Свинцовая руда: виды, способы добычи и применение

Свинец — металл, широко использующийся в тяжелой и легкой промышленности, медицине, геологии и других сферах. Он имеет серебристо-белый цвет вплоть до синеватого отлива. В Периодической системе химических элементов свинец имеет номер 82. Металл не является дефицитом, он легок в добыче и последующей обработке.

Структура и состав металла

Свинцовая руда — металл сложной структуры. Он имеет кубическую, гранецентрированную кристаллическую решетку, а также довольно большую молекулярную массу.

Обычно свинец встречается в виде небольших зёрен округлой формы, в шариках, пластинках, чешуйках, а также в виде нитевидных образований.

Свойства свинца

Свинец — мягкий голубовато-серый металл с металлическим блеском на свежих срезах (быстро окисляется при воздействии с воздухом). Его удельный вес составляет 11.40 единиц, а температура плавления — 325 градусов по Цельсию. В процессе медленного охлаждения металл довольно быстро кристаллизуется.

Прочность довольно низка, а потому из него не может быть вытянута проволока. Зато металл легко поддается прессовке. Его также можно прокатывать в тонкие листы. Другие свойства металла во многом зависят от примесей.
Металл хорошо растворяется в ослабленной азотной кислоте и легко извлекается из каких-либо соединений.

Данный металл — инертен, он быстро покрывается защитной оксидной пленкой. Имеет довольно низкую электро- и теплопроводность. Свинец считается тяжелым металлом, однако при нормальной температуре он довольно мягкий и легко режется ножом.

Свинец сохраняет свои свойства даже при резких скачках температуры или давления. Он также способен поглощать рентгеновские лучи. Благодаря этому качеству и относительной доступности, свинец часто используется для создания защитного слоя.

Виды свинцовой руды

Существует несколько разновидностей свинцовой руды. Так, галенит обычно вызывает ассоциации с серебряными и цинковыми рудами. Добытый из первых свинец называют жестким, тогда как металл, что производится из руд, свободных от серебра, называют мягким.

Список основных минералов свинца:

• англезит;
• миметит;
• церуссит;
• крокоит;
• пироморфит;
• ванадинит;
• вульфенит.

Обычно галенит располагается глубоко под землей, в жилах, которые не были подвержены процессу окисления. В тех жилах, которые были выветрены и окислены, в качестве продуктов изменения образуются минералы англезиты. По сравнению с ними церуссит куда менее устойчив и способен превратиться в свинец лишь из-за сильного воздействия карбонизированных вод. Тогда как в местах, где растворы зоны окисления пересекают породы фосфатного характера, постепенно образовывается и развивается пироморфит. При наличии серебра в галените в процессе окисления могут появляться серебряные минералы.

Нередко в жилах свинцовой руды всевозможные минералы встречаются вместе с галенитом. Минерал сфалерит — один из наиболее распространенных из них.

Происхождение

Свинец обычно создает небольшую вкрапленность в изверженных (преимущественно кислых) горных породах, может встречаться в виде россыпи и в качестве самородных минеральных элементов.

Что касается естественных условий, в них часто образовываются довольно большие залежи свинцово-цинковых и полиметаллических руд скарного типа. Реже в природе находят залежи руд нередко стратиформного характера. В месторождениях медно-никелевых, золотых, урановых и колчеданно-полиметаллических минералов попадается галенит.

В месторождениях с гидротермальными низкотемпературными природными условиями, мышьяком и сурьмой, часто встречаются сульфосоли — разновидность минералов свинца, обладающих таким свойством, как гидротермальный генезис. Минералы окисного типа обычно находят в зонах окисления свинцово-цинковых зарождений. В кларковых концентрациях геологи находят все виды свинцовых пород.

Запасы и добыча

Согласно официальным данным, РФ занимает первое место в мире по количеству потенциальных запасов свинцовой руды. Однако, что касается объемов ее добычи, страна находится лишь на 7 месте. Наибольшим месторождением свинцовых руд России является район Восточной Сибири. Всего по всей РФ их насчитывается 68.

Производство свинца

Перед началом плавки руда, из которой добывается свинец, предварительно обрабатывается в течение длительного времени. Обусловлено это ее сложной структурой. Тогда как процесс производства можно разделить на следующие этапы:

1. Измельчение исходного материала (руды).
2. Процедура флотации. Осуществляться она может несколькими способами (зависит от характера руды). Существуют прямой селективный и коллективный методы флотации. Последний используется довольно редко.

Сырье

Наиболее ценными минералами для добычи свинца являются церуссит, галенит, а также англезит. Зачастую содержание этого металла в руде составляет не более 8–9 процентов, поэтому в ходе производства исходный материал сначала обогащается.

Технологии

Пирометаллургический и гидрометаллургический методы являются основным способом получения свинца. Поговорим о них подробнее.

Пирометаллургический метод

Данный метод встречается в металлургии чаще всего. Он предусматривает плавление всех компонентов руды.

Виды плавки, которые предусматриваются пирометаллургическим методом:

1. Восстановительная плавка — это способ получения свинца из руд, в которых может содержаться любой процент вещества, а также любые примеси.
2. Осадительная плавка представляет собой способ получения металла из руд без необходимости проведения их предварительного обжига.
3. Шахтная плавка предусматривает плавление исходного материала в восстановительной среде.
4. Щелочная плавка — метод плавки концентрата со свинцом, предварительно нагретым до температуры 850 градусов по Цельсию. Продукты на выходе производства — довольно чистый металл и сплав щелочи.

Гидрометаллургический метод

Применение данного метода подразумевает разложение концентратов. Для этого на производстве применяются специальные растворители. После чего металл восстанавливается химическим путем.

Гидрометаллургический метод предусматривает следующие этапы производства:

1. Растворение солей свинцового типа.
2. Процедура, