Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 4 (1110091), страница 197
Текст из файла (страница 197)
7,41678 и 15,0320 зВ; работа выхода электрона 4,05 эВ; электроот- 590 3ОО СВИНКЦ рицательность по Полиигу 1,55; атомный радиус 0,175 нм, ионные радиусы (нм, в скобках данта координац. числа) РЬх Р 0,079 (4), 0,092 (6) РЬз 0 112 (4) 0 133 $6). Содержание С. в земной коре 1,6 1О ' по массе, в водах Мирового океана 0,03 мкг/л (41,1 млн. т), в речных водах 0,2 — 8,7 мкг(л. Известно ок. 80 минералов, содержащих С., главнейший из них — галеннт, или свинцовый блеск, РЬЯ.
Небольшое пром. значение имеют англезит РЬЯО и церусснт РЬСО,. В рудах С. сопутствуют Сп, Ул; Сд, благоролные металлы, В1, Те и дзп. ценные элементы. Прир. фон в атмосфере 2 10 4-5.10 мкг(мз. В теле взрослого человека содержится 7-15 мг С, Свойства. С.— металл синегато-серого цвета, кристаллизуется в гранецеитрир. кубич. решетке типа Стъ а = = 0,49389 нм, л = 4, пространств.
группа ЕгвЗт. С.-один из легкоплавких металлов, тяжелый цветной металл; т. пл. 327,50 'С, т. кип. 1751 'С; плоти., г/смз: 11,3415 (20 'С), 10,686 (327,6'С), 10,536 (450'С), 10,302 (650'С), 10,078 (850'С); Се 26,65 Дж)(моль К); ЛН" 4,81 кДж/моль, ЛН~„ 177,7 кл)ж/моль; Язввв 64,80 Дж/(моль К); давление пара, Па: 4,3 1О (600 К), 9,6 1О (700 К), 5,4.10 з (800 К) 1,2 РО ' (900 К), 59,5 (1200 К), 8,2.10з (1500 К), 12,8 10' (1800 К). С.— плохой проводник тепла и электричества; теплопроволность 33,5 Вт/(м.К) (менее 10в от тенлопроводности А8); температурный коэф. линейного расширения С. (чистотой 99.997вв) в интервале т-р 0-320'С описывается ур-пнем: а=28,15.10 вгч-23,6 1О '!'С '; при 20'С р 20,648 мкОм см (менее !ОГ от р Ай), при 300'С н 460'С соотв. 47,938 и 104,878 мкОм см.
При — 258,7'С р С. падает до 13,11 10 з мкОм см; при 7,2 К он переходит в сверх- проводящее состояние. С. диамагнитен, маги. восприимчивость — 0,12 !О в. В жидком состоянии С. жидкотекуч, ц в интервале т-р 330 — 800*С изменяется в пределах 3,2 — 1,2 мПа с; у в интервале 330 — 1000'С находится в пределах (4,44 — 4,01).10 ' Н1м. С.
зщгок, пластичен, легко прокатывается в тончайшие листы. Твердость ло Бринеллю 25 — 40 МПз; о „ 12— 13 МПа, о,„ ок. 50 МПа; относит. удлинение при разрыве 50 — 70",в. Значительно повьппают твердость и прочность С. Ха, Са и МЯ, но уменьшают его хим. стойкость. Медь увеличивает антикоррозионную стойхость С. (к действию Н,ЯО ).
С добавкой ЯЬ возрастает твердостгь а также кпслотоупорность С. по отношению к НзЯО . Понижают кислотоупорность С. В! и Уп, а Сд, Те и Яп повышают твердость и сопротивление усталости С, В С, практически не раста. Х„СО, СО„О„ЯО„Н,. В хим, отношенйи С. довольно инертен. Стандартный электродный потенциал С. -0,1265 В для РЬ~/РЬ~л. В сухом воздухе не окисляется, во влажном-тускнеет, покрываясь пленкой оксидов, переходящей в присут. СОз в основной карбонат 2РЬСО . РЬ(ОН),.
