鉛是一種金屬化學元素，元素符號Pb，原子序數為82，原子量為207.2，是原子量最大的非放射性元素。金屬鉛為面心立方晶體。1

金屬鉛是一種耐蝕的重有色金屬材料，鉛具有熔點低、耐蝕性高、X射線和γ射線等不易穿透、塑性好等優點，常被加工成板材和管材，廣泛用于化工、電纜、蓄電池和放射性防護等工業部門。1

2017年，世界衛生組織國際癌癥研究機構公布的致癌物清單初步整理參考，鉛在2B類致癌物清單中。2

]2019年，鉛被列入有毒有害水污染物名錄（第一批）。3

歷史

鉛是人類較早提煉出來的金屬之一，早在公元前三千年左右就被人類發現并應用。埃及前王朝時期（早于公元前3000年）即有用鉛制作的小的人像，美索不達米亞于烏拉克三期（UruⅢ，公元前3000年）已用鉛制成小容器或錘成薄片，中國發現最早的是河南偃師二里頭遺址出土的鉛塊，它存在于距今約3500至4000年。在商代和西周的墓葬中出土了鉛制的爵、觚、尊、鼎和戈，西周（公元前11世紀～前771年）的鉛戈含鉛達99.75%。直到公元前15世紀之后，鉛才較常見于巴勒斯坦一帶。但直到17～18世紀鉛才開始較大規模生產，主要產鉛國家有美國、前蘇聯、日本、德國、英國、中國等。4

分布情況

自然分布

鉛在地殼中的含量為0.0016%，儲量比較豐富。自然界中最主要的鉛礦是硫化礦，其次是氧化鉛礦。硫化鉛礦主要組成為原生的方鉛礦（PbS），常雜有鋅、銀、銅等元素。單一的硫化鉛礦很少，常與閃鋅礦伴生，合稱鉛鋅礦。另外的伴生礦物常有輝銀礦（Ag2S）、黃鐵礦（FeS2）、黃銅礦（CuFeS2）、硫砷鐵礦（FeAsS）、輝鉍礦（Bi2S3）及銦、鍺、鎵、鉈、碲等稀散元素的礦物。鉛鋅礦成分復雜，要預先經過選礦富集方宜進行冶煉。氧化鉛礦主要由白鉛礦（PbCO3）和鉛礬（PbSO4）組成，屬次生礦，多出現在硫化礦的上層，或與硫化礦共生。此外，少量鉛還存在于各種鈾礦和釷礦中。5

國內分布

中國鉛鋅業生產布局，依據鉛鋅礦產地的分布和建設條件，經40多年來的發展、建設，現已形成東北、湖南、兩廣、滇川、西北等五大鉛鋅采選冶和加工配套的生產基地，其鉛產量占全國總產量的85%以上，鋅產量占全國總產量的95%。

（1）東北生產基地

東北地區是中國開發較早的鉛鋅生產基地之一。早在50年代初期，其鉛產量占全國鉛產量的80%以上，在中國鉛鋅生產居于重要地位。東北基地以七礦兩廠為主，即青城子鉛鋅礦、八家子鉛鋅礦、柴河鉛鋅礦（現已閉坑）、桓仁銅鋅礦、紅透山銅鋅礦、西林鉛鋅礦（現已破產閉坑）、天寶山鉛鋅礦和沈陽冶煉廠、葫蘆島鋅廠。七礦兩廠不僅是東北鉛鋅生產基地的支柱廠礦，也是培養造就科技人才的基地。六七十年代曾向全國新建的鉛鋅企業輸送大批具有實踐經驗的科技和管理人才以及生產技術工人，為中國鉛鋅業的發展做出了積極貢獻。

（2）湖南生產基地

湖南鉛鋅礦產資源豐富，而且富礦多，大部分礦產地可開發利用。該基地鉛鋅廠礦是五六十年代建成的，由水口山礦務局、桃林鉛鋅礦、黃沙坪鉛鋅礦、東坡鉛鋅礦和株洲冶煉廠等組成的湖南鉛鋅生產基地，是當時全國自產原料的全國最大的鉛鋅生產基地，在全國產量占有重要地位。

