江西有色金属  1991, Vol. 5 Issue (2): 64-65,封三
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有色金属——(八)铅[PDF全文]
李承元     
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铅的生产和应用已有几千年的历史。我国约在纪元前2000年就已用铅铸造货币。随着现代工业和科学技术的发展,铅的生产和应用在不断地发展。

铅是元素周期表中第六周期第Ⅳ族主族元素,原子序数82, 原子量207.2, 化合价为2价和4价。纯铅为兰灰色金属,密度为固体时11.34,液体时则随加热温度的升高而降低,分别是:327.502℃时为10.686,850℃时为10.078。在低于熔点3~10℃的温度下,铅变得很脆,用力摇动可把铅制成细粒的试金用铅。纯铅也很柔软,其莫氏硬度为1.5, 熔点为327.502℃,沸点为1525℃,但在500~550℃时,便显著的挥发,并具毒性。在20℃温度时,比热容为128.1焦耳每千克开尔文,导热系数为0.3475瓦尔每平方米开尔文;在0~100℃温度时,线胀系数为29.3×10-8/℃; 在0℃温度时,其电阻系数为1880欧姆•米,电阻温度系数为4.2×10-3/℃。铅在地壳中的平均含量约1.6×10-3%,呈110多种铅矿物存在于自然界,而以天然铅存在的仅有少量。主要铅矿物是方铅矿(pbS)、白铅矿(PbCO3)和铅矾(PbSO4)等,其分为硫化矿和氧化矿两大类。全世界所产的铅大多产自硫化铅矿石。目前已知全世界探明的铅储量约3.4亿吨,其中工业储量约1.84亿吨,潜在储量1.55亿吨。主要分布在美国、中国、加拿大、澳大利亚和苏联等国家。目前共有43个国家开采铅矿床,分布在各大洲,其中美洲的铅产量居世界第一位。主要产铅国家依次是美国、苏联、澳大利亚、秘鲁和中国。全世界每年消费铅金属及其化合物达521~562吨。主要消费国家依次是美国、苏联、日本和西德,我国铅资源丰富,铅金属工业储量居世界第二位,铅的年产量居世界第六。我国铅锌资源的特点是不仅储量大,而且分布广,自然布局有利,既有适于建设大型铅锌基地的矿区,又有适合建设中小企业和地方企业的矿点,且多数铅锌矿床伴生有多种贵金属和稀散元素等,综合利角价值髙,为我国迅速发展铅锌生产莫定了坚实的基础。

铅的化学性质较稳定,其具有六大优良性质:一是熔点低,比重大。在500~550℃;温度时便显著挥发,并具有毒性,因而在选矿和冶炼过程中应切实加强安全防尘措施和尽量减少挥发,预防铅中毒;二是耐腐蚀性能好,在常温下铅在完全干燥的空气中不会发生任何变化,在潮湿的和含有二氧化碳的空气中铅被氧化,但表面被致密的氧化铅薄膜所复盖而防止内部继续氧化;在常温下铅几乎不溶于稀盐酸和硫酸中(但溶于硝酸),且对碱、氨、氰酸和有机盐的抗腐蚀能力也较好,是制造耐酸耐碱设备衬里和结构件的优良材料;三是热和电的不良导体,导热率和导电率分别为银的8.5%和10.7%;四是能与其它许多金属形成合金,是炼制耐磨合金、高熔点合金等必不可少的优良金属材料;五是展性良好,可以压展成铅皮或锤成铅箔,但延性甚小,不能拉成铅丝;六是能吸收放射性射线,是原子能、宇航、军事工业射线防护的极好材料之一。因此,铅在电气、化学、机械制造、印刷、橡胶、玻璃、陶瓷、国防、原子能、宇航等工业中具有广泛的用途。

在电气工业中,铅大量用于制造蓄电池、电缆包皮和熔断保险丝等;在化学工业中,铅板和铅管广泛用于制酸工业的设备零部件和衬里以及管道等;在冶金和有色金属工业中,铅板用于制造耐磨、耐酸设备的结构件;在国防工业中,铅其合金用于制造弹头、榴散弹弹丸、放射性的防护衣、帽和设施;在原子能、宇航工业中、铅板用于制造放射性物料(铀、钍)的盛装容器和防护用品等,保护人体免受放射性射线的危害;铅与锡、铜、锑等金属形成的各种合金,用于铸造印刷铅字,制造轴承,耐磨、耐酸设备的结构件,易熔铅焊条等。

铅的化合物用于制造各种颜料,具有优良的保护着色表面不被侵蚀的能力,还广泛用作油漆、玻璃、陶瓷、化纤工业的着色剂和橡胶工业的加硬剂等。醋酸铅用于医药,在纺织工业上甩作媒染剂。氧化铅在橡胶硫化过程中和精炼石油时,用作促进剂。四乙铅加入汽油中可防止汽油在汽车发动机内燃烧时爆炸。涂镀铅的乙烯薄膜用于金属车间和其它机械加工厂作消声隔音料,铅粉掺入乙烯后再织成玻璃纤维或其它纤维编织物,可将噪音认95~97分贝减至8~14分贝。

李承元