|
|
 |
|
Металлы
 |
Свинец
 |
Исторические сведения
Свинец используется многие тысячелетия, поскольку он широко распространён, легко добывается и обрабатывается. Он очень ковкий и легко плавится. Выплавка свинца была первым из известных человеку металлургических процессов. Бусины из свинца, датируемые 6400 годами до н. э., были найдены в культуре Чатал-Хююк[6]:8. Самым древним предметом, сделанным из свинца, часто считается[6]:8 статуэтка стоящей женщины в длинной юбке времён первой династии Египта, датируемая 3100—2900 годами до н. э., хранящаяся в Британском музее (инвентарный номер EA 32138)[7]. Она была найдена в храме Осириса в Абидосе и привезена из Египта в 1899 году[8]. В Древнем Египте использовались медальоны из свинца. В раннем бронзовом веке свинец использовался наряду с сурьмой и мышьяком. Указание на свинец как на определённый металл имеется в Ветхом Завете (Зах. 5:7).
Свинцовые трубы древнеримского водопровода с надписями |
Самым крупным производителем свинца доиндустриальной эпохи был Древний Рим, с годовым производством до 80 000 тонн. Добыча свинца римлянами происходила в Центральной Европе, римской Британии, на Балканах, в Греции, Малой Азии и Испании. Римляне широко применяли свинец в производстве труб для водопроводов, на свинцовые трубы часто наносились надписи с именами римских императоров. Однако ещё Плиний и Витрувий считали применение свинца для производства труб вредным для общественного здоровья.
Папская булла 1637 года со свинцовой печатью
После падения Римской империи в V веке н. э. использование свинца в Европе упало и оставалось на низком уровне на протяжении примерно 600 лет. Затем свинец начали добывать в восточной Германии.
Свинцовый сахар ещё с римских времён добавляли в вино для улучшения его вкусовых качеств, это стало широко применяться и продолжалось даже после запрета папской буллой в 1498 году. Такое использование свинца в средние века приводило к эпидемиям свинцовой колики[9].
В Древней Руси свинец использовали для покрытия крыш церквей, а также широко применяли в качестве материала навесных печатей к грамотам[10]:119-120[6]:16,28. Позднее, в 1633 году, в Кремле был сооружён водопровод со свинцовыми трубами, вода по которому поступала из Водовзводной башни, он просуществовал до 1737 года[6]:101.
В алхимии свинец ассоциировался с планетой Сатурн и обозначался её символом ?[11]. В древности олово, свинец и сурьму часто не отличали друг от друга, считая их разными видами одного и того же металла, хотя ещё Плиний Старший различал олово и свинец, называя олово «plumbum album» (белый плюмбум), а свинец — «plumbum nigrum» (чёрный плюмбум)[6]:8-9.
Индустриальная революция привела к новому росту потребности в свинце. К началу 1840-х годов годовое производство очищенного свинца впервые превысило 100 000 тонн и выросло до более чем 250 000 тонн в течение последующих 20 лет. До последних десятилетий XIX века добыча свинца в основном проводилась тремя странами: Британией, Германией и Испанией. К началу XX века добыча свинца в странах Европы стала меньше, чем в других странах, благодаря увеличению добычи в США, Канаде, Мексике и Австралии[12].
До 1990 года большое количество свинца использовалось (вместе с сурьмой и оловом) в типографских сплавах для отливки типографских шрифтов, а также в производстве тетраэтилсвинца, применяемого для повышения октанового числа моторного топлива[13].
