铅是一种金属化学元素，元素符号Pb，原子序数为82，原子量为207.2，是原子量最大的非放射性元素。金属铅为面心立方晶体。金属铅是一种耐蚀的重有色金属材料，铅具有熔点低、耐蚀性高、X射线和γ射线等不易穿透、塑性好等优点，常被加工成板材和管材，广泛用于化工、电缆、蓄电池和放射性防护等。在常温下在空气中，铅表面易生成一层氧化铅或碱式碳酸铅，使铅失去光泽且防止进一步氧化。易和卤素、硫化合，生成PbCl4、PbI2、PbS等。熔融的铅空气反应生成一氧化铅，将铅在纯氧中加热可得二氧化铅。与盐酸反应放出氢气并生成微溶性的PbCl2，覆盖在铅表面，使反应中止。与热浓盐酸反应生成HPbCl3和H2。与稀硫酸反应放出氢并生成难溶的PbSO4覆盖层，使反应中止。但易溶于热的浓硫酸生成Pb(HSO4)2并放出SO2。跟稀硝酸或浓硝酸反应都可生成硝酸铅Pb(NO3)2。在有氧存生条件下可溶于醋酸等有机酸，生成可溶性的铅盐。跟强碱溶液缓慢的反应放出氢气生成亚铅酸盐。 在有氧气条件下跟水反应生成难溶的Pb(OH)2。铅在加热熔化时最初氧化为PbO2，继续升温分解为PbO，升温到603～723K时生成Pb3O4（即铅丹）。Pb2O3或Pb3O4在高温下易离解生成稳定的PbO。铅在SO2中非常稳定，铅几乎不与纯的CO2作用，普通水对铅的腐蚀很轻微。铅易溶于硝酸、硼氟酸、硅氟酸和醋酸，常温下难溶于硫酸、盐酸、氢氟酸。NH4OH溶液或通空气的稀NaOH溶液能徐徐溶解铅。铅能溶于硝酸银溶液，其他的硝酸盐和氯化物会腐蚀铅。钾、钠、铁、氨的硫酸盐和钾的碳酸盐、氰化物溶液对铅不起作用。铅在空气中表面生成致密的氧化铅膜，在潮湿并含有二氧化碳的空气中生成碳酸铅膜，在硫酸中生成硫酸铅膜，这些生成膜起到良好的保护作用。因此铅在许多介质中，特别是在硫酸中，有极好的耐蚀性。铅工业区大气中的腐蚀速度为0.00043～0.00068 mm/a；在天然海水中的腐蚀速度为0.01～0.015 mm/a；当硫酸的浓度高达70%～80%、温度为50℃时，铅仍有很好的耐蚀性。铅的地壳丰度较铜、锌、锡小。自然界中最主要的铅矿是硫化矿，其次是氧化铅矿。硫化铅矿主要组成为原生的方铅矿（PbS）。但单一的硫化铅矿很少，常与闪锌矿伴生，合称铅锌矿。另外的伴生矿物常有辉银矿（Ag2S）、黄铁矿（FeS2）、黄铜矿（CuFeS2）、硫砷铁矿（FeAsS）、辉铋矿（Bi2S3）及铟、锗、镓、铊、碲等稀散元素的矿物。铅锌矿成分复杂，要预先经过选矿富集方宜进行冶炼。氧化铅矿主要由白铅矿（PbCO3）和铅钒（PbSO4）组成，属次生矿，多出现在硫化矿的上层，或与硫化矿共生。含铅废杂料也是生产铅的重要资源。铅的提取冶金分火法炼铅和湿法炼铅两类方法，在工业生产中前者应用较多。传统的火法炼铅方法一般包括铅精矿烧结焙烧、铅熔炼、粗铅火法精炼或（铅电解精炼）三大环节。传统的铅熔炼方法以鼓风炉还原熔炼法炼铅的应用最为广泛。用这种方法生产的铅占总产铅量的85%。鼓风炉还原熔炼法炼铅是一种用焦炭作还原剂把铅的氧化物还原为粗铅的方法，此法须先经烧结焙烧把硫化铅精矿中的大部分PbS转变成PbO，并使烧结焙烧料烧结成块。铅熔炼产出的粗铅还含有很多杂质，需经火法精炼或电解精炼才能获得达到产品质量标准、满足用户要求的精铅，并回收粗铅中的有价金属。粗铅火法精炼在当今的铅精炼中占主导地位。传统的火法炼铅法存在对环境污染严重、原料中的硫难以回收、能耗大和生产效率低等问题，自20世纪50年代以来世界一些国家竞相研究直接炼铅法，以取代传统的火法炼铅法。到90年代已进行工业生产或半工业试验的有基夫赛特炼铅法（KIVCET-CS）、氧气底吹炼铅法（QSL）、艾萨熔炼法炼铅（ISA）、闪速熔炼法炼铅等。这些直接炼铅法的共同特点是不要经过单独的烧结焙烧处理，基本实现自热熔炼，烟气便于制酸，对环境污染程度轻，从发展看，有可能取代传统的火法炼铅法。铅是制造蓄电池、电缆、子弹和弹药的原材料，也是汽油的添加剂。铅化合物用作颜料、玻璃、塑料和橡胶的原料。由于金属铅具有优良的耐酸、碱腐蚀性能，广泛用于制造化工和冶金设备。铅合金用作轴承、活字金和焊料等。此外，铅也开拓了一些新的用途。如用作沥青的稳定剂，以延长路面使用寿命；用于制造核电站屏蔽和核废料贮罐，电业部门调整负荷的大功率蓄电池组，及磁流体动力学装置等。铅是人类较早提炼出来的金属之一，早在公元前三千年左右就被人类发现并应用。埃及前王朝时期（早于公元前3000年）即有用铅制作的小的人像，美索不达米亚于乌拉克三期（UruⅢ，公元前3000年）已用铅制成小容器或锤成薄片，中国发现最早的是河南偃师二里头遗址出土的铅块，它存在于距今约3500至4000年。在商代和西周的墓葬中出土了铅制的爵、觚、尊、鼎和戈，西周（公元前11世纪～前771年）的铅戈含铅达99.75%。 直到公元前15世纪之后，铅才较常见于巴勒斯坦一带。但直到17～18世纪铅才开始较大规模生产，主要产铅国家有美国、前苏联、日本、德国、英国、 中国等。铅酸蓄电池（简称铅酸电池）从问世至今已有150多年的历史，因其价格低廉、技术成熟、性能可靠等优势，已成为目前化学电源中产量最大、应用最广的二次电池，长期以来被广泛应用于社会生产和生活的多种场合。铅酸电池是利用铅的不同价态固相反应实现充放电的，电池放电时，两个电极的活性物质分别变成PbSO4，充电时，反应向逆反应方向进行，电解质硫酸是一种活性物质。正负极电极反应适用溶解-沉淀机理而不是固态离子传递或者膜形成机理。铅酸电池在室温室压下的标准槽电压为2.1 V。
关注微信
手机网站
微信咨询