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鉛
原子序數(shù)82的金屬元素
鉛外觀圖
鉛（lead），重金屬元素，位于元素周期表的第六周期IV主族，化學(xué)符號(hào)為Pb，原子量是207.21，原子序數(shù)為82，和碳、硅、鍺、錫共稱碳族元素。鉛具有硬度小、密度大、熔點(diǎn)低、沸點(diǎn)高、展性好、延性差，對(duì)電和熱的傳導(dǎo)性能差、高溫易揮發(fā)、液態(tài)流動(dòng)性大等物理特性。常溫下，鉛在潮濕和含有二氧化碳的空氣中，形成暗灰色覆蓋膜，在空氣中加熱易被氧化，且易溶于硝酸、醋酸溶液中。鉛是一種有毒的重金屬，對(duì)人體有較大毒性，并可在人體內(nèi)積累。鉛無(wú)法再降解，一旦排入環(huán)境很長(zhǎng)時(shí)間仍然保持其可用性，對(duì)許多生命組織有較強(qiáng)的潛在毒性，所以鉛一直被列為強(qiáng)污染物。
基本信息
中文名
鉛
英文名
lead
拼音
qian
元素符號(hào)
Pb
原子序數(shù)
82
原子量
207.21
元素類別
金屬元素
族
IVA族
周期
第六周期
區(qū)
P區(qū)
電子排布
1s22s22p?3s23p?3d1o4s24p?4d1o4f1?5s25p?5d1o6s26p2
CAS編號(hào)
7439-92-1
EINECS登錄號(hào)
231-100-4
物理性質(zhì)
外觀
藍(lán)灰色或銀灰色
熔點(diǎn)
327 °C
沸點(diǎn)
1749 °C
密度
11.336 g/cm3（20°C）
熔化熱
5.121 kJ/mol
汽化熱
177.8 kJ/mol
比熱容
0.13 J/g·°C（25°C）
晶體結(jié)構(gòu)
面心立方晶格
摩氏硬度
1.5
價(jià)態(tài)
+2，+4
第一電離能
716 kJ/mol
電阻率
20.648×10?? Ω·cm（20°C）
電阻溫度系數(shù)
3.36×10?3 K?1（20°C）
用途
鉛酸蓄電池、合金材料、防護(hù)材料
原子性質(zhì)
氧化態(tài)
+2，+4
電負(fù)性
1.8
原子半徑
0.175 nm
危險(xiǎn)性
GHS分類
H360FD:可能損害生育能力；可能損害未出生的孩子
H362:可能對(duì)母乳喂養(yǎng)的兒童造成傷害
H400:對(duì)水生生物有極高毒性
H410:對(duì)水生生物劇毒，影響持久
鉛是人類最早應(yīng)用的金屬之一，煉鉛的原料多數(shù)是從硫化礦和氧化礦中精選出來(lái)，經(jīng)過(guò)現(xiàn)代冶煉方法去除雜質(zhì)得到純金屬鉛?，F(xiàn)代工業(yè)主要使用鉛制造合金：用于蓄電池、電纜護(hù)套、化工設(shè)備、電子工業(yè)、高溫焊料、軸承合金及模具合金等。
發(fā)現(xiàn)歷史
鉛是人類最早使用的金屬元素之一。早在7000年前人類就已經(jīng)認(rèn)識(shí)了鉛。公元前3000年，人類已會(huì)從礦石中熔煉鉛。
在紀(jì)元前的《圣經(jīng)》《舊約》里，都記載著鉛的冶煉和使用方法。在古埃及，它被用來(lái)給陶瓷上釉和制作飾品。古羅馬人用鉛作水管，和飲用水中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鉛，貴族階層普遍使用鉛制器皿、餐具和含鉛化妝品，引起鉛中毒，人口大減，導(dǎo)致古羅馬帝國(guó)的崩潰，至今還保存著一些完整的古羅馬鉛管。鉛的名稱沿用古英文字“l(fā)ead”，其元素符號(hào)Pb來(lái)源于拉丁語(yǔ)“plumbum”，詞義就是指水管。
在中國(guó)夏代（公元前21-16世紀(jì)）已用鉛作貨幣，稱為“玄貝”，也稱“鉛刀”。據(jù)《尚書禹貢》記載，商代以前，現(xiàn)山東青州已生產(chǎn)鉛，并把鉛作為貢品。商代中期的青銅器鑄造中已較多地使用鉛。西周時(shí)代的鉛戈含鉛量達(dá)97.5%。戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，《管子·地?cái)?shù)篇》這樣記載鉛：“上有陵石者，下有鉛、錫、赤銅……”。墨子“禹造粉”，淮南子“鉛之與丹，異類殊色”都是對(duì)鉛的記載。宋應(yīng)星在《天工開(kāi)物》中列舉了鉛礦物的種類，有“銀鉛礦”、“銅山鉛”和“草節(jié)鉛”，并闡述了鉛的冶煉方法。另外在古代以鉛作原料熔制成鉛丹，用醋把鉛制成鉛白，名為水粉，以供醫(yī)藥及化妝之用。鉛還是古代煉丹的基本原料，煉金家用鉛制造鉛汞齊和黃丹（四氧化三鉛）。
