Свинец это тяжелый металл или нет

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.

1. Структура
2. Свойства
3. Запасы и добыча
4. Происхождение
5. Применение
6. Классификация
7. Физические свойства
8. Оптические свойства
9. Кристаллографические свойства

Смотрите так же:

СТРУКТУРА

Свинец кристаллизуется в гранецентрированной кубической решетке (а = 4,9389Å), аллотропических модификаций не имеет. Атомный радиус 1,75Å, ионные радиусы: Рb 2+ 1,26Å, Рb 4+ 0,76Å. Двойниковые кристаллы по . 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/см 3 (+20 °С). С повышением температуры плотность свинца падает. Предел прочности на растяжение — 12—13 МПа (МН/м 2 ). 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

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

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

КЛАССИФИКАЦИЯ

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Свинец (Plumbum, Pb) характеристики свойства металла

Свинец (Plumbum, Pb) – вещество, тесно связанное с понятием «тяжести». Действительно, каждому владельцу автомобиля, непременно приходилось поднимать аккумуляторную батарею и лично убедится в справедливости сравнения. Это вещество относится к ряду первых обнаруженных на земле металлов.

• 1 Где и как формируется (образуется) свинец?
• 2 Добыча металла по странам мира
• 3 Физические свойства «Plumbum»
• 4 Химические свойства свинца
• 5 Для чего используется серый «тяжёлый» металл?
  • 5.1 Защита
  • 5.2 Окраска
  • 5.3 Сантехника
  • 5.4 Оружие
  • 5.5 Аккумуляторы
  • 5.6 Сплавы

  Где и как формируется (образуется) свинец?

  В своё время римляне использовали этот металл для создания сложных сетей водопроводных труб. Между тем металл серого цвета, обозначенный химическим символом «Pb», в процессе исследований отметился серьёзным негативным влиянием на здоровье людей.

  По этой причине на современном этапе вещество стремятся удалять из состава повседневно используемых вещей, бензина, красок и т.д. Вместе с тем, этот же металл выступает эффективным средством радиационной защиты.

  Химический элемент «Plumbum» достаточно широко распространён в коре Земли (36-й элемент). Однако, как и большая часть других металлов, свинец достаточно сложно обнаружить в чистом виде.

  Большая часть металла поступает из руды (минерального сырья), получившего название — галенит (сульфид свинца — PbS). Меньшее количество присутствует в других видах руды, например в составе церуссита (карбонат свинца, PbCO₃ или «белая свинцовая руда») и англезита (сульфат свинца, PbSO₄).

  

  Галенит превращается в чистый свинцовый металл посредством многоступенчатого процесса. Прежде всего, галенит измельчается и тщательно вымывается с целью удаления грязи и примесей.

  Затем свинец извлекается либо посредством плавки (нагрев в коксовой печи), либо двухступенчатым процессом, включающим обжиг с превращением сульфида свинца в оксид свинца, с последующим плавлением для удаления кислорода.

  Многие драгоценные металлы нередко присутствуют в составе руды галенита:

  которые также извлекаются во время процесса извлечения «Plumbum». Примерно половина всего потребляемого в настоящее время свинца производится путём переработки нежелательных отходов, в частности, старых автомобильных аккумуляторов.

  Добыча металла по странам мира

  Многие страны мира активно добывают «Plumbum». Ведущим добытчиком металла выступает Китай (половина всей мировой добычи). Далее идут:

  В своё время Соединенные Штаты добывали около трети всего мирового запаса, но на момент 2018 года производство серого тяжёлого металла в этой стране составляет не более 7% от мирового производства.

  

  Большая часть добываемого в США металла поступает с Аляски и Миссури, несколько меньшая из Айдахо и Вашингтона. Около 60% металла, используемого в Америке, производится из «вторичных» (переработанных) источников.

  На территории России уровень добычи примерно сопоставим с американской добычей (около 5%). Однако российская добыча лишь немногим отставала от Китая во времена существования СССР. То есть с точки зрения запасов богатый ресурс в России существует.

  Физические свойства «Plumbum»

  Рассматриваемые свойства металла, на первый взгляд ничем особенным не отмечаются:

  • мягкий,
  • слабый,
  • плохой проводник электричества,
  • тяжёлый,
  • плотный,
  • имеющий низкую температуру плавления.

  Однако из положительных сторон можно отметить свойства мягкости (легко обрабатывается) и пластичности. Чистый металлический свинец быстро окисляется на открытом воздухе, образует защитное покрытие оксидом свинца. Металл устойчив против образования коррозии под влиянием кислот (серной, соляной) и воды.

  Свинец обладает валентностью (объединяющей способностью) +2 / +4, соединяясь с множеством других элементов, в результате чего получаются полезные соединения «Plumbum» II группы и «Plumbum» IV группы, включая оксиды, сульфаты, карбонаты.

  Химические свойства свинца

  Для промышленного производства наиболее важным соединением является жёлтый порошок, именуемый — глет (оксид свинца). Глет выступает жизненно важным компонентом для производства всех видов стекла, а также масел и инсектицидов.