（3）兩廣生產基地

廣東、廣西兩省區的鉛鋅資源豐富，兩省區是70年代形成的我國大型鉛鋅生產基地之一。廣東以凡口鉛鋅礦和韶關冶煉廠為主，其次是丙村鉛鋅礦、昌化鉛鋅礦、大尖山鉛鋅礦。廣西有泗頂鉛鋅礦、大新鉛鋅礦、河三鉛鋅礦、柳州鋅品廠和大廠礦務局等。

（4）滇川生產基地

云南鉛鋅礦產資源十分豐富，現鉛鋅保有儲量均居全國之首。該基地鉛鋅企業也是五六十年代建成的，主要是會澤鉛鋅礦、瀾滄老廠鉛鋅礦和昆明冶煉廠、個舊雞街冶煉廠。云南鉛鋅礦產資源具有廣闊的開發前景，90年代開始興建超大型鉛鋅礦床金頂礦山。四川有會東鉛鋅礦、會理鉛鋅礦兩個主要礦山以及一批中小型礦山，鉛鋅精礦產量猛增。

（5）西北生產基地

西北地區鉛鋅礦產資源也很豐富，主要分布在甘陜青三省，而且西成礦帶經勘查儲量又有大幅度的增長，資源前景十分可觀。該基地鉛鋅生產以白銀有色金屬公司為主，有白銀廠小鐵山鉛鋅礦、第三冶煉廠和西北鉛鋅冶煉廠，陜西有鉛硐山鉛鋅礦、二里河鉛鋅礦、銀洞梁鉛鋅礦等和青海錫鐵山礦務局。西北鉛鋅產量較少，但開發前景可觀。一是有豐富的鉛鋅礦產資源，位于甘陜交界的西成-鳳太礦帶，勘查出10多個大中型鉛鋅銀金礦床，其中廠壩-李家溝鉛鋅達到超大型規模，銀達到大型。二是廠壩正在抓緊建設一座大型礦山，將成為西北冶煉廠主要礦物原料供給基地，是全國大型鉛鋅礦山之一。除上述五大鉛鋅生產基地外，內蒙古、江西、貴州等省區也建設了一批中小型礦山。其中內蒙古梧桐花鉛鋅礦、白音諾鉛鋅礦、翁牛特旗硐子鉛鋅礦等礦山。內蒙古是全國生產鉛鋅精礦主要省區之一，開發前景巨大。江西有銀山鉛鋅礦等。貴州有赫章鉛鋅礦、杉樹林鉛鋅礦等。6

理化性質

物理性質

鉛（Pb）是一種高密度、柔軟的藍灰色金屬，溫度超過400℃時即有大量鉛蒸氣逸出，在空氣中迅速氧化成氧化鉛煙。7常見含鉛的物質包括有密陀僧（PbO）、黃丹（Pb2O3）、鉛丹（Pb3O4）、鉛白（Pb(OH)2·2PbCO3）、硫酸鉛（PbSO4）等。鉛的密度大、硬度小、熔點低、沸點高，對電和熱的傳導性能差，可吸收放射線，故用于制造放射性物質的容器和用作防護材料。5鉛的第一電離能是718.96 kJ/mol，電負性1.8，主要氧化數是+2、+4。鉛沒有同素異形體，其唯一的晶型具有面心立方晶格結構，其中α為494.89 pm，鄰近Pb-Pb之間的距離是349 pm。它是銀灰色有光澤的重金屬，在空氣中易氧化而失去光澤，變灰暗，質柔軟，延性弱，展性強。密度11.34 g/cm3，熔點327.5℃，沸點1740℃，有較強的抗放射穿透的性能。3鉛的再結晶溫度在室溫以下，加工性能極好，不產生加工硬化。鉛和鉛合金的強度、硬度，特別是疲勞強度和蠕變強度較低，易遭疲勞和蠕變破壞，在設計和用作構件時應予以注意。1

|| || 鉛的主要物理和力學性能

化學性質

在常溫下在空氣中，鉛表面易生成一層氧化鉛或堿式碳酸鉛，使鉛失去光澤且防止進一步氧化。易和鹵素、硫化合，生成PbCl4、PbI2、PbS等。熔融的鉛空氣反應生成一氧化鉛，將鉛在純氧中加熱可得二氧化鉛。與鹽酸反應放出氫氣并生成微溶性的PbCl2，覆蓋在鉛表面，使反應中止。與熱濃鹽酸反應生成HPbCl3和H2。與稀硫酸反應放出氫并生成難溶的PbSO4覆蓋層，使反應中止。但易溶于熱的濃硫酸生成Pb(HSO4)2并放出SO2。跟稀硝酸或濃硝酸反應都可生成硝酸鉛Pb(NO3)2。在有氧存生條件下可溶于醋酸等有機酸，生成可溶性的鉛鹽。跟強堿溶液緩慢的反應放出氫氣生成亞鉛酸鹽。 在有氧氣條件下跟水反應生成難溶的Pb(OH)2。8

