Н.Г. Полянский - Свинец (аналитическая химия элементов) (1110086), страница 2
Текст из файла (страница 2)
ЭДТА н.к.э, ЭЗ ЭМ ОП ЭТ ЯМР ос.ч. П Н,Г, Полянский Таким образом, значение аналитической химии свинца далеко выходит за рамки производственного контроля: она является частью глобальной проблемы защиты окружающей среды от токсичных загрязнений. Между тем состояние монографической литературы находится в явном диссонансе с той ролью, которую призвана играть аналитическая химия свинца. Ей посвящена часть 1У тома "НапдЬисЬ бег апа1у1ысЬеп СЬеппе" (Вег11п, Бргйдег — Уег1ад, 1966), в которой обобщено 519 литературных источников, в основном до 1961 г., с очень малой степенью охвата работ советских авторов и явно недостаточным освещением современных методов анализа. Практические вопросы аналитического контроля в производстве свинца рассмотрены в руководстве М.Г.
Саюн, Е.Д. Глотко и других авторов, изданном в 1976 г. Министерством цветной металлургии СССР, но литература прослежена в нем до конца 60-х годов с недостаточным охватом зарубежных источников. Объем научной информации по данной проблеме огромен и продолжает неуклонно расти: описания методов анализа и .результатов их применения для определения свинца заключены более чем в 10 000 статей. Однако не все методы удовлетворяют метрологическим требованиям аналитической химии, а многие сложны, длительны или же требуют значительных поправок на холостой опыт из-за большого потребления реагентов.
Некоторые методы дают ошибочные результаты, так как не учитывают полноту выделения. свинца при разложении объекта исследования, его потери за счет сорбции из раствора и различия химических форм существования свинца. Наконец,не всегда исполъзуются унифицированные методы отбора, первичной обработки и хранения проб природных объектов. Автор стремился отсеять неудовлетворительные или устаревшие методы и сосредоточить внимание на тех, которые прошли основательную проверку и представляются перспективными. При этом специально выделены методы, рекомендуемые для решения конкретных задач определения. свинца в ряде объектов, равно как и важнейших примесей к свинцу.
Дополнительную информацию дают сводные таблицы с очень коротким описанием второстепенных методов анализа. Статистическая оценка результатов, где возможно, приведена к единому критерию. Однако из-за разнобоя в способах описания и терминологии эта задача оказалась очень трудной, а иногда и просто невыполнимой. Монография написана согласно схеме, рекомендованной редакционной коллегией серии "Аналитическая химия элементов". В приложении для. справок приведена сводная таблица со ссылками на литературу о методах получения ряда реагентов и вспомогательных веществ, используемых в анализе.
Автор выражаетглубокую благодарность редактору книги Н.А. Филипповой и рецензентам Г.В. Прохоровой и В.А. Акимову за критические замечания, послужившие устранению ряда недочетов, Н.Л. Полянской— за помощь при подготовке работы и создание условий, обеспечивших ее написание. Эту книгу автор с благодарностью посвящает светлой памяти родителей— Анны Дмитриевны и Георгия Всеволодовича Полянских. поверхностно-активные ве- щества 4- (2-пиридилазо) -резо рцин предельно допустимая кон- центрация переменно-та ковая поляро- графия произведение растворимос- ти подвижная фаза пламенная фото ме грия ртутный капельный элект- род рентгеновский флуорес- центный анализ радиохимические методы спектральный буфер спектрометрия магнитного резонанса 2- (4-сульфофенилазо) -1,8- дигидрокси-З,б-нафталинди- сульфоновая кислота 4- (2-тиазолилазо) -резорцин тетраметил свинец тон кослойная хроматогра- фия триэтилентетрамингексаук- сусная кислота тетраэтил свинец фото нно-актив ацио нный анализ фото метрический метод фотометрическое титрова- ние хроматографические мето- ды хронопотенциометрия зле ктролиз при контроли- руемом потенциале электродвижущая сила этил ендиаминтетрауксусная кислота электронный захват энтальпи метрические мето- ды экстракционное титрование ядерный магнитный резо- нанс Глава 1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СВИНЦЕ 1.1.
ПОЛОЖЕНИЕ СВИНЦА В ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА И КРАТКИЕ ИСТОРИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ Свинец относится к тем немногим элементам, имена первооткрывателей которых затерялись в глубине веков. Благодаря доступности залежей сернистых руд, легкости их восстановления и своей высокой пластичности свинец играл важную роль в жизни древних народов, применявших его сначала для изготовления предметов культа и быта, а затем табличек для письма, печатей, водопроводных труб. Одни историки относят первое знакомство человека со свинцом к 111 — 11 [528], другие [1121] — к УП тысячелетию до н.э. Упоминание о свинце встречается у Плиния, который называл его р1шпЬшп пфгигп.
Вплоть до ХЧ11 в. его порой не отличали от олова, известного в средние века под названием р1шпЬшп а1Ьшп. В чешском языке слово "о1очо" закрепилось за свинцом окончательно. Атом свинца имеет электронную структуру 1з' 2я' р' Зз' р' д'о 4ю' р'- -д' ~'~ 5ю~ р д' бя~ р .