  

  Другой полезный оксид — триоксид свинца (Pb3O4), образует знакомый пигмент «красного металла», который широко используется в составе антикоррозийных красок для защиты железных конструкций.

  Карбонат свинца (2PbCO₃) · Pb (OH)₂) также является пигментом («белый свинец»), история применения которого насчитывает более 2000 лет. Хромат свинца («желтый хром») используется в качестве «жёлтого пигмента» для производства других различных пигментов.

  До начала 1980-х годов одним из наиболее важных соединений рассматривался тетраэтилсвинец — Pb(CH₃CH₂)₄, присадка, улучшающая характеристики двигателей внутреннего сгорания. После широко распространенных претензий по вопросу загрязнения воздуха, большинство автомобилей перевели для работы на «неэтилированном» бензине без содержания этого вещества.

  Другие важные соединения «Plumbum» включают ацетат свинца II группы — «сахар свинцовый» (используется при производстве красок, лаков и красителей), а также азид свинца (взрывчатое вещество, используемое в конструкциях подушек безопасности).

  

  Для чего используется серый «тяжёлый» металл?

  Рассмотренные физические и химические полезные свойства свинца позволяют в какой-то степени предсказать, для чего этот металл может использоваться:

  Защита

  Свойства плотности и тяжести металла очень полезны в качестве материала защиты людей от вредного излучения (к примеру, рентгенологи, применяющие свинцовые экраны или фартуки).

  Окраска

  Яркие, долговечные соединения удачно подходят для пигментов и красителей. Правда, по причине угрозы здоровью людей, свинец пришлось удалять из состава многих красок (особенно красок детских игрушек).

  Сантехника

  Свойства успешно сопротивляться коррозии сделали металл отличным материалом для строительства кровли и водопровода. Однако, опять же в связи с проблемами здоровья и безопасности многие свинцовые водопроводные трубы пришлось удалять и заменять на пластиковые.

  Оружие

  Вес металла оказался полезным для производства пуль стрелкового оружия. Но в этой области, опять же, рассматривается вопрос опасений воздействия на здоровье. Абсурд, но факт.

  Аккумуляторы

  Несмотря на слабо выраженные свойства электрической проводимости, свинец используется совместно с серной кислотой для хранения и выделения электрической энергии в результате химической реакции. Именно на таком принципе работают автомобильные аккумуляторы.

  Сплавы

  К важным свинцовым сплавам относятся оловянные (используются для изготовления посуды), антикоррозийные покрытия для электрических кабелей, кислотостойкие прокладки для химических резервуаров и припои с относительно низкими температурами плавления.

  Заключительный штрих

  Современные технологии позволяют существенно снизить обязательное применение свинцовых добавок при производстве различных широко распространённых вещей, материалов, продуктов.

  Высокие концентрации «Plumbum» встречаются только в составе старого оборудования, древних лакокрасочных покрытий, изделий достаточно давнего производства. Безопасность для людей фактор, конечно, значимый. Однако полезные свойства «тяжёлого» металла остаются важными для развития технологий.

  КРАТКИЙ БРИФИНГ

  Z-Сила — публикации материалов интересных полезных для социума. Новости технологий, исследований, экспериментов мирового масштаба. Социальная мульти-тематическая информация — СМИ .

  Все о свинце

  

  Свинец – это сравнительно легкоплавкий, ковкий металл серого света. В таблице Менделеева он обозначен атомным номером 82 и буквами Pb. Свинец относится к тяжелым металлам и встречается в окружающей среде чаще, чем золото или ртуть, например.

  Соли металла одновременно опасны и полезны. Благодаря своим свойствам, элемент, в соединении с другими веществами, широко используется в промышленности для изготовления автомобильных аккумуляторов, защиты кабелей от коррозии, производства оружия. В то же время, пары металла крайне опасны для человека. Они выделяются под воздействием высокой температуры и даже теплой воды, поэтому использование элемента четко регламентируется.

  Важной частью защиты окружающей среды от тяжелых металлов является прием свинца и его дальнейшая переработка с целью повторного использования. В Москве также организованы места приема металлолома. Его сбор и продажа приносит пользу природе и финансовую выгоду владельцам отработанного сырья. Например, можно сдать старый аккумулятор от автомобиля и выручить около 300 рублей.

  Цена за кг на лом свинца

  Вид свинца	Цена за кг, руб.
  кабельный чистый	85-97
  кабельный в гудроне	80-93
  типографский (гарт)	70-86
  переплав	69-89
  грузики	38-49

  Свойства и характеристики

  

  Свинец не прочный металл, но довольно пластичный. Из него удается делать листы и прутки очень малой толщины и практически любой формы. Как и другие металлы, он хорошо проводит электроток, хотя и намного хуже меди.

  На открытом воздухе быстро образуются окиси свинца, которые отлично защищают его от воздействия внешней среды. Благодаря этому свойству, он получил широкое распространение в промышленности. Существует 6 основных окисей свинца. Каждая из них имеет свои свойства и характеристики, а также область применения. Самые популярные из них – 2 и 4.