鉛在加熱熔化時最初氧化為PbO2，繼續升溫分解為PbO，升溫到603～723K時生成Pb3O4（即鉛丹）。Pb2O3或Pb3O4在高溫下易離解生成穩定的PbO。5

普通水對鉛的腐蝕很輕微。鉛易溶于硝酸、硼氟酸、硅氟酸和醋酸，常溫下難溶于硫酸、鹽酸、氫氟酸。NH4OH溶液或通空氣的稀NaOH溶液能徐徐溶解鉛。鉛能溶于硝酸銀溶液，其他的硝酸鹽和氯化物會腐蝕鉛。鉀、鈉、鐵、氨的硫酸鹽和鉀的碳酸鹽、氰化物溶液對鉛不起作用。5

同位素

鉛有四種穩定的同位素：Pb-204（豐度為1.4%）、Pb-206（豐度24.1%）、Pb-207（豐度22.1%）和Pb-208（豐度52.4%）。后三種是鈾-238、鈾-235和釷-232經過一系列裂變后的最終產物，只有Pb-204是自然存在的、非衰變產物。Pb-208在穩定的同位素中質量最大。9

耐腐蝕機理

鉛在空氣中表面生成致密的氧化鉛膜，在潮濕并含有二氧化碳的空氣中生成碳酸鉛膜，在硫酸中生成硫酸鉛膜，這些生成膜起到良好的保護作用。因此鉛在許多介質中，特別是在硫酸中，有極好的耐蝕性。鉛工業區大氣中的腐蝕速度為0.00043～0.00068 mm/a；在天然海水中的腐蝕速度為0.01～0.015 mm/a；當硫酸的濃度高達70%～80%、溫度為50℃時，鉛仍有很好的耐蝕性。

鉛溶于含氧氣的低于80%的乙酸中，生成乙酸鉛及水，鉛過量則形成堿式乙酸鉛。鉛對酒石酸溶液，檸檬酸溶液（＜30%）的抗腐蝕性較好，若溶液中含有氧氣則對鉛的腐蝕率增大。10

室溫時金屬鉛對某些鹽溶液有較強的抗腐蝕性，這些鹽溶液包括K2SO4，KNO3，KX(X=F,Cl,Br)，K2S，K2SO3，MgSO4，MgF2，Fe2(SO4)3，FeSO4及ZnSO4溶液。然而鉛對另一些鹽溶液（如MgCl2，＜40%；CaCl2，10%；Ca(NO3)2，10%）的抗腐蝕性較差。鉛對＜20%的K2CO3溶液的抗腐蝕性較差，而對30~40%K2CO3溶液的抗腐蝕性較好。NaCl溶液及海水能輕微腐鉛。10

主要化合物

鉛的化合物種類很多，具有工業價值的主要化合物有PbS、PbO、PbSO4及氯化鉛。5

1.一氧化鉛

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2. 硫化鉛

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3. 氯化鉛

氯化鉛主要有PbCl2和PbCl4，氯化鉛中以PbCl2最重要。

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4. 硫酸鉛

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生產冶煉

提取冶金

鉛的提取冶金分火法煉鉛和濕法煉鉛兩類方法，在工業生產中前者應用較多。傳統的火法煉鉛方法一般包括鉛精礦燒結焙燒、鉛熔煉、粗鉛火法精煉或（鉛電解精煉）三大環節。傳統的鉛熔煉方法以鼓風爐還原熔煉法煉鉛的應用最為廣泛。用這種方法生產的鉛占總產鉛量的85%。鼓風爐還原熔煉法煉鉛是一種用焦炭作還原劑把鉛的氧化物還原為粗鉛的方法，此法須先經燒結焙燒把硫化鉛精礦中的大部分PbS轉變成PbO，并使燒結焙燒料燒結成塊。鉛熔煉產出的粗鉛還含有很多雜質，需經火法精煉或電解精煉才能獲得達到產品質量標準、滿足用戶要求的精鉛，并回收粗鉛中的有價金屬。粗鉛火法精煉在當今的鉛精煉中占主導地位。5

