Свинец

Министерство образования  и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВПО

Уральский государственный  горный университет

Кафедра геологии

 

 

 

Реферат

На тему: Свинец

 

 

 

 

Группа: М-12-2

Студент: Ю.Е. Номировская

Преподаватель: профессор 

Ю.А. Поленов

 

 

 

 

 

Екатеринбург

Ноябрь 2012г

Содержание

1. Общие сведения…………………………………………………………………….3                                                                                                            
2. Применение в народном хозяйстве……………………………………………….5                                                                              
3. Запасы и добыча:……………………………………………………………………9

3.1 Оценка месторождений при поисках и разведке…………………………….9

3.2 Геолого-экономическая оценка месторождений…………………………….13

3.3 Разработка месторождений …………………………………………………………………………15

3.4 Испытание качество  сырья…………………………………………………….18

4. Геохимия и минералогия………………………………………………………….21
5. Типы промышленных месторождений:………………………………………….23
1. Скарновые месторождения……………………………………………………23
1. Николаевское месторождение………………………………………..24
2. Плутоногенные гидротермальные месторождения…………………………26
1. Месторождение Згид…………………………………………………..27
3. Месторождения экзогенно-эндогенной серии……………………………....28

      Вывод……………………………………………………………………………………30

      Приложения……………………………………………………………………………31

      Список  используемой литературы……………………………………………………35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Общие сведения

Свинец (Pb) – химический элемент IV группы периодической системы элементов ,имеющий  атомный номер 82 и атомную массу 207,2.В соединениях проявляет степени окисления +2 и +4. Природный свинец представляет собой смесь четырех стабильных изотопов РЬ²⁰⁴, РЬ²⁰⁶, РЬ²⁰⁷, РЬ²⁰⁸, из которых последние три являются конечными продуктами радиоактивного распада урана и тория.

Цвет металлического свинца синевато-серый, однако в большинстве случаев обычно матовый вследствие окисления и образования оксидной пленки на его поверхности. Свинец пластичен, мягок и ковок, легко прокатывается в тонкие листы и обладает хорошими антифрикционными и антикоррозионными свойствами. сильно поглощает рентгеновские и гамма-лучи.

Физические свойства свинца

                                                                                                          Pb                                         

Плотность при 293°К,г/см                                                         11,350                                         

Твердость по Бринеллю, МПа                                                МПа 25-40                                        

Температура , К:

плавления                                                                                        600,65                                        

кипения                                                                                               2013                                 

Предел прочности на растяжение, МПа                                         12-13                       

Электросопротивление при 293°К,Ом *м                            20,648*10^-8                                       

Теплопроводность при 300°К,Вт/м *К                                          35,3                                                                 

Коэффициент линейного расширения, К                                 29,1*10^-9                                                   

Удельная магнитная восприимчивость, м³/кг                       1,397 *10^-9     

 

 Свинец устойчив к действию атмосферных осадков и многих химических реагентов. Разбавленные соляная и серная кислоты на свинец практически не действуют, но он легко растворяется в азотной кислоте, образуя нитрат; при доступе воздуха растворяется в уксусной кислоте с образованием ацетата. Свинец и его соединения ядовиты. Легко образует сплавы с медью, оловом, висмутом, кадмием, сурьмой и другими металлами, которые разделяются на антифрикционные и типографские сплавы и припои.

Свинец относится к халькофильным элементам. Его среднее содержание в земной коре по Д.Е.Ферсману и А.П.Виноградову 1,6*10^-3 %.

Наибольшие кларки свинца характерны для пород кислого состава (граниты, гранодиориты, риолиты) и осадочных пород (глины и сланцы) и, по А.П.Виноградову, в обоих случаях соответствуют 2*10^-3 %.

                    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Применение в  народном хозяйстве

Нитрат свинца применяется  для производства мощных смесевых взрывчатых веществ. Азид свинца применяется как  наиболее широкоупотребляемый детонатор (инициирующее взрывчатое вещество). Перхлорат свинца используется для приготовления тяжелой жидкости (плотность 2,6 г/см³), используемой во флотационном обогащении руд, он иногда применяется в мощных смесевых взрывчатых веществах как окислитель. Фторид свинца самостоятельно, а так же совместно с фторидом висмута, меди, серебра применяется в качестве катодного материала в химических источниках тока. Висмутат свинца, сульфид свинца PbS, иодид свинца применяются в качестве катодного материала в литиевых аккумуляторных батареях. Хлорид свинца PbCl2 в качестве катодного материала в резервных источниках тока. Теллурид свинца PbTe широко применяется в качестве термоэлектрического материала (термо-э.д.с 350 мкВ/К), самый широкоприменяемый материал в производстве термоэлектрогенераторов и термоэлектрических холодильников. Двуокись свинца PbO2 широко применяется не только в свинцовом аккумуляторе, но так же на её основе производятся многие резервные химические источники тока, например — свинцово-хлорный элемент, свинцово-плавиковый элемент и др.

Свинцовые белила, основной карбонат Pb(OH)2•PbCO3, плотный белый порошок, — получается из свинца на воздухе под действием углекислого газа и уксусной кислоты. Использование свинцовых белил в качестве красящего пигмента теперь не так распространено, как ранее, из-за их разложения под действием сероводорода H2S. Свинцовые белила применяют также для производства шпатлевки, в технологии цемента и свинцовокарбонатной бумаги.

Арсенат и арсенит свинца применяют в технологии инсектицидов для уничтожения насекомых —  вредителей сельского хозяйства (непарного  шелкопряда и хлопкового долгоносика). Борат свинца Pb(BO2)2·H2O, нерастворимый белый порошок, используют для сушки картин и лаков, а вместе с другими металлами — в качестве покрытий стекла и фарфора. Хлорид свинца PbCl2, белый кристаллический порошок, растворим в горячей воде, растворах других хлоридов и особенно хлорида аммония NH4Cl. Его применяют для приготовления мазей при обработке опухолей.

Хромат свинца PbCrO4 известен как хромовый желтый краситель, является важным пигментом для приготовления  красок, для окраски фарфора и  тканей. В промышленности хромат применяют  в основном в производстве желтых пигментов. Нитрат свинца Pb(NO3)2 — белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде. Это вяжущее ограниченного применения. В промышленности его используют в спичечном производстве, крашении и набивке текстиля, окраске рогов и гравировке. Сульфат свинца Pb(SO4)2, нерастворимый в воде белый порошок, применяют как пигмент в аккумуляторах, литографии, в технологии набивных тканей.

Сульфид свинца PbS, чёрный нерастворимый в воде порошок, используют при обжиге глиняной посуды и для обнаружения ионов свинца.

Поскольку свинец хорошо поглощает  γ-излучение, он используется для радиационной защиты в рентгеновских установках и в ядерных реакторах. Кроме того, свинец рассматривается в качестве теплоносителя в проектах перспективных ядерных реакторов на быстрых нейтронах.

Значительное применение находят сплавы свинца. Пьютер (сплав олова со свинцом), содержащий 85-90 % Sn и 15-10 % Pb, формуется, недорог и используется в производстве домашней утвари. Припой, содержащий 67 % Pb и 33 % Sn, применяют в электротехнике. Сплавы свинца с сурьмой используют в производстве пуль и типографского шрифта, а сплавы свинца, сурьмы и олова — для фигурного литья и подшипников. Сплавы свинца с сурьмой обычно применяют для оболочек кабелей и пластин электрических аккумуляторов. Соединения свинца используются в производстве красителей, красок, инсектицидов, стеклянных изделий и как добавки к бензину в виде тетраэтилсвинца (C2H5)4Pb.

Несмотря на ядовитость свинца, отказаться от него невозможно. Свинец дешев – вдвое дешевле алюминия, в 11 раз дешевле олова. После того как в 1859 французский физик Гастон Планте изобрел свинцовый аккумулятор, для изготовления аккумуляторных пластин с тех пор израсходовали миллионы тонн свинца; в настоящее время на эти цели уходит в ряде стран до 75% всего добываемого свинца.

Производство щелочных аккумуляторов  достигло в наше время гигантских размеров, но оно не вытеснило аккумуляторы свинцовые. Последние уступают щелочным в прочности, они тяжелее, но зато дают ток большего напряжения. Так, для питания автостартера нужно пять кадмиево-никелевых аккумуляторов или три свинцовых.

Постепенно снижается  применение свинца для изготовления очень ядовитого антидетонатора – тетраэтилсвинца. Способность  тетраэтилсвинца улучшать качество бензина было открыто группой молодых американских инженеров в 1922; в своих поисках они руководствовались периодической таблицей элементов, планомерно приближаясь к наиболее эффективному средству. С тех пор производство тетраэтилсвинца непрерывно росло; максимум приходится на конец 1960-х, когда только в США ежегодно с выхлопами выбрасывались сотни тысяч тонн свинца – по килограмму на каждого жителя. В последние годы применение этилированного бензина запрещено во многих регионах, и его производство снижается.

Мягкий и пластичный свинец, не ржавеющий в присутствии влаги, – незаменимый материал для изготовления оболочек электрических кабелей; на эти цели в мире расходуется до 20% свинца. Малоактивный свинец используют для изготовления кислотоупорной аппаратуры для химической промышленности, например, для облицовки реакторов, в которых  получают соляную и серную кислоты. Тяжелый свинец хорошо задерживает  губительные для человека излучения  и потому свинцовые экраны используются для защиты работников рентгеновских  кабинетов, в свинцовых контейнерах  хранят и перевозят радиоактивные  препараты. Свинец содержат также подшипниковые  сплавы баббиты, «мягкие» припои (самый  известный – «третник» – сплав  свинца с оловом).

В строительстве свинец используют для уплотнения швов и создания сейсмостойких  фундаментов. В военной технике  – для изготовления шрапнели и  сердечников пуль. Любая добавка  к свинцу увеличивает его твердость, но количественно влияние добавок  неравноценно. В свинец, идущий на изготовление шрапнели, добавляют до 12% сурьмы, а  в свинец ружейной дроби – не более 1% мышьяка. Без инициирующих взрывчатых веществ ни одно скорострельное оружие действовать не будет. Среди веществ  этого класса преобладают соли тяжелых  металлов. Используют, в частности, азид свинца PbN₆.

Свинец был одним из первых металлов, переведенных в состояние  сверхпроводимости. Кстати, температура, ниже которой этот металл приобретает  способность пропускать электрический  ток без малейшего сопротивления, довольно высока – 7,17°K. (Для сравнения  укажем, что у олова она равна 3,72, у цинка – 0,82, у титана –  всего 0,4°K). Из свинца была сделана обмотка  первого сверхпроводящего трансформатора, построенного в 1961 г.

Свинец используется в  производстве пигментов (таких, как  сурик, белила), в производстве хрусталя, для строительства сейсмостойких  фундаментов. Нитрат свинца применяется  для производства мощных смесевых взрывчатых веществ. Теллурид свинца широко применяется в качестве термоэлектрического материала (термо-э.д.с 350 мкВ/К). Перхлорат свинца используется для приготовления тяжелой жидкости (плотность 2,6) используемой во флотационном обогащении руд, так же он иногда применяется в мощных смесевых взрывчатых веществах как окислитель. Фторид свинца самостоятельно, а так же совместно с фторидом висмута, меди, серебра применяется в качестве катодного материала в химических источниках тока. Висмутат свинца, сульфид свинца, йодид свинца применяются в качестве катодного материала в литиевых аккумуляторных батареях. Хлорид свинца в качестве катодного материала в резервных источниках тока. Теллурид свинца самый широкоприменяемый материал в производстве термоэлектрогенераторов и термоэлектрических холодильников.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Запасы и добыча

Общие запасы свинца зарубежных стран (исключая страны СНГ) составляют порядка 180 млн т, а подтвержденные - около 80 млн т. Среди ведущих зарубежных стран наиболее крупные запасы свинца выявлены (млн т): в Австралии (16,5), Канаде (10) и США (13). Мировое производство металла ориентировочно составляет около 5 млн т, из них примерно половина приходится на США, ФРГ, Японию, Великобританию, Китай и Италию. Суммарные запасы свинца в странах СНГ в 1996 г. составляли 46,3 млн т, в том числе в России - 19,5, Казахстане - 21,9, Узбекистане - 4,9; добыча свинца (тыс.т): Россия - 26,6, Казахстан - 60, Узбекистан - 20.