鉛以工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)開(kāi)始于16世紀(jì)，1621年在美國(guó)米索里開(kāi)始開(kāi)采和冶煉鉛礦。到19世紀(jì)中葉，人們發(fā)現(xiàn)鉛具有抗酸、抗堿、防潮、密度大以及能吸收放射性射線等性能，并且可以與其它金屬組成各種合金、制造蓄電池等新性質(zhì)和新用途，使煉鉛工業(yè)獲得了重大的發(fā)展。從20世紀(jì)20年代開(kāi)始，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車的汽油里開(kāi)始添加抗爆劑四乙基鉛，用以維持汽車發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)，但隨后研究揭示了鉛的危害，含四乙基鉛的汽油逐漸被禁用。
分布情況
鉛在地殼中的豐度僅為0.0010%，但易成礦而存在于地殼中。鉛是親硫的元素，所以主要的原生礦物是方鉛礦（PbS），次生礦則為白鉛礦（PbCO?）。鉛的硅酸鹽礦物極少。由于大多數(shù)鉛礦床為低溫熱液型礦床，所以常與閃鋅礦共生成為鉛鋅混合礦床。
世界鉛鋅礦資源分布廣泛，目前已知在50多個(gè)國(guó)家均有分布。據(jù)美國(guó)地調(diào)局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截至2015年底，已查明的鉛資源量超過(guò)20億噸，主要分布在大洋洲、亞洲、北美洲及南美洲，儲(chǔ)量較大的國(guó)家為美國(guó)、澳大利亞、中國(guó)、加拿大、秘魯和墨西哥等。世界勘查和開(kāi)采鉛鋅礦的主要類型有噴氣沉積型、密西西比河谷型、砂頁(yè)巖型、黃鐵礦型、矽卡巖型、熱液交代型脈型等，以前四類為主，它們占世界儲(chǔ)量的85%以上，尤其是噴氣沉積型，不僅儲(chǔ)量大，而且品位高，世界各國(guó)都很重視。
中國(guó)鉛資源分布較廣，主要有：青海的錫鐵山、湖南臨湘的桃林等地的鉛礦，為大型的高品位鉛鋅混合礦，屬前震旦紀(jì)變質(zhì)巖礦床；分布于云南、貴州、四川、廣西以及川東、湘西、冀北等地的鉛鋅混合礦多為中小型礦床，屬碳酸巖類中礦床；湖南水口山、臨武、郴縣、桂陽(yáng)以及云南個(gè)舊、瀾滄和遼寧桓仁等地的鉛鋅混合礦品位比較高，礦儲(chǔ)量規(guī)模不等，屬多金屬共生的礦體；江西東北部的硅酸巖中扁豆?fàn)畹V床也是大型規(guī)模鉛礦；廣東的凡口、甘肅的廠壩等都是我國(guó)的大型鉛礦資源；小秦嶺地區(qū)的鉛礦床含金特別高，規(guī)模也大，已為國(guó)人所關(guān)注。
理化性質(zhì)
物理性質(zhì)
鉛屬于重金屬，原子序數(shù)82，價(jià)電子層結(jié)構(gòu)6s26p2，面心立方晶格結(jié)構(gòu)，其中晶格常數(shù)（a）為494.9 pm，鄰近Pb-Pb之間的距離是349 pm。鉛具有淡藍(lán)灰色外觀，在完全干燥的常溫空氣下有金屬光澤。純鉛莫氏硬度為1.5，是重金屬中最軟的一種，其表面可用指甲刻出痕跡，當(dāng)鉛中含有少量其它金屬雜質(zhì)時(shí)，硬度增大，韌性降低。鉛的展性好，可以制成鉛箔，但機(jī)械強(qiáng)度和彈性限度較低，不能拉成鉛絲。鉛的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能差，在高溫下容易揮發(fā)、蒸氣有毒。液態(tài)時(shí)密度隨溫度的升高而降低，液態(tài)鉛流動(dòng)性好，滲透性強(qiáng)，粘度隨溫度升高而降低。鉛原子序數(shù)及密度均高，故與其它金屬相比，對(duì)射線的吸收和散射更為強(qiáng)烈，對(duì)防護(hù)x射線和γ射線的危害非常有效。
化學(xué)性質(zhì)
鉛是一種銀灰色的重金屬，新切開(kāi)的鉛表面有金屬光澤，但很快在空氣中因生成氧化鉛及堿式碳酸鉛覆蓋層，使其表面變成暗灰色，但它能保護(hù)內(nèi)層金屬鉛不被氧化。鉛屬中等活潑金屬，是兩性元素，氧化數(shù)為+2和+4，其中+2的鉛化物比+4的穩(wěn)定得多，+4的氧化態(tài)鉛是強(qiáng)氧化劑，容易獲得2個(gè)電子形成6s2構(gòu)型的相對(duì)穩(wěn)定的+2的鉛化合物。
鉛與氧氣的反應(yīng)
常溫下，空氣中的氧在鉛表面生成一層氧化膜，使鉛失去金屬光澤變成暗灰色，高溫時(shí)，鉛能迅速氧化，生成氧化鉛。
通常情況下，鉛還能很快與空氣中的氧、水和二氧化碳作用，形成一層致密的堿式碳酸鹽保護(hù)層[3PbCO?·Pb(OH)?].
鉛與水的反應(yīng)
鉛與水不起反應(yīng)，但當(dāng)有空氣存在時(shí)，則與水反應(yīng)生成Pb(OH)?：
鉛與酸的反應(yīng)
鉛易溶于硝酸溶液中，生成可溶性的硝酸鉛，鉛亦可溶解在醋酸中，生成可溶性的醋酸鉛。鉛幾乎不與稀鹽酸和稀硫酸反應(yīng)，因其產(chǎn)物氯化鉛和硫酸鉛溶解度小，覆蓋在鉛表面，阻止鉛進(jìn)一步與酸接觸，鉛緩溶于沸鹽酸及發(fā)煙硫酸中。
鉛與堿反應(yīng)
鉛在強(qiáng)堿溶液中緩慢溶解，生成亞鉛酸鹽，同時(shí)放出氫氣。
鉛與鹵素的反應(yīng)
室溫下鉛與F?反應(yīng)生成PbF?，加熱時(shí)能與Cl?反應(yīng)生成PbCl?。
同位素
鉛有四種穩(wěn)定同位索：2o?Pb．2o?Pb，2o?Pb和2o?Pb。鉛同位素由于其質(zhì)量重，同位素間的相對(duì)質(zhì)量差小，不象氧、硫、氫、碳等輕同位素，在次生過(guò)程中容易受到所在系統(tǒng)的溫度、壓力、pH、Eh和生物等作用而發(fā)生變化，外界條件的變化對(duì)鉛組成的影響很小。因此，鉛同位素組成具有明顯的指紋特征，環(huán)境污染物質(zhì)與其來(lái)源區(qū)的鉛同位素組成一致，常用來(lái)研究污染來(lái)源。20世紀(jì)60年代，Chow等測(cè)定了北美汽油和煤的鉛同位素組成，用以示蹤鉛污染來(lái)源，20世紀(jì)90年代以來(lái)，鉛同位素示蹤技術(shù)廣泛應(yīng)用于環(huán)境樣品，以監(jiān)測(cè)研究鉛來(lái)源變化，有效評(píng)價(jià)大尺度范圍內(nèi)鉛污染物運(yùn)移途徑。
無(wú)機(jī)化合物
鉛的無(wú)機(jī)化合物主要包括氧化物、氫氧化物及其鹽類。
氧化物
一氧化鉛（PbO）又名密陀僧，有毒，是一種中藥，有紅色及黃色兩種變體。PbO有兩性，易與酸堿反應(yīng)。主要用于制造鉛蓄電池、鉛玻璃，也是合成其他化合物的原料。
四氧化三鉛（Pb?O?）俗名鉛丹，又稱紅丹，是鮮紅固體，是+2、+4價(jià)鉛的混合價(jià)氧化物。Pb?O?廣泛用于鉛玻璃和鋼材上的涂料，因?yàn)樗醒趸?，涂在鋼材上有利于鋼鐵表面鈍化，增強(qiáng)防銹蝕效果，所以被大量用于油漆船舶和橋梁鋼架，也廣泛用于陶瓷、火柴、油漆等輕工業(yè)中。
氫氧化物
氫氧化鉛（Pb(OH)?）是鉛（Ⅱ）的鹽與強(qiáng)堿作用得到的白色沉淀物，同時(shí)過(guò)量堿也能使氫氧化鉛溶解，充分說(shuō)明氫氧化鉛是兩性氫氧化物，既能溶于硝酸、醋酸，也能和堿反應(yīng)。
鹽類
鉛鹽大多數(shù)都難溶于水和稀酸，且鉛鹽的沉淀大多具有特征顏色。其中PbCl?、PbSO?和PbCO?為白色，PbI?為金黃色，PbCrO?為黃色，PbS為黑色。PbCl?可溶于熱水和濃鹽酸；PbSO?可溶于濃硫酸或飽和的醋酸銨溶液中，也可溶于強(qiáng)堿中；PbI?能溶于沸水或KI溶液中；PbS能溶于酸而不溶于堿中，因其特征的黑色且溶解度極小，在《中國(guó)藥典》上利用此性質(zhì)檢查藥物中的微量重金屬鉛。
有機(jī)化合物
由于鉛的金屬性強(qiáng)，共價(jià)性較低，C-Pb間的鍵力很弱，所以含鉛有機(jī)化合物的數(shù)量不多，且有機(jī)鉛化合物的穩(wěn)定性也較差，各種鉛有機(jī)化合物的穩(wěn)定程度是由分子中有機(jī)基團(tuán)性質(zhì)和數(shù)目決定的。
烷基鉛
烷基鉛是一類重要的有機(jī)鉛化合物。四甲基鉛(CH?)?Pb是無(wú)色、帶芳香味的油狀液體，沸點(diǎn)為110℃，可溶于苯、醇、醚，不溶于水。四乙基鉛(C?H?)?Pb為無(wú)色、帶特殊臭氣的油狀液體，沸點(diǎn)為199℃，可溶于苯、醚，微溶于乙醇，不溶于水。這兩種化合物還能以任何比例與汽油互溶。在含鉛汽油中，這類烷基鉛常被用作抗震劑。