傳統的火法煉鉛法存在對環境污染嚴重、原料中的硫難以回收、能耗大和生產效率低等問題，自20世紀50年代以來世界一些國家競相研究直接煉鉛法，以取代傳統的火法煉鉛法。到90年代已進行工業生產或半工業試驗的有基夫賽特煉鉛法（KIVCET-CS）、氧氣底吹煉鉛法（QSL）、艾薩熔煉法煉鉛（ISA）、閃速熔煉法煉鉛等。這些直接煉鉛法的共同特點是不要經過單獨的燒結焙燒處理，基本實現自熱熔煉，煙氣便于制酸，對環境污染程度輕，從發展看，有可能取代傳統的火法煉鉛法。5

冶煉技術

1. 氧氣頂吹熔煉技術

艾薩法（ISA法）、Ausmelt法都屬氧氣頂吹法，其中以艾薩法（ISA法）為例來進一步說明氧氣頂吹熔煉技術的技術特點。艾薩法不同于基夫賽特法，它對爐料的要求比較低，但是此法的煙塵率較高。艾薩法還有一點優勢就是爐體設備占地面積比較少，能夠為鉛冶煉節省空間，在一定程度上降低了鉛冶煉的成本，增加了企業的經濟效益。8

2. 氧氣底吹熔煉技術

QSL法和SKS法均為底吹熔池熔煉技術，其中以QSL法為例進一步說明氧氣底吹熔煉技術的技術特點。QSL 法同艾薩法（ISA法）一樣，煙塵率較高，QSL法爐體設備占地面積也比較少，能夠為鉛冶煉節省空間，在一定程度上降低了鉛冶煉的成本，增加了企業的經濟效益。8

3. 氧氣側吹熔煉技術

氧氣側吹熔煉技術是中國開發的一種熔池熔煉直接煉鉛技術。該技術所需要的設備比較簡單，投資的數額也比較小。金屬回收率也很高，創造的經濟效益比較好。但是該技術不能很好地對散熱進行控制，導致進行鉛冶煉時能耗很大。該技術因為所需要的成本比較低，所以在中國得到了廣泛應用。不過廣泛使用該技術也對中國的能源造成了很大的壓力，不利于可持續發展。這是中國對于該技術下一步必須要解決的問題。8

應用領域

鉛是制造蓄電池、電纜、子彈和彈藥的原材料，也是汽油的添加劑。鉛化合物用作顏料、玻璃、塑料和橡膠的原料。由于金屬鉛具有優良的耐酸、堿腐蝕性能，廣泛用于制造化工和冶金設備。鉛合金用作軸承、活字金和焊料等。此外，鉛也開拓了一些新的用途。如用作瀝青的穩定劑，以延長路面使用壽命；用于制造核電站屏蔽和核廢料貯罐，電業部門調整負荷的大功率蓄電池組，及磁流體動力學裝置等。5

鉛酸蓄電池

鉛酸蓄電池（簡稱鉛酸電池）從問世已有150多年的歷史，因其價格低廉、技術成熟、性能可靠等優勢，已成為化學電源中產量最大、應用最廣的二次電池，長期以來被廣泛應用于社會生產和生活的多種場合。

鉛酸電池是利用鉛的不同價態固相反應實現充放電的，電池放電時，兩個電極的活性物質分別變成PbSO4，充電時，反應向逆反應方向進行，電解質硫酸是一種活性物質。正負極電極反應適用溶解-沉淀機理而不是固態離子傳遞或者膜形成機理。鉛酸電池在室溫室壓下的標準槽電壓為2.1 V。14

電纜護套

護套材料主要是化學鉛、含1%銻或砷的鉛合金，以及含0.03%鈣或蹄的鉛合金，用鉛作電纜護套主要起防潮、防腐蝕以及屏蔽支撐作用。電纜行業用鉛主要是電力電纜與通訊電纜，雖然國內電力通訊電纜的鉛包皮大部分已被塑料等其它材料代替，但仍有少量的電纜使用鉛護套。國外囿于環保的考慮，對使用鉛于越洋海底電纜護套引發很多爭議，但該領域的鉛耗量仍占其使用的很大一部分。15

