Сваровски не смог сделать из производства страз целую индустрию моды и направление искусства.

После появления и широкого распространения огнестрельного оружия, свинец начал использоваться для производства пуль и дроби. Из свинца изготавливали типографские литеры. Свинец ранее входил в состав белой и красной красок, ими писали почти все старинные художники.

Свинцовая дробь

Химические свойства свинца кратко

Свинец — металл матового серого цвета. Однако его свежий срез хорошо блестит, но к сожалению почти моментально покрывается грязноватой оксидной плёнкой. Свинец очень тяжелый металл, он тяжелее железа в полтора раза, а алюминия в четыре. Недаром в русском языке слово «свинцовый» является в некоторой мере синонимом тяжести.

Свинец очень легкоплавкий металл, он плавится уже при 327 ° С. Ну, этот факт известен всем рыбакам, которые с легкостью выплавляют нужные по весу грузила. Также свинец очень мягок, его можно резать обычным стальным ножом.

Свинец очень малоактивный металл, провести с ним реакцию или растворить его не составляет никакого труда даже при комнатной температуре.Органические производные свинца являются очень ядовитыми веществами. К сожалению, одно из них, тетраэтилсвинец, широко использовалось как присадка к бензину, позволяющая повысить октановое число.

Но зато к счастью, тетраэтилсвинец больше не применяется в такой ипостаси, химики и производственники научились повышать октановое число более безопасными способами.

Влияние свинца на организм человека и симптомы отравления

Любые соединения свинца очень ядовиты. Металл проникает в организм вместе с едой или со вдыхаемым воздухом и разносится кровью. Причем вдыхание паров свинцовых соединений и пыли намного более опасно, чем присутствие его в пище. Свинец имеет свойство накапливаться в костях, частично замещая в этом случае кальций.

При повышении концентрации свинца в организме развивается анемия, поражается головной мозг, что приводит к снижению интеллекта, а у детей может вызвать необратимые задержки в развитии. Достаточно растворить один миллиграмм свинца в литре воды и она станет не только непригодной, но и опасной для питья.

Такое низкое количество свинца представляет также определенную опасность, ни цвет ни вкус воды не изменяется. Основные симптомы отравления свинцом:

  • серая кайма на деснах,
  • вялость,
  • апатия,
  • потеря памяти,
  • слабоумие,
  • проблемы со зрением,
  • раннее старение.

Применение свинца

Всё же, несмотря на токсичность, отказаться от использования свинца пока нет никакой возможности ввиду его исключительных свойств и дешевизны.

Свинец в основном используется для производства аккумуляторных пластин, на эти нужды в настоящее время тратится около 75% добываемого на планете свинца. Свинец используется как оболочка для электрических кабелей, благодаря своей пластичности и неподверженности коррозии.

Этот металл широко используется в химической и нефтеперерабатывающей промышленности, например, для облицовки реакторов в которых получают серную кислоту. Свинец обладает свойством задерживать радиоактивное излучение, этим тоже широко пользуются в энергетике, медицине и химии.

В свинцовых контейнерах, к примеру, транспортируют радиоактивные элементы. Свинец идет в производство сердечников пуль и шрапнели. Также этот металл находит свое применение в производстве подшипников.

Свинцовая статуя Святого Мартина в Братиславе

Ресурс http://www.alto-lab.ru.

Спасибо за просмотр ставьте лайк и подписывайтесь!

Оставьте комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector