плотность 11,34 г/см3(20 °С); tпл 327,4 °С; tкип 1725 °С; удельная теплоемкость при 20 °С 0,128 кДж/(кг·К) [0,0306 кал/г·°С]| теплопроводность 33,5 вт/(м·К)[0,08 кал/см·сек·°С)]; температурный коэффициент линейного расширения 29,1·10-6 при комнатной температуре; твердость по Бринеллю 25-40 Мн/м2 (2,5-4 кгс/мм2); предел прочности при растяжении 12-13 Мн/м2, при сжатии около 50 Мн/м2; относительное удлинение при разрыве 50-70%. Наклеп не повышает механических свойств Свинца, так как температура его рекристаллизации лежит ниже комнатной (около -35 °С при степени деформации 40% и выше). Свинец диамагнитен, его магнитная восприимчивость -0,12·10-6. При 7,18 К становится сверхпроводником.
Химические свойства Свинца. Конфигурация внешних электронных оболочек атома Pb 6s26р2, в соответствии с чем он проявляет степени окисления +2 и +4. Свинец сравнительно мало активен химически. Металлический блеск свежего разреза Свинца постепенно исчезает на воздухе вследствие образования тончайшей пленки РbО, предохраняющей от дальнейшего окисления.
С кислородом образует ряд оксидов Рb2О, РbО, РbО2, Рb3О4 и Рb2О3.
В отсутствие О2 вода при комнатной температуре на Свинец не действует, но он разлагает горячий водяной пар с образованием оксида Свинца и водорода. Соответствующие оксидам РbО и РbО2 гидрооксиды Рb(ОН)2 и Рb(ОН)4 имеют амфотерный характер.
Соединение Свинца с водородом РbН4 получается в небольших количествах при действии разбавленной соляной кислоты на Mg2Pb. PbH4 - бесцветный газ, который очень легко разлагается на Pb и Н2. При нагревании Свинец соединяется с галогенами, образуя галогениды РbХ2 (X -галоген). Все они малорастворимы в воде.
Получены также галогениды РbХ4: тетрафторид PbF4 - бесцветные кристаллы и тетрахлорид РbСl4- желтая маслянистая жидкость. Оба соединения легко разлагаются, выделяя F2 или Cl2; гидролизуются водой. С азотом Свинец не реагирует. Азид свинца Pb(N3)2 получают взаимодействием растворов азида натрия NaN3 и солей Рb (II); бесцветные игольчатые кристаллы, труднорастворимые в воде; при ударе или нагревании разлагается на Pb и N2 со взрывом.
Сера действует на Свинец при нагревании с образованием сульфида PbS - черного аморфного порошка.
Сульфид может быть получен также при пропускании сероводорода в растворы солей Pb (II); в природе встречается в виде свинцового блеска - галенита.
В ряду напряжений Pb стоит выше водорода (нормальные электродные потенциалы соответственно равны -0,126 в для Рb = Рb2+ + 2е и +0,65 в для Pb = Pb4+ + 4е).
Получение Свинца. Металлический Свинец получают окислительным обжигом PbS с последующим восстановлением РbО до сырого Pb ("веркблея") и рафинированием (очисткой) последнего. Окислительный обжиг концентрата ведется в агломерационных ленточных машинах непрерывного действия. При обжиге PbS преобладает реакция:
2PbS + ЗО2 = 2РbО + 2SO2
Кроме того, получается и немного сульфата PbSO4, который переводят в силикат PbSiO3, для чего в шихту добавляют кварцевый песок. Одновременно окисляются и сульфиды других металлов (Cu, Zn, Fe), присутствующие как примеси. В результате обжига вместо порошкообразной смеси сульфидов получают агломерат - пористую спекшуюся сплошную массу, состоящую преимущественно из оксидов РbО, CuO, ZnO, Fe2O3. Куски агломерата смешивают с коксом и известняком и эту смесь загружают в ватержакетную печь, в которую снизу через трубы ("фурмы") подают воздух под давлением. Кокс и оксид углерода (II) восстанавливают РbО до Pb уже при невысоких температурах (до 500 °С). При более высоких температурах идут реакции:
СаСО3 = СаО + СО2
2РbSiO3 + 2СаО + С = 2Рb + 2CaSiO3+ CO2
Оксиды Zn и Fe частично переходят в ZnSiO3 и FeSiO3, которые вместе с CaSiO3 образуют шлак, всплывающий на поверхность. Оксиды Свинца восстанавливаются до металла. Сырой Свинец содержит 92-98% Pb, остальное - примеси Cu, Ag (иногда Au), Zn, Sn, As, Sb, Bi, Fe. Примеси Cu и Fe удаляют зейгерованием. Для удаления Sn, As, Sb через расплавленный металл продувают воздух. Выделение Ag (и Au) производится добавкой Zn, который образует "цинковую пену", состоящую из соединений Zn с Ag (и Au), более легких, чем Рb, и плавящихся при 600-700 °C. Избыток Zn удаляют из расплавленного Рb пропусканием воздуха, водяного пара или хлора. Для очистки от Bi к жидкому Рb добавляют Са или Mg, дающие трудноплавкие соединения Ca3Bi2 и Mg3Bi2. Рафинированный этими способами Свинец содержит 99,8-99,9% Рb. Дальнейшая очистка производится электролизом, в результате чего достигается чистота не менее 99,99%.
Применение Свинца. Свинец широко применяют в производстве свинцовых аккумуляторов, используют для изготовления заводской аппаратуры, стойкой в агрессивных газах и жидкостях. Свинец сильно поглощает γ-лучи и рентгеновские лучи, благодаря чему его применяют как материал для защиты от их действия (контейнеры для хранения радиоактивных веществ, аппаратура рентгеновских кабинетов и других). Большие количества Свинца идут на изготовление оболочек электрических кабелей, защищающих их от коррозии и механических повреждений. На основе Свинца изготовляют многие свинцовые сплавы. Оксид Свинца РbО вводят в хрусталь и оптическое стекло для получения материалов с большим показателем преломления. Сурик, хромат (желтый крон) и основные карбонат Свинца (свинцовые белила) - ограниченно применяемые пигменты. Хромат Свинца - окислитель, используется в аналитической химии. Азид и стифиат (тринитрорезорцинат) - инициирующие взрывчатые вещества. Тетраэтилсвинец - антидетонатор. Ацетат Свинца служит индикатором для обнаружения H2S. В качестве изотопных индикаторов используются 204Рb (стабильный) и 212Рb (радиоактивный).
Свинец в организме. Растения поглощают Свинец из почвы, воды и атмосферных выпадений. В организм человека Свинец попадает с пищей (около 0,22 мг), водой (0,1 мг), пылью (0,08 мг). Безопасный суточный уровень поступления Свинца для человека 0,2-2 мг. Выделяется главным образом с калом (0,22-0,32 мг), меньше с мочой (0,03-0,05 мг). В теле человека содержится в среднем около 2 мг Свинца (в отдельных случаях - до 200 мг). У жителей промышленно развитых стран содержание Свинца в организме выше, чем у жителей аграрных стран, у горожан выше, чем у сельских жителей. Основное депо Свинца - скелет (90% всего Свинца организма): в печени накапливается 0,2-1,9 мкг/г; в крови - 0,15-0,40 мкг/мл; в волосах - 24 мкг/г, в молоке- 0,005-0,15 мкг/мл; содержится также в поджелудочной железе, почках, головном мозге и других органах. Концентрация и распределение Свинца в организме животных близки к показателям, установленным для человека. При повышении уровня Свинца в окружающей среде возрастает его отложение в костях, волосах, печени.
Отравления Свинцом и его соединениями возможны при добыче руд, выплавке Свинец, при производстве свинцовых красок, в полиграфии, гончарном, кабельном производствах, при получении и применении тетраэтилсвинца и др. Бытовые отравления возникают редко и наблюдаются при употреблении в пищу продуктов, которые длительно хранили в глиняной посуде, покрытой глазурью, содержащей свинцовый сурик или глет. Свинец и его неорганические соединения в виде аэрозолей проникают в организм в основном через дыхательные пути, в меньшей степени - через желудочно-кишечный тракт и кожу. В крови Свинец циркулирует в виде высокодисперсных коллоидов - фосфата и альбумината. Выделяется Свинец в основном через кишечник и почки. В развитии интоксикации играют роль нарушение порфиринового, белкового, углеводного и фосфатного обменов, дефицит витаминов С и B1, функциональные и органических изменения центральной и вегетативной нервной системы, токсичное влияние Свинец на костный мозг. Отравления могут быть скрытыми (так называемое носительство), протекать в легкой, средней тяжести и тяжелой формах.
Наиболее частые признаки отравления Свинец: кайма (полоска лиловато-аспидного цвета) по краю десен, землисто-бледная окраска кожных покровов; ретикулоцитоз и других изменения крови, повышенное содержание порфиринов в моче, наличие в моче Свинца в количествах 0,04-0,08 мг/л и более и т. д. Поражение нервной системы проявляется астенией, при выраженных формах - энцефалопатией, параличами (преимущественно разгибателей кисти и пальцев рук), полиневритом. При так называемых свинцовой колике возникают резкие схваткообразные боли в животе, запор, продолжающиеся от нескольких часов до 2-3 недель; нередко колика сопровождается тошнотой, рвотой, подъемом артериального давления, температуры тела до 37,5-38 °C. При хронической интоксикации возможны поражения печени, сердечно-сосудистой системы, нарушение эндокринных функций (например, у женщин - выкидыши, дисменорея, меноррагии и других). Угнетение иммунобиологической реактивности способствует повышенной общей заболеваемости.
2. Основные минералы элемента
Галенит <#"justify">. Основные геолого-промышленные типы месторождений
Под геолого-промышленными типами месторождений полезных ископаемых понимаются такие, которые зарекомендовали себя как основные поставщики данного вида минерального сырья для промышленности. Далеко не все рудные формации могут иметь промышленное значение и включать геолого-промышленные типы месторождений.
Принято считать, что к основным мировым геолого-промышленным типам следует относить такие, на долю которых приходится не менее 1 % мировой добычи.
Значение отдельных геолого-промышленных типов месторождений в сырьевой базе тех или иных полезных ископаемых разное, в связи с чем среди них выделяются главные, на которые приходится выше 5 - 10 % запасов (или добычи) соответствующего полезного ископаемого, и второстепенные - обычно менее 2 - 2,5%. При этом нужно иметь в виду, что в минерально-сырьевой базе отдельных государств ведущими геолого-промышленными типами могут служить такие, которые в мировом балансе запасов и добычи существенной роли не играют, и наоборот.
Например, если в мировой минерально-сырьевой базе на долю стратиформных свинцово-цинковых месторождений в карбонатных формациях приходится 15,6 % запасов свинца и 17 % цинка, то в России только около 2,5 % запасов как свинца, так и цинка
Прогнозные ресурсы свинца России невелики, всего чуть более 17 млн т, или менее 1% мировых. Наиболее разведанная часть - ресурсы категории Р1 - составляет в общем количестве около 14%. Основная часть ресурсов прогнозируется на территории Красноярского, Алтайского и Приморского краёв и о.Новая Земля (Архангельская обл.).
Основные месторождения свинца и распределение его балансовых запасов по субъектам РФ, млн т
В рудах двух крупных колчеданно-полиметаллических объектов:
Холоднинского и Озерного месторождений - содержания свинца составляют в среднем 0,6% и 1,17% соответственно.
В 2007 г. продолжалось освоение 24 месторождений, содержащих балансовые запасы свинца, в том числе таких крупных, как Озерное в Республике Бурятия, Корбалихинское в Алтайском крае, Новоширокинское в Читинской области.
Готовился к отработке ряд месторождений, в рудах которых свинец является попутным компонентом: Бугдаинское молибденовое и Шерловогорское оловянное в Читинской области, серебряные месторождения.
Прогноз в Республике Саха (Якутия), Гольцовое в Магаданской области и др.
Основные месторождения
Недропользователь, месторождениеГеолого-промышленный типЗапасы, тыс.тСодержание свинца в рудах, %Добыча в 2007 г., тыс.тАВС1С2ОАО «Горевский ГОК»Горевское (Красноярский край)Свинцово-цинковый «стратиформный»5800,220047,0843,2ООО «Техпроминвест»Озерное (Республика Бурятия)Колчеданно-полиметаллический1464,299,51,170ООО «Инвестеврокомпани»Холоднинское (Республика Бурятия)Колчеданно-полиметаллический2011,61347,30,60ОАО «ГМК Дальполиметалл»Николаевское (Приморский край)Скарново-полиметаллический323,6141,22,86,7ОАО «Сибирь-Полиметалл»Корбалихинское (Алтайский край)Колчеданно-полиметаллический466,431,42,010Рубцовское (Алтайский край)Колчеданно-полиметаллический1068,66,710,8ОАО «Ново-Широкинский рудник»Новоширокинское (Читинская область)Колчеданно-полиметаллический236,31124,020
Освоение Холоднинского месторождения, лицензией на эксплуатацию которого владеет ООО «Инвестеврокомпани», дочернее предприятие ОАО «ИФК Метрополь», приостановлено из-за ужесточения экологических требований в центральной зоне Байкальской природной территории.
В результате геологоразведочных работ (ГРР) 2007 г. прирост разведанных запасов свинца составил около 12,7 тыс.т, что восполнило лишь чуть более 15% запасов, погашенных при добыче.
Кроме того, на Бугдаинском месторождении в связи с его переоценкой списано 333,5 тыс.т запасов свинца.
В результате разведанные запасы свинца России в 2007 г. сократились по сравнению с предыдущим годом почти на 354 тыс.т, или на 2,7%.
Предварительно оцененные запасы страны при этом увеличились на 397,5 тыс.т, главным образом, благодаря постановке на Государственный баланс запасов свинца в рудах серебро-полиметаллического месторождения Сардана в Республике Саха (Якутия).
свинец физический химический месторождение
Список литературы
·Шуман В. Мир камня. Горные породы и минералы. - М.: Мир, 1986. С.172.
·Шуман В. Мир камня. Горные породы и минералы. - М.: Мир, 1986. С.166.
·Яхонтова Л. К. <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AF%D1%85%D0%BE%D0%BD%D1%82%D0%BE%D0%B2%D0%B0,_%D0%9B%D0%B8%D1%8F_%D0%9A%D0%BE%D0%BD%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D1%82%D0%B8%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%BD%D0%B0>, Зверева В. П. Галогениды // Основы минералогии гипергенеза <http://students.web.ru/db/msg.html?mid=1161842&uri=index.htm>. - Владивосток: Дальнаука, 2000. - 331 с. - ISBN 5-7442-1235-3 <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BB%D1%83%D0%B6%D0%B5%D0%B1%D0%BD%D0%B0%D1%8F:%D0%98%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%87%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B8_%D0%BA%D0%BD%D0%B8%D0%B3/5744212353>
·Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%BA%D0%BB%D0%BE%D0%BF%D0%B5%D0%B4%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%81%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%80%D1%8C_%D0%91%D1%80%D0%BE%D0%BA%D0%B3%D0%B0%D1%83%D0%B7%D0%B0_%D0%B8_%D0%95%D1%84%D1%80%D0%BE%D0%BD%D0%B0>: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). - СПб., 1890-1907.
·Шуман В. Мир камня. Драгоценные и поделочные камни. - М.: Мир, 1986. С.192.
·Е. К. Лазаренко «Курс минералогии» Москва 1963г.
·А. И. Перельман «Геохимия» Москва 1983г
·Геохимическая таблица Д. И. Менделеева.