  Например, 4 оксид используется для ускорения процесса засыхания масляных красок. 2 оксид массово применяется в АКБ или в качестве покрытия для электродов. Большинство окисей свинца незаменимо при изготовлении радиотехники и получения свинцовых солей при химическом синтезе.

  • Плотность вещества – 11.34 г/см3.
  • Температура переплавки элемента – 327.46 С.
  • Температура закипания – 1749 С.
  • Устойчивость к нагрузке на разрыв – 12-3 Мпа, на сжатие – 50 Мпа.
  • Теплопроводность – 33.5 вт/(м*К).

  Взаимодействие свинца с кислотами

  Свинец – металл с малой активностью. Он слабо показывает себя в соединении с другими веществами и легко подавляется активными металлами в растворах. Контактируя с соляной или серной кислотой, элемент почти не растворяется. Это объясняется появлением на нем оболочки хлорида и сульфата. При соединении с крепкой серной кислотой, из свинца можно получить растворимый гидросульфат. В соляной кислоте высокой температуры элемент образует комплексный хлорид. Азотная кислота запросто окисляет свинец, а вода – гидролизует.

  Соединение с уксусной кислотой дает легкорастворимый ацетат. При контакте с кислородом металл отлично растворяется в органической кислоте. Эта способность раньше могла вызывать отравление, если посуда была обработана с помощью свинцового припоя.

  Свинцовые соли – опасность для природы и человека

  Как было сказано, свинец – это тяжелый металл, опасный для внутренних органов. Он поражает мозг, печень и опорно-двигательный аппарат. Соли свинца имеют способность скапливаться в костных тканях человека. Для их выявления в теле, делают анализ крови.

  Особенно сильно свинцовые соли сказываются на детях дошкольного возраста. Абсорбция металла в их тело в 4-5 раз выше, чем в тело зрелого человека. Накопленный свинец плачевно сказывается на беременности, нанося непоправимый вред плоду. Он влияет на интеллектуальные способности, умение концентрироваться, усваивать знания.

  Безопасная доля свинцовых солей в крови не установлена. Однако доказано, что по мере усиления их воздействия усугубляется тяжесть признаков отравления. Описанные выше отклонения в развитии могут быть вызваны даже самым малым содержанием элемента – 5 мкг/дл.

  Сфера применения. Свинцовые краски

  Термин «свинец» у многих ассоциируется с краской. На его основании, в соединении с другими веществами, долгое время делали свинцовые белила – минеральный красящий состав. Его основой являются свинцовые соли 2PbCO3·Pb(OH)2. Он характеризуется сильной кроющей способностью и имеет белоснежный цвет, благодаря чему свинцовые белила и приобрели свою популярность.

  Такая краска очень ядовитая. Попадая внутрь человека даже в микроскопической дозе, она может привести к необратимым процессам в головном мозге и организме в целом. Сегодня из-за возможной опасности для окружающей среды, свинцовые белила запрещены в большинстве стран мира, включая РФ.

  Другие места использования свинца в процентном соотношении:

  • АКБ – 60%
  • Оболочки для проводов – 10%
  • Листы и трубы – 10%
  • Химикаты, красители (в том числе, художественные краски) – 5%
  • Сплавы и припои – 10%.

  Важность переработки

  Как видим, свинец – непростой элемент Менделеевской таблицы. Он может быть как полезным, так и опасным для человека, потому что вызывает отравление. Чтобы уменьшить не контролированное распространение в мире, рекомендуется собирать его для переработки.

  Производство изделий из переработанного металла снижает загрязнение природы и риск для человека. Существуют способы, позволяющие очистить элемент от других веществ, которые были выработаны в процессе эксплуатации, и пустить его во вторичное использование.

  В Москве и других городах России открыты пункты приема, которые активно скупают у населения изделия с содержанием свинца. Преимущественно, АКБ и кабели.

  Передав металл для дальнейшего производства, человек помогает не только себе, но и будущим поколениям. Крайне нежелательно отвозить изделия с содержанием свинцовых солей на свалку. Металл легко проникает в почву и воду. При горении (а пожары часто возникают на свалках) свинец выделяет в воздух ядовитые пары. Именно поэтому настоятельно рекомендуется обращаться в пункты приема металла и сдавать свинец на переработку и в дальнейшее производство. Сегодня средняя цена за 1 кг элемента составляет от 75 рублей.

  Источник https://mineralpro.ru/minerals/lead/

  Источник https://zetsila.ru/%D1%81%D0%B2%D0%B8%D0%BD%D0%B5%D1%86-%D1%85%D0%B0%D1%80%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B8-%D0%B8-%D1%81%D0%B2%D0%BE%D0%B9%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B0/

  Источник https://metallolom-msk.ru/vse-o-svincze.html

  Похожие записи:

  1. Отравление свинцом (Плюмбизм, Сатурнизм)
  2. Расширенный анализ крови (40 показателей)
  3. Хелатирование (хелирование) – эффекты и побочные эффекты
  4. Как «сатанинский грохот» стал мэйнстримом, или почему Heavy Metal полезен для здоровья