С кнслоролом С, образует ряд оксидов; РЬ,О, ЬО (глет), РЬО,, РЬ О (сурик) и РЬ Оз (см. Свинца оклады). При комнатной т-ре С. не реагирует с разб. серной и соляной к-тамн, т. к. образующиеся на его пов-сти труднорастворимые пленхн РЬЯОл и РЬС1з препятствуют дальнейшему растворению металла.
Конц, НзЯО (ъ8051) и НС! прн нагр. взанмод. со С. с образованием р-рнмых соед. РЬ(НЯОл)з и Нл[РЬС1вз. С. устойчив по отношению к фтористоводородной к.те, водным р-рам ХНз и щелочей и к мн. орг. к-там. Лучшие р-рнтели С.— разб. НХОз и СНзСООН. При этом образуются свинца иии(лиьч РЬ(ХОз)з и свинца ацвтат РВСН,СОО)з. С. заметно раста. также в лимонной, муравьиной и винной к-тах. Соли РЬ(17) м.
б. получены злектролизом подкисленных НзЯОл р-ров солей РЦЩ важнейшие из них — свинца сульфат РЬ(ЯОл), и ацетат РЬ(ОСОСНз),. Соли С. легко гидролизуются. РЬ ~ — энергичный окнслйтель, поэтому, напр., не существуют РЫ и РЬВг .
При разряде свинцового аккумулятора РЬ"+ также служит окислнтелем: РЬ+ РЬОз+ 2НзЯО -в 2РЬЯО -ь 2НзО При взанмол. оксидов РЬ(17) и РЬ(П) с расплавамн щелочей образуются соли — соотв. плзомбаты(1ч) и плюмбнты(П), 591 напр. Ха,РЬОз, Ха,РЬО,. С, медленно раста, в конц. р-рах щелочей с выделенйем Нз и образованием М„[РЬ(ОН)в1. При нагревании С. реагйруст с галогенамн, образуя свинца галогвниды.
С азотнстоводородной к-той С. дает свинца аэид РЦХз)„с серой при нагр.-сульфид РЬЯ (см. Свинца халь- кагениды). Гидриды для С. не характерны. В нек-рых р-циях обнаруживают тетрагидрид РЬН -бесцв, газ, легко разла- гающийся на РЬ н Нз; образуется при действии разб. соляной к-ты на МйзРЬ. См. также Свинца титвналь Сви- нецорганичвские сввдиненил, Получение. Осн. источник получения С.-сульфидные по- лиметаллич. руды. Селективной флотацией нз руд, содер- жащих 1-5в в РЬ, получают свинцовме и др, концентраты, Свинцовый концентрат обычно содержит 40 — 75Г РЬ, 5 — !ОГ Ул, до 5 Сн, а также благородные металлы и В!. Ок.
90в С. получают по технологии, включающей стадии: агломерирующий обжиг сульфидных кондентратов, шахт- ная восстановит. плавка агломерата и рафинирование чер- нового С. Разрабатывают автогенные процессы плавки, позволающие использовать тепло сгорания сульфидов. Агломерирующий обжиг при тралиц. произ-ве С. прово- дят на прямолюзейных машинах с дутьем воздуха либо путем просасмвания его.
При этом РЬЯ окисляется пренм. в жидком состоянии: 2РЬЯ+ 30, — 2РЬО + 2ЯО,. В шнхту добавляют флюсы (Я!Оз, СаСОз, РезОз), к-рые, реагируя межлу собой и с РЬО, образуют жидкую фазу, цементи- рующую шахту. В готовом агломерате С. в осн. концентри- руется в свинцовосиликатном стекле, занимающем до 60' объема агломерата. Оксиды Ул, Ре, 81, Са крнсталлизуются в форме сложных соед., образуя жаропрочный каркас. З~э- фективная (рабочая) площадь агломерац, машин 6 — 95 м .
В ~отовом агломерате содержится 35-45вв РЬ и 1,2-3;ъ Я, часть к-рой находится в ваде сулъфатов. Производитель- ность агломерац. машин по агломерату завнсзгг от содержа- ния Я в шихте и колеблется от 1О (бедные концентраты) до 20 т/(мз сут) (богатые концентраты); по выжигаемой Я она находится в пределах 0,7 — 1,3 т!(м'сут). Часть газов, со- держащих 4 — 65в ЯОз, используют для произ-ва Н ЯО .
Степень утилизапии Я составляет 40-50' . Полученный агломерат направляют на восстановит, плав- ку в шахтных печах. Печь для выплавки С. прелставляет собой шахту прямоугольного сечения, образуемую воло- охлаждаемыми коробками (кессонами). Воздух (или воз- душно-кислородная смесь) подается в печь через спец. сопла (фурмы), расположенные по всему периметру печи в июк. ряду кессонов.
В шихту плавки входят в осн. агломерат и кокс, иногда загружают кусковое оборотное и вторичное сырье. Уд. проплав агломерата 50 — 80 т/(м' сут). Прямое извлечение С. в черновой металл 90-94;м Цель плавки — максимально извлечь С, в черновой металл, а Еп и пустую породу вывести в шлак. Осн. р-ция шахтной плавки свиндового агломерата: РЬО„„„, -Ь СО РЬ + +.СОз. В качестве восстановителя в шихту вводят кокс. Часть С. восстанавливается им непосредственно. Для вос- становления С.
требуется слабовосстановнт. атмосфера (давление О, = 10 в- 10 в Па). Расход кокса к массе агло- мерата при шахтной плавке 8-1458, В этих условиях оконцы Уп н Ре не восстанавливаются и переходят в шлак. Медь присутствует в агломерате в форме СнО и Снб. Оксид мели в условиях шахтной плавки легко восстанавливается до металла и переходит в С. При высоком содержании Сп и Я в агломерате при шахтной плавке образуется самостоят. фаза -штейн. Осн.
шлакообразующие компоненты шлаков (80-85' от массы шлака) — РеО, Я!Оз, СаО и УлО-направляются иа дальнейшую переработку для извлечения Ул. В шлак пере- ходит до 2 — 4;в РЬ и 20% Сн, содержание в нем этих металлов соотв. 0,5 — 3,5 и 0,2-1,5в . Образующаяся при шахтной плавке (и агдомерации) пыль слувшт исходным сырьем для извлечения редких и рассеянных элементов.
В основе автогенных процессов въшлавки С. лежит экзо- термич. р-цня РЬЯ+ Оз-вРЬ ь ЯО„состошдая из двух стадий: 592 2РЬБ + ЗО, -е 2РЬО + 2БОз РЪБ + 2РЬО -е 3РЬ+ БОт Преимущества автогенных способов перед традиц. технологией: исключается агломерац. обжиг, устраняется необходимость разбавления концентрата флюсами, что снижает выход шлака, используется тепло от горения сульфидов и исключается.(частично) расход кокса, повышается извлечение БО, с газами, что упрощает их использование и повышает безопасность на заводе. В иром-стн применвют два автогенных процесса: КИВЦЭТ-ЦС, разработанный в СССР и осуществленный на Усть-Каменогорском заводе н в Италии на заводе Порто-Весме, и америханский процесс ОБЬ.
Технология плавки по методу КИВЦЭТ-ЦС: тонконзмельченную, хорошо высушенную шихту, содержащую концентрат, оборотную пыль и кокс, с помощью горелки ннжектируют техническим Ох в плавильную камеру печи, где происходит окисление сульфидов металлов, получеяие С. и формирование шлака. Газы (содержат 20-40'/о БО,) после очистки от пыли, возвращаемой в шихту плавай, поступают на произ-во Н БО . Черновой С. и шлак через разлелнт. перегородку протекают в электротермнч, печь- отстойник, откуда нх выпускают через летки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