Получение
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)[6]:37-38. 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 дальнейшей очистке. Сначала для удаления меди применяют зейгерование и последующую обработку серой[6]:42. Затем щелочным рафинированием удаляют мышьяк и сурьму. Далее выделяют серебро и золото с помощью цинковой пены и отгоняют цинк[6]:45. Обработкой кальцием и магнием удаляют висмут. В результате рафинирования содержание примесей падает до менее чем 0,2 %[11].
|
|
Заливка свинца в формы
|
|
|
Основными потребителями свинца остаются предприятия, производящие автомобильные свинцовые аккумуляторы. По некоторым данным более 60% добываемого металла, используется для изготовления АКБ. Аналогов этому материалу пока нет – гальванический процесс активно проходит только с этим материалом, а противодействие коррозии увеличивает службы аккумуляторной батареи.
|
Применение свинца
Не смотря на токсичность и некоторые недостатки, свинец сегодня используется широко. У этого металла есть полезные свойства и некоторые особенности, которые позволяют его применять во многих сферах жизнедеятельности людей. В основном сегодня данный сплав используют:
• Для защиты от радиации – в медицине, атомной промышленности, научной деятельности;
• Электротехника – способность выдерживать коррозию привела к тому, что большинство автомобильных аккумуляторов сегодня являются свинцовыми, также из этого металла делают оболочку кабеля, предохранители, сверхпроводники;
• Военная промышленность – в составе взрывчаток, при изготовлении снарядов, дроби, пуль;
• В строительстве – для производства цемента и шпатлевок, в защитных составах для керамики и стекла.
Также этот сплав применим в случаях, когда нужен предмет большой массы, при небольших габаритах, например, в джиговой рыболовной оснастке, где вес головки приманки играет важную роль. Для чего используется свинец, а не его аналоги, если он токсичен – сложный вопрос, разберемся подробнее где и как применяют этот металл.
Защита от радиации свинцом
Доказано наукой, что свинец способен защитить от воздействия радиации, поэтому может использоваться в местах где регулярно возникает излучения. К примеру, этот металл один из основных материалов при обустройстве рентгеновского кабинета. Из свинца делают защитной слой на мобильных перегородках, стенах, дверях, потолке, полу. Также в медицине и на производствах, используют одежду из свинца, в виде фартуков, перчаток, наплечников и подобных средств защиты. Не смотря на токсичность сплава, его продолжают использовать, так как аналог с таким же свойством не найден.
Применение свинца в электротехнике
Около 80% производимого в мире свинца расходуется на изделия, связанные с электроникой. Оболочки кабелей, предохранители, сверхпроводники, провода – высокое сопротивление коррозии позволяет электронике и электросетям служить дольше.
Основными потребителями свинца остаются предприятия, производящие автомобильные свинцовые аккумуляторы. По некоторым данным более 60% добываемого металла, используется для изготовления АКБ. Аналогов этому материалу пока нет – гальванический процесс активно проходит только с этим материалом, а противодействие коррозии увеличивает службы аккумуляторной батареи.
Другие области применения свинца
Звукопоглотительные свойства привели к тому, что свинец используют как звукоизоляцию. Но это применение достаточно редкое – нужно обеспечить качественную оболочку свинцовому слою, чтобы его пары не отравили человека, находящегося в помещении.
В металлургической промышленности свинец используют при производстве легкоплавких сплавов. Как материал он служит компонентом в составах с висмутом, оловом, кадмием и другими металлами. Свинец используют при литье подшипников, для припоя, в изделиях с кислотоупорными свойствами.
В рыбалке и охоте популярность этого металла обусловлена легкой плавкостью, большой плотностью и массой. Грузила, рыболовные оснастки, джиг головки, кормушки – всё это должно иметь минимальный размер и максимально возможную массу, поэтому и изготавливаются они преимущественно из свинца. Так же обстоит дело с дробью, пульками, патронами для пневматики и охотничьего ружья. Большой вес металла позволяет использовать его в роли грузиков и гирь, строительных отвесов.
Отдельно следует выделить использование свинца при пломбировании счетчиков. Благодаря тому, что данный металл пластичный и в нем легко можно оставить штамп, среди коммунальных служб свинцовые пломбы стали весьма популярны. Простота изготовления таких пломб и их надежность проверена временем.
|
|