乙酸鉛
乙酸鉛(CHCOO)?Pb·3H?O，俗稱鉛糠，是白色半透明不規(guī)則結(jié)晶體，微有醋味和甜味，有毒，易溶于水和甘油，微溶于醇，熔融時(shí)失去結(jié)晶水。乙酸鉛主要用于制備各種鉛鹽（硼酸鉛、硬脂酸鉛等）、抗污涂料（醋酸鉛與重鉻酸鉀作用可制取鉻黃）、水質(zhì)防護(hù)劑、顏料填充劑、涂料干燥劑、纖維染色劑，以及重金屬氰化過(guò)程的溶劑。
硬脂酸鉛
硬脂酸鉛(C??H??COO)?Pb，別名十八酸鉛。白色或微黃色粉末，有毒，可燃，不溶于乙醇，微溶于水，溶于乙醚，遇強(qiáng)酸分解生成硬脂酸和相應(yīng)的鉛鹽。硬脂酸鉛可用作聚氯乙烯PVC等塑料的半透明耐熱穩(wěn)定劑，潤(rùn)滑脂的增厚劑，油漆的平光劑及催干劑，聚氯乙烯-玻璃布層壓板的潤(rùn)滑劑等。
生產(chǎn)與提純
鉛的生產(chǎn)
鉛的冶煉方法可以簡(jiǎn)單概括為傳統(tǒng)法和直接煉鉛法兩大類 。傳統(tǒng)法主要是燒結(jié)、鼓風(fēng)爐熔煉法；直接煉鉛法取消了硫化鉛精礦燒結(jié)的過(guò)程，將生精礦直接入爐熔煉。
直接煉鉛法又可分為熔池熔煉和閃速熔煉。熔池熔煉主要有德國(guó)魯奇公司開(kāi)發(fā)的QSL法、澳大利亞開(kāi)發(fā)的氧氣頂吹浸沒(méi)熔煉法，瑞典波利頓公司開(kāi)發(fā)的卡爾多（Kaldo）法以及中國(guó)在20世紀(jì)80年代開(kāi)發(fā)的水口山法（又稱氧氣底吹熔煉法SKS）；閃速熔煉法包括前蘇聯(lián)開(kāi)發(fā)的基夫賽特（Kivcet）法和中國(guó)自行研發(fā)的鉛富氧閃速熔煉法。
燒結(jié)、鼓風(fēng)爐熔煉法
燒結(jié)、鼓風(fēng)爐熔煉法的工藝流程如下圖：
燒結(jié)、鼓風(fēng)爐熔煉法工藝流程
該方法技術(shù)成熟可靠、生產(chǎn)穩(wěn)定且投資少。鼓風(fēng)燒結(jié)機(jī)和燒結(jié)操作制度在生產(chǎn)過(guò)程中作了許多改進(jìn)，包括燒結(jié)機(jī)采用剛性滑道，以減少漏風(fēng)，采用返煙燒結(jié)提高二氧化硫濃度等。但就整體工藝而言，燒結(jié)、鼓風(fēng)爐熔煉法仍存在一些較難解決的缺點(diǎn)：燒結(jié)煙氣二氧化硫濃度依舊偏低，難以達(dá)到常規(guī)制酸工藝的要求；燒結(jié)塊中含有的殘硫，鼓風(fēng)爐煙氣的二氧化硫濃度高，嚴(yán)重污染環(huán)境；設(shè)備大、返料量大、逸散鉛粉塵量大，造成鉛污染事件發(fā)生；燒結(jié)過(guò)程中氧化反應(yīng)熱未能回收利用，熔煉過(guò)程又要消耗冶金焦，能耗高；工作衛(wèi)生、操作環(huán)境差，對(duì)職工身體健康危害較大。
基夫賽特法
基夫賽特（Kivcet）法是由前蘇聯(lián)有色金屬科學(xué)研究院研究開(kāi)發(fā)的直接煉鉛工藝，是當(dāng)今世界較為先進(jìn)、成熟、有效的直接煉鉛工藝?；蛸愄胤ǖ暮诵脑O(shè)備是基夫賽特爐，該爐主要由帶火焰噴嘴的反應(yīng)塔、填有焦炭過(guò)濾層的熔池、立式余熱鍋爐、鉛鋅氧化物的還原揮發(fā)電熱區(qū)組成。
基夫賽特（Kivcet）法的工藝流程如下圖：
基夫賽特法工藝流程
QSL法
QSL法是德國(guó)魯奇公司開(kāi)發(fā)的直接煉鉛工藝，其關(guān)鍵設(shè)備QSL爐為可轉(zhuǎn)動(dòng)的臥式長(zhǎng)圓筒型爐，爐體分為氧化區(qū)和還原區(qū)。QSL法特點(diǎn)是：設(shè)備簡(jiǎn)單，鉛生產(chǎn)在一臺(tái)設(shè)備中完成；原料適應(yīng)性較好，可搭配處理電池糊、鉛銀渣等含鉛較高的二次物料。QSL法的工藝流程如下圖：
QSL法工藝流程
卡爾多爐（Kaldo）法
卡爾多爐法是瑞典波利頓公司開(kāi)發(fā)一項(xiàng)鉛冶煉技術(shù)，該法采用卡爾多頂吹回轉(zhuǎn)爐氧氣頂吹熔煉富鉛精礦，其中卡爾多爐是一臺(tái)傾斜氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐，加料、氧化、還原、放渣/放鉛四個(gè)冶煉步驟在一臺(tái)爐內(nèi)完成，周期性作業(yè)，作業(yè)分為氧化和還原兩段周期，氧化段可自熱，還原段需補(bǔ)加部分重油。該工藝的問(wèn)題是：周期性間斷操作，作業(yè)過(guò)程繁雜，不利于二氧化硫的回收利用；爐襯耐火材料壽命短，工藝能耗較高。
水口山（SKS）法
水口山（SKS）法是北京有色冶金設(shè)計(jì)研究總院和水口山礦務(wù)局在水口山煉鉛法半工業(yè)性試驗(yàn)和消化吸收QSL法技術(shù)的基礎(chǔ)上，將氧化和還原分在兩個(gè)設(shè)備中進(jìn)行。水口山法的特點(diǎn)是冶煉流程短，便于制酸，能解決環(huán)境污染問(wèn)題；冶煉設(shè)備密封，避免了操作人員鉛中毒；原料適應(yīng)性較強(qiáng)；但制氧設(shè)備能力小不配套，噴槍壽命短。水口山（SKS）法的工藝流程如下圖所示：
水口山法工藝流程
氧氣頂吹浸沒(méi)熔煉法
該法的技術(shù)的核心是采用結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的經(jīng)過(guò)空氣冷卻的噴槍，將冶煉工藝所需的空氣和燃料直接噴射到高溫渣層中，由此產(chǎn)生的劇烈攪動(dòng)加快了傳熱和傳質(zhì)，使得物料氧化脫硫。這種一爐多用的方法，原料適應(yīng)性廣、備料簡(jiǎn)單、工序少，投資小，但還原期、煙化期煙氣要配入二氧化硫方能連續(xù)制酸是其唯一缺點(diǎn)。
鉛的精煉提純
制備鉛過(guò)程由于原料不同和處理工藝各異，產(chǎn)出的鉛都含有一定量的雜質(zhì)，一般雜質(zhì)含量為2%~4%。粗鉛精煉的目的一是除去雜質(zhì)，二是回收貴金屬（銀），粗鉛精煉的方法有火法和電解法兩種。
鉛火法精煉
粗鉛火法精煉的基本原理是利用粗鉛中雜質(zhì)金屬與鉛金屬在高溫體系中物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)的差異，使之形成與熔融鉛金屬不同的新相，將雜質(zhì)金屬富集集中，將其分離。工藝流程通常為：除銅、加鋅脫銀、真空脫鋅、加鈣鎂除鉍和澆鑄。其中除銅有熔析和加硫兩種方法，熔析除銅采取強(qiáng)制冷卻的方式將撈完浮渣的粗鉛液快速冷卻，然后自然降溫，加入木屑或煤粉去除銅渣；加硫除銅是因?yàn)殂U的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于銅的濃度，加入硫粉先和鉛反應(yīng)，生成硫化鉛溶于鉛液中，由于銅對(duì)硫的親和力大于鉛，硫化鉛很快與銅反應(yīng)，生成硫化銅，浮于鉛液表面使之分離。加鋅脫銀是利用鋅對(duì)銀的親和力，可形成穩(wěn)定的金屬間化合物，比重比鉛小，熔點(diǎn)高，能以固體銀鋅殼的狀態(tài)浮于液面與鉛分離。真空脫鋅是在帶有真空泵的專用裝置中進(jìn)行，脫去的冷凝鋅回收再利用到加鋅除銀的過(guò)程中。鉍是最難去除的雜質(zhì)，目前，通常利用鈣鎂等金屬元素與鉍形成質(zhì)輕而難熔的化合物，從而浮至鉛水表面而被除去。
鉛電解精煉
鉛電解精煉以陰極鉛鑄成的薄極片為陰極，以經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單火法精煉的粗鉛為陽(yáng)極，裝入電解液進(jìn)行電解的過(guò)程。粗鉛預(yù)先進(jìn)行簡(jiǎn)單火法精煉的目的是去除電解時(shí)不能除去的雜質(zhì)和對(duì)電解過(guò)程有害的雜質(zhì)，并調(diào)整保留一定數(shù)量的砷銻。電解時(shí)，鉛從陽(yáng)極溶解進(jìn)入電解液，在陰極放電析出。與鉛一道溶解的還有比鉛更負(fù)電性的金屬（Zn、Fe、Cd、Co、Ni、Sn等），而比鉛更正電性的雜質(zhì)（Sb、Bi、As、Cu、Ag、Au等）不溶解形成陽(yáng)極泥，附在陽(yáng)極上。鉛電解精煉工藝有三大類：熔鹽電解體系、酸性溶液電解體系、堿性溶液電解體系。其中酸性電解體系包括氟硅酸鹽、氨基磺酸、氯化物、硝酸鹽和氟硼酸鹽等電解體系，目前普遍采用的是氟硅酸體系或氟硼酸體系，它的主要優(yōu)勢(shì)是價(jià)格相對(duì)較低、電流效率高、生成的陰極鉛形貌較好。
應(yīng)用領(lǐng)域
鉛具有高度的化學(xué)穩(wěn)定性，常用于化工和冶金設(shè)備的防腐襯里和防護(hù)材料上，以及作為電纜的保護(hù)包皮。鉛還是很多合金的原料，如印刷合金、軸承合金、焊料合金、低熔合金及鉛銻合金等。鉛還是X射線和原子能裝置的防護(hù)材料，隨著核工業(yè)的飛速發(fā)展核反應(yīng)堆的防輻射鉛用量也在逐年增大。
鉛最大用途是制作鉛酸蓄電池。鉛酸電池自從1859年法國(guó)物理學(xué)家普蘭特發(fā)明以來(lái)，至今有150多年歷程。作為世界上產(chǎn)量最大的電池產(chǎn)品，鉛酸電池具有成熟安全的技術(shù)、低廉的材料、良好的再循環(huán)能力和可靠的充放電性能、易維護(hù)和使用安全、單電池電壓高的優(yōu)勢(shì)。與目前已實(shí)用化的其他電化學(xué)體系相比，鉛酸電池在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中具有明顯的優(yōu)勢(shì)，95％的電動(dòng)自行車采用鉛酸電池作為動(dòng)力來(lái)源；通信行業(yè)中有三分之二的備用電源采用鉛酸電池；汽車工業(yè)中有90％以上的汽車采用鉛酸電池作為SLI用途使用。所以，鉛酸電池在交通、通信、電力、軍事、航海、航空和航天等各個(gè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都起著非常重要的作用。 鉛酸電池的工作原理是：
鉛酸電池工作原理
鉛酸電池
安全事宜
鉛的毒理
鉛不是生命必需的元素，鉛及其化合物對(duì)所有的生物均有毒。其中急性鉛中毒較少見(jiàn)，當(dāng)意外攝入大量鉛時(shí)可發(fā)生急性中毒。
化學(xué)危險(xiǎn)性
急性中毒
大鼠腹腔注射乙酸鉛的LD為130 mg/kg，硝酸鉛的LD為270 mg/kg，氧化鉛的LD??為450 mg/kg，硫化鉛的LD??為1600 mg/kg，金屬鉛的LD??在1000 mg/kg以上。豚鼠腹腔注射硅酸鉛的LD為136 mg/kg，氧化鉛經(jīng)口的MLD為2000 mg/kg，而硬脂酸鉛經(jīng)口的MLD為20000 mg/kg。狗經(jīng)口乙酸鉛的LD為300 mg/kg，而硫酸鉛的LD為2000-3000 mg/kg。鉛對(duì)人引起急性中毒的最小經(jīng)口劑量約為5 mg/kg。
慢性中毒
中國(guó)一般認(rèn)為空氣鉛濃度在0.05 mg/m3以上，長(zhǎng)期接觸可引起慢性鉛中毒。鉛煙濃度在0.05 mg/m3以下，經(jīng)5年動(dòng)態(tài)觀察，未發(fā)現(xiàn)鉛中毒與鉛吸收。一些國(guó)家的資料顯示，吸入鉛量在10~20 mg/日，經(jīng)過(guò)數(shù)周；或2 mg/日，經(jīng)過(guò)數(shù)年，可致慢性中毒。
根據(jù)職業(yè)性慢性鉛中毒診斷標(biāo)準(zhǔn)（GBZ37-2015）規(guī)定：血鉛（PbB）職業(yè)接觸限值為1.9 μmol/L（400 μg/L），尿鉛（PbB）職業(yè)接觸限值為0.34 μmol/L（70 μg/L）。
健康危害
鉛被吸收后可作用于全身各系統(tǒng)和器官，主要累及神經(jīng)巰、造血、消化、心血管、腎臟及免疫等系統(tǒng)，其毒性機(jī)理主要是鉛與人體某些酶的活性中心巰基有著特別強(qiáng)的親和力，通過(guò)與其結(jié)合使酶喪失生物活性，也可以通過(guò)與酶的非活性部位結(jié)合而改變活性部位的構(gòu)象或與起輔酶作用的鈣、鋅、鐵等二價(jià)離子置換，使酶的活性減弱甚至喪失。
神經(jīng)系統(tǒng)的損害
鉛對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的損害是引起末稍神經(jīng)炎，出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和感覺(jué)異常。高濃度的鉛會(huì)導(dǎo)致不可逆的大腦損傷，周圍神經(jīng)機(jī)能障礙，神經(jīng)傳導(dǎo)速度緩慢，智力下降，頭痛、頭暈、疲乏、記憶力減退、失眠和易需夢(mèng)驚醒等癥狀，并且伴有食欲不振、便秘、腹痛等消化系統(tǒng)的癥狀。
骨髓造血系統(tǒng)的損害
鉛對(duì)骨髓造血系統(tǒng)的損害表現(xiàn)為紅細(xì)胞、血紅蛋白過(guò)少性貧血及輕度血性貧血。鉛可抑制血紅素合成過(guò)程中許多酶的催化作用，同時(shí)也會(huì)使紅細(xì)胞膜的脆性增加，導(dǎo)致溶血和紅細(xì)胞壽縮短，使血細(xì)胞比體積及血紅蛋白價(jià)值降低。
心血管系統(tǒng)的損害
鉛能影響大腦的能量代謝，導(dǎo)致自主神經(jīng)功能失調(diào)，造成心電傳導(dǎo)改變，表現(xiàn)為心率慢，心臟泵血功能降低。鉛還與高血壓和動(dòng)脈硬化有關(guān)，鉛可作用于血管壁，引起細(xì)小動(dòng)脈痙攣，導(dǎo)致腹絞痛、視網(wǎng)膜小動(dòng)脈痙攣、高血壓細(xì)小動(dòng)脈硬化等。
泌尿系統(tǒng)的損害
世界衛(wèi)生組織認(rèn)為，長(zhǎng)期鉛接觸可引起慢性不可醫(yī)治的鉛性腎病。形態(tài)學(xué)改變是腎小管上皮細(xì)胞萎縮或增生發(fā)展到間質(zhì)，很少或缺乏核內(nèi)包含體（與體內(nèi)鉛蛋白形成），動(dòng)脈及小動(dòng)脈硬化。鉛還可損害腎小球旁器，使多種激素的平衡被打破，腎小球?yàn)V過(guò)減少。
其它損害
男性高濃度鉛暴露后不育或胎兒流產(chǎn)和死亡率均增高，研究顯示鉛中毒主要表現(xiàn)為弱精、少精、畸精增加，精子數(shù)量趨低，且子代中女孩比例增加。母體孕期和哺乳期低水平的鉛暴露影響母體血鉛、胎兒發(fā)育、子代青春期激素的分泌以及雌性個(gè)體的發(fā)育。
胃腸道素亂也是鉛中毒的敏感信號(hào)，胃腸道系統(tǒng)反應(yīng)表現(xiàn)為腹痛、便秘、腹絞痛、嘔吐、厭食和體重降低等。鉛可引起肝腫大、黃痘，甚至于肝硬化或肝壞死。
