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(早于公元前3000年)已有用铅制作的小人像。中国商代中期在青铜器铸造中已使用铅。铅的矿物(见图)有原生硫化矿和次生氧化矿两种。硫化矿的主要矿物为方铅矿(PbS),氧化矿主要有白铅矿(PbCO3)和硫酸铅矿(PbSO4)。方铅矿是生产铅的主要矿物。
化学元素,元素符号Pb,原子序数82,原子量207.2,属周期系ⅣA族。
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(早于公元前3000年)已有用铅制作的小人像。中国商代中期在青铜器铸造中已使用铅。铅的矿物(见图)有原生硫化矿和次生氧化矿两种。硫化矿的主要矿物为方铅矿(PbS),氧化矿主要有白铅矿(PbCO3)和硫酸铅矿(PbSO4)。方铅矿是生产铅的主要矿物。
铅是最软的重金属,也是密度大的金属之一。铅的密度(20℃)为11.68克/厘米3,熔点327.4℃。灰白色金属。晶体结构为面心立方。常见化合价为+2和+4。铅在空气中表面氧化生成氧化铅膜,在潮湿并含有二氧化碳的空气中生成碱式碳酸铅,这些生成物都能阻止铅继续氧化。铅是两性金属,可形成铅酸盐。铅和盐酸或硫酸作用,形成几乎不溶的氯化铅(PbCl2)或硫酸铅(PbSO4),从而防止铅继续腐蚀。铅的展性好,还易与其他金属制成合金。
炼铅原料主要是硫化铅矿,经选矿得到铅精矿,一般成分为铅40%~75%,锌1%~10%,硫16%~20%。主要采用火法炼铅,主要流程包括铅精矿的烧结焙烧、鼓风炉还原熔炼和粗铅精炼三个步骤。直接炼铅的方法有基夫赛特法、奥托昆普闪速熔炼法、氧气顶吹旋转转炉炼铅法(TBRC)、奥斯麦特法和氧气底吹炼铅法(QSL)等。中国自行开发的氧气底吹直接炼铅法即水口山法(SKS)、富氧顶吹-鼓风炉强化还原法(I-Y法),以及富氧底吹氧化底吹还原法(双底吹法)与富氧底吹侧吹还原法(底侧吹法)已得到大面积推广,占铅产量的80%。
铅的蒸气和粉尘能通过呼吸道及食道进入人体引起中毒,使人产生贫血、腹痛、痉挛等病状,眼和肾受损害。铅生产过程中应注意环境保护,加强烟气净化除尘,发现生产人员体内含铅量高时,应及时治疗排铅。
铅的主要用途有制造铅蓄电池中的正、负极板;制备合金,铅合金有蓄电池合金、铅字合金、耐蚀合金、高耐磨高载荷合金、耐辐射防护材料以及各种工业用铅化合物。随着现代汽车工业发展,铅酸蓄电池铅合金用铅已占产量的80%。铅锡锑合金用于铸造铅字和制造模型等,用于印刷工业已有500多年历史。铅管和铅板用作防腐材料,加入锑可使铅基体强化,含锑6%左右的铅合金用作化工设备和管道等耐蚀构件。铅合金的自润性、磨合性和减震性好且噪声小,是良好的轴承合金。含砷2.5%~3.0%的铅合金适于制作高载荷、高转速、抗温升的重要机器轴承。铅对X射线和γ射线有良好的吸收性,广泛用作X光机和原子能装置的防护材料。铅白[2PbCO3·Pb(OH)2]、铅丹(Pb3O4)、铅黄(PbCrO4)、密陀僧(PbO)等化合物可用作颜料。盐基性硫酸铅、磷酸铅和硬脂酸铅用作聚氯乙烯的稳定剂。