化工產品

有相當多的鉛化合物應用于化工方面。在此僅介紹幾種應用廣泛的產品。氧化鉛廣泛用于鉛酸蓄電池板柵的糊狀混合物以及水泥、玻璃、陶瓷中，且可用于制備其它的鉛化合物；紅丹是重要的防銹涂料，用作底漆與內漆層，防止鋼銹蝕。

工業上重要的白色防腐蝕顏料是一元碳酸鉛，二元亞磷酸鉛、二元磷硅酸鉛和一元硅酸鉛。硼酸鉛鹽可用于玻璃制造、防火涂料、漆催干劑；硝酸鉛鹽用于制藥、礦石浮選。此外，鉛化工產品還在電子粉體材料、彩色電子超黑顯像管中作發光材料。15

焊料

鉛合金焊料即通常所說的軟釬焊料，其中鉛錫合金焊料在所有焊接材料中應用最廣泛、使用歷史較長。它具有低的熔點，可以在不損傷熱敏感元件的前提下，用簡單的加熱方法，比較理想地連接大多數金屬。16

鉛材

（1）鉛板

一般鉛材被軋制成3.6m以下寬度，任意厚度的薄鉛板，0.4 mm厚的鉛板重。鉛板作為結構材料，是化學及其相關工業的一種很重要的耐蝕材料，這主要得利于鉛具有對多種腐蝕環境的抗蝕能力。當然也可用作建筑結構材料，例如屋頂防蝕板、浴室中的地板。鉛板與水泥等接觸，一般都在表面涂一層瀝青。作為X射線與γ射線的屏蔽層則是大家熟悉的一種應用。利用鉛優良的減震、隔音的性能，也有大量的鉛板應用于減震隔音上。例如，安裝于建筑物地基下阻礙震動傳播的鋼和鉛片減震墊；純鉛可吸收地震時釋放的大部分震動能量，在近年日本的一次地震中，這種減震器經受了檢驗。

（2）鉛管

鉛材中鉛管也是一個主要方面，大量應用于化學工業以及排水管道中。用化學鉛或含6%銻的鉛擠壓成無縫管。直徑從細管到300mm或更大，幾乎各種厚度的管子都有生產應用。

（3）絲網鉛材

在建筑用鉛材料中,除使用鉛板、管、焊料外還有用于堵漏的鉛網布；上述鉛錫焊料中的相當一部分，作為低熔點的易熔合金(鉛與錫、鉍、鎘、銦等的合金)幾乎全部都是絲線材。后者中最低熔點在100℃以下，用于自動滅弧、電保險絲、鍋爐栓塞等。在發達國家，鉛材已構成一個獨立的消費去向，尤以英國為突出，將鉛皮作屋頂材料以防止來自大氣中氛原子造成的輻射。然而,在中國鉛材的產量很小,年產量在1萬噸左右。16

鉛鑄造材料

鉛的鑄造材料中最主要的是軸承合金和鉛字合金；鑄造產品中則包括軸承、鉛字板、配重、密封墊圈、彈頭、壓艙配重，甚至大型核電站防輻射層的整體鑄件。16

鉛復合材料

在兩塊錫片之間夾上鉛片，軋制成一種厚0.01 mm或更薄的緊密結合的Sn-Pb-Sn復合箔，即一般所稱的“鉛箔”。在建筑工業上用于防潮，或作為葡萄、香檳酒瓶的防氧化箔。也有的用于電子工業。這處“鉛箔”在國外大量生產，廣泛應用。而國內在生產、應用兩方面都有差距。當然更普遍、用得更多的鉛復合材料是鉛與較強硬的材料結合制成，其性能較單一兩種材料都好。鉛可與鋼、混凝土、木材、磚或其它適當材料復合，該結構復合材料具有優良的耐蝕性和高的強度。鉛與塑料復合雖然強度稍低，但該復合材料具備了優異的隔音性能。

鉛與較強硬材料結合制成的復合材料結構包括：

①基本鉛復合結構：鑄造或擠壓鉛或鉛合金，在有限的復合基上。如鑄造所得的含銻鉛閥、泵、陽極和容器。

②鉛復合于高強基：片狀、管狀或其它擠壓成型的鉛

來源: 百度百科

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