Свинец. Получение и использование

3.2 В медицине

Широкого  применения в медицине свинец не получил  из-за своей высокой токсичности. Используется только Pb(CH3COO)2•3H2O, или свинцовая вода, для примочек от ссадин. Тяжелый свинец хорошо задерживает губительные для человека излучения и потому свинцовые экраны используются для защиты работников рентгеновских кабинетов, в свинцовых контейнерах хранят и перевозят радиоактивные препараты.

4. Получение свинца

Основным  сырьем для производства свинца являются сульфидные полиметаллические руды. Наибольшее распространение имеют  свинцово-цинковые и медно-свинцово-цинковые руды. Помимо свинца, в таких рудах обычно содержатся цинк, медь, кадмий, висмут, золото, серебро, мышьяк, сурьма, таллий, селен, теллур, германий и индий. В природе встречаются также смешанные и окисленные руды, которые имеют в настоящее время ограниченное промышленное значение.

Важное  место в общем балансе производства свинца занимает вторичное сырье  — промышленные лом и отходы: аккумуляторный бой, оболочки кабелей, свинцовые сплавы и т.д. На долю вторичного сырья приходится около 40 % от общего выпуска свинца.

Важнейшим свинцовым минералом является галенит  PbS. В смешанных и окисленных рудах встречаются церуссит РbСОз и англезит PbS0₄. Основные сопутствующие металлы в свинецсодержащих рудах присутствуют в форме сфалерита ZnS. халькопирита CuFeS₂. гринокита CdS. арсенопирита FeAsS₂, пирита FeS₂ и пирротина Fe₇ S₈. Пустая порода представлена различными силикатами и карбонатами.

Свинцовые руды, содержащие не более 8—9 % Рb, для непосредственной металлургической переработки непригодны. По этой причине практически все добываемые руды подвергают обогащению методом селективной флотации.

При обогащении свинецсодержащих руд преследуют две цели: отделить большую часть пустой породы и одновременно разделить основные пенные компоненты по самостоятельным концентратам. Максимально при обогащении полиметаллических руд получают шесть продуктов — свинцовый, цинковый, медный, пиритный и баритовый концентраты и отвальные хвосты. Селекция металлов по одноименным концентратам, перерабатываемым на соответствующих заводах, обеспечивает упрощение и удешевление технологии их переработки и повышенное извлечение всех ценных компонентов.

При производстве свинца обычно перерабатывают свинцовые  концентраты, содержащие, %: 30—80 РЬ_; 1—14 Zn; до 10 Сu; 2-15 Fe; 9-15 S; 2-13 SiO₂,; до 5 кг/т Аu+Аg. На свинцовых предприятиях качестве сырьевых материалов используют также пыли сернокислотных установок, медеплавильных и цинковых заводов и заводов вторичной металлургии.

Для переработки  сульфидных свинцовых концентратов применимы в принципе как пирометаллургическая, так и гидрометаллургическая  технология. Однако гидрометаллургические способы извлечения свинца вследствие технологического несовершенства не конкурентоспособны с пирометаллургией и до сего времени не нашли применения в промышленности.

Возможны  три метода выплавки синица из сульфидных концентратов: реакционной, осадительной и восстановительной плавкой.

Реакционная плавка пригодна для переработки только очень богатых по свинцу концентратов с минимальным содержанием примесей и поэтому имеет ограниченное применение. В основе реакционной плавки лежит принцип частичного обжига концентрата;

2PbS+3O₂=2PbO+2SO₂, PbS+ +2O₂=PbS0₄

с последующим  взаимодействием продуктов обжига с остатком сульфида свинца

PbS+2PbO=3Pb+SO₂ и PbS +PbSO₄=2Pb-f-2SO₂.

Для наиболее полного восстановления свинца необходимо, чтобы концентрат содержал как можно  меньше примесей, изолирующих реагенты, участвующие в реакциях. Реакционная  плавка может быть осуществлена в  горнах, в электропечах, кивцэтным процессом и т. д.

Осадительная плавка основана на реакции вытеснения синил из его сульфида железом

PbS+Fe=-Pb+FeS.

Хотя  осадительная плавка полностью не применяется в настоящее время и промышленности, реакция, лежащая в ее основе, частично реализуется в практике шахтной восстановительной плавки.

По указанным  причинам современная металлургия свинца практически полностью базируется на использовании технологических схем, включающих восстановительную плавку.

Прямое  восстановление сульфидов традиционными  углеродистыми восстановителями —  задача очень сложная и технологически в промышленных условиях не осуществимая. В то же время оксид свинца (глет) очень легко восстанавливает  си уже при 160—180°С даже в слабо восстановительной атмосфере

Чтобы получить металлический свинец методом восстановительной плавки и сульфидных концентратов, их нужно предварительно подвергнуть окислительному обжигу с одновременным спеканием, так как плавку на черновой свинец ведут в шахтных печах Обожженный агломерат плавят с коксом; свиней при этом восстанавливается по реакции РbО+СО—РЬ+СО₂.

Примеси с большим сродством к кислороду  при плавке образуют шлак, а с  малым — восстанавливаются до металлов и растворяются в свинце. Загрязненный свинец, содержащий обычно не менее десяти примесей, называется черновым После выпуска из печи черновой свинец в жидком визе направляют на рафинирование.

1. Технологическая схема получения свинца

 

5. Заключение

Таким образом, свинец - один из самых распространенных тяжелых металлов. Он содержится в земной коре - 0,0016 % по массе, в морской воде - 0,03 мкг/л. Известно много рудных месторождений, богатых свинцом, причем металл легко выделяется из минералов. Месторождения свинца известны в России, Армении, Германии, Мексике.

Свинец используется во многих отраслях, т.к. он имеет довольно низкую теплопроводность, большой заряд и высокую плотность, вследствие чего является лучшим поглотителем гамма-излучения (начальной радиации, состоящей в основном из гамма лучей).

По данным International Lead and Zinc Study Group, производство рафинированного свинца в мире в 2009 году выросло на 2 %, составив 8,827 млн тонн. При этом потребление выросло до 8,756 млн тонн против 8,649 млн тонн в 2008 году, то есть на 1,2 %.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Список использованной литературы:

1. Басов А.И  Механическое оборудование обогатительных  фабрик и заводов тяжелых цветных  металлов. 3-е изд. М,: Металлургия, 1984. 526с

2. Гудима  Н.В., Шейн Я.П. Краткий справочник  по металлургии цветных металлов. М,: Металлургия, 1975. 536с

3. Севрюков Н.Н., Кузьмин Б.Н., Челещев Е.В. Общая металлургия. М,: Металлургия, 1976. 568 с

4. Шиврин Г.Н. Металлургия свинца и цинка. М Металлургия, 1982. 352 с.

5. Уткин Н.И.  Металлургия цветных металлов