環(huán)境危害
造成環(huán)境鉛污染的主要來(lái)源有工業(yè)污染、交通、生活環(huán)境及食品。工業(yè)污染包括鉛的開(kāi)采、冶煉、生產(chǎn)、使用和回收過(guò)程所造成環(huán)境鉛污染。此外，金屬冶煉、機(jī)械制造、印刷、造船以及蓄電池回收等工業(yè)都是引起環(huán)境鉛污染的重要行業(yè)。特別是自從20世紀(jì)20年代起，四乙基鉛作為一種防爆劑加入汽油中后，已成為環(huán)境鉛污染的主要原因。四乙基鉛對(duì)環(huán)境的污染主要是隨著汽油的燃燒，轉(zhuǎn)變成鹵化鉛和氧化鉛煙霧，以廢氣的形式排放到環(huán)境中，造成城市和公路周圍的空氣、土壤污染。一些國(guó)家，曾大量使用含鉛量極高的油漆粉刷房間和設(shè)施，造成嚴(yán)重的鉛污染。家庭日常使用的陶瓷餐具的彩釉層、玩具表面油漆、教科書彩色封面以及彩色蠟筆中的鉛均易引起中毒。聚氯乙烯塑料，像塑料鞋、塑料桶、塑料盆、牙刷、各種塑料容器等，均含有一定量的鉛，以增強(qiáng)塑料的穩(wěn)定性，隨著使用磨損不斷釋放到家庭環(huán)境中。食品中的鉛來(lái)自被污染的農(nóng)作物、動(dòng)物、罐裝食品、飲料、糖果、爆米花、皮蛋等。
安全防護(hù)
治療
排鉛藥物有依地酸二鈉鈣（EDTA)、二疏基丁二酸鈉（DMSA）、二硫基丙磺酸、二甲基半胱氨酸、青霉胺等。鉛和這些化合物可形成穩(wěn)定的配合物，從而降低了鉛的毒性,或者可從體內(nèi)排出。但排鉛的同時(shí)可能會(huì)增加其他微量元素如鋅、銅、錳的排泄，長(zhǎng)期使用還可引起腎小管損傷。
一般說(shuō)來(lái)，EDTA是首選驅(qū)鉛藥物，但其不易進(jìn)入腎小管細(xì)胞，難以驅(qū)除人腎細(xì)胞內(nèi)的鉛。DMSA被認(rèn)為是驅(qū)除腎及軟組織中鉛最有效的藥物，與EDTA比較其對(duì)腎臟無(wú)損害，是鉛性腎病的首選治療藥物，但驅(qū)鉛治療必須同時(shí)脫離鉛接觸才可奏效。同時(shí)鉛中毒患者可以適當(dāng)補(bǔ)充維生素C和維生素B?。
預(yù)防
控制環(huán)境鉛污染，嚴(yán)格按照環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行工業(yè)廢氣、廢水、廢渣的排放。含鉛汽油是環(huán)境鉛污染的最主要來(lái)源，美國(guó)自從禁止使用含鉛汽油后，兒童鉛中毒的現(xiàn)象大為降低。中國(guó)從1999年起，開(kāi)始禁止使用含鉛汽油。除此之外還應(yīng)對(duì)油漆、顏料、食品罐頭包裝焊錫中的鉛加以控制。加強(qiáng)農(nóng)用化學(xué)物質(zhì)的管理，禁止使用含鉛的農(nóng)藥、化肥等農(nóng)業(yè)化學(xué)投入品。限制使用含鉛金屬的食品加工用具、管道、容器和包裝材料，以及含鉛的添加劑。加強(qiáng)食品衛(wèi)生監(jiān)督管理，完善食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)對(duì)食品的衛(wèi)生安全監(jiān)督檢測(cè)工作。加強(qiáng)重金屬藥品試劑的管理，其盛裝容器必須有鮮明易識(shí)別的標(biāo)志，并注明“有毒”字樣。對(duì)農(nóng)作物種植地的本底應(yīng)調(diào)查清楚，特別是在繁忙的公路兩側(cè)的農(nóng)作物應(yīng)加以控制。
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