Атомная масса принимается равной 207,2, однако воможны ее колебания на 0,03 — 0,04 у.е. (см.табл. 2). 1.2. ВАЖНЕЙШИЕ МИНЕРАЛЫ СВИНЦА, ЕГО ПОЛУЧЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ Свинец является составной частью более 200 минералов, но только три из них (галенит, англезит и церуссит) находятся в природе в виде промышленных залежей свинцовых руд. Самым важным является галенит РЬБ (86,6% РЬ) . Под действием веществ, растворенных в природных водах, и при выветривании он переходит в англезит РЬЯНО~ (68,3% РЬ), который в результате двойного обмена с карбонатами кальция и магния образует церуссит РЬСОЗ (77,5% РЬ) . Второстепенное значение имеют плюмбоярозит РЬЕеб(304)~(ОН)12 (18,3% РЬ), крокоит РЬСг04 (64,1% РЬ), пироморфит РЬ~ (Р04) з С1 (76,4% РЬ), миметезит РЬ~ (Ая04) зС1(69,6% РЬ), ванадинит РЬ, ('Ч04) зС1(73,1% РЬ) и вульфенит РЬМо04 (56,4% РЬ). Свинцу в его минералах сопутствуют Ац, Аз, В1, Сд, Си, 1""е, 1п, БЬ, Бе, Бп, Те, Т1, У и Хп [17, 14181.
Многие из этих элементов в том или ином количестве следуют за свинцом на всех стадиях технологического процесса его получения, а висмут даже концентрируется. По объему промышленного производства свинец занимает четвертое место в группе цветных металлов, уступая только алюминию, меди и цинку. По данным одной из работ [1186], во всем мире выплавляется , оло 4 млн. т свинца. Сводка динамики выплавки металла по годам приведена авторами работ [1121, 1418], а роль свинца как фактора миро~й экономики рассмотрена в исследовании [1269] .
Для получения свинца наибольшее практическое значение имеют поли- металлические сульфидные и смешанные руды, так как чисто свинцовые руды встречаются редко. В результате флотации сульфидных руд получают концентраты, содержащие 40 — 60% РЬ, 3 — 14% Хп, 4 — 15% Ре, 3 — 6% %02, 0,3 — 2,0% СаО, 0,2 — 15% А1~0з и 15 — 24% 8. Как правило, переработку концентратов начинают со спекающего обжига (агломерации) с целью перевода сульфидов в легковосстанавливаемые оксиды. Агломерат после дробления и грохочения поступает в шахтную печь, в которой в результате восстановительной плавки в присутствии кокса и флюсов получают черновой свинец, штейн, шпейзу, шлак и газы, являющиеся объектами анализа на свинцовом производстве.
Технологический процесс получения свинца по схеме агломерирующий обжиг — шахтная плавка дает свыше 97% свинца в Советском Союзе [412] . Перспективы дальнейшего развития свинцового производства рассматриваются в работах [412, 1179]. Его технологии посвящены монографии [305, 468], причем в последней большое внимание уделено рафинированию свинца и переработке полупродуктов. Черновой свинец, полученный шахтным способом, содержит следующие примеси [468]: Элемент Сц БЬ Аа Содержа- 1 — 5 0,5 — 2 0,2 — 2 ние в свинце,% В~ Я Яв АК Ап О 05 — 0 2 О 3 О 1 — 'О 2 О 1 — О 5 0 0001— —.0,003 а также механическую примесь шлакообразующих компонентов плавки, Очистка свинца в нашей стране производится главным образом пирометаллургическим способом, который сводится к последовательному удалению Си, Те, сумм Бп, Ая и БЬ, Ао и Ад, а затем Уп, В1, Са и Мд.
В результате пирометаллургического рафинирования, помимо свинца, получаются ценные побочные продукты: золото-серебряный сплав, элементные висмут и теллур, штейн или черновая медь, антимонат натрия и арсенат кальция. Рафинированный свинец марок СЗ, С2, С1 и СО согласно государственному стандарту должен содержать соответственно не менее 99,9; 99,95; 99,985 и 99,992% РЬ. В лучшем из них свинце (СО) допускается содержание не более 4 10 З% В1, 2 10 З% Мд + Са + Иа, 10 З% 1 е и Уп, 5 10 4% Аз, Сы, БЬ и Бп, 3 10 4% Ад. В небольших количествах специально готовят свинец особой чистоты марок СОО (99,9985% РЬ), СООО (99,9996% РЬ) и СОООО (99,9999% РЬ). Первый из них готовят путем многократного повторения пирометаллургического процесса при тщательном аналитическом контроле, а свинец двух последних марок получают методом амальгамно-заградительного электролиза.
Электролитическим Рафинированием в среде сульфаминовой кислоты с анодом из свинца марки СО получен металл СООООО, содержащий 99,99999% РЬ и следующие примеси (в %): 1"е — 10 '; Си и В1~5 10 б; Ад, А1, Сй, 1п, Мд, БЬ, Бп, Т1 Еп и Аз < 2 10 '. Высокая эффективность очистки свинца достигается также методом зонной плавки [8, 1267]. Сводку литературы о получении чистого свинца можно найти в справочном издании [880] . 9 Высокая плотность, мягкость, легкая обрабатываемость, сравнительно малая проводимость, коррозионная устойчивость и способность реагировать с органическими веществами придают свинцу особую практическую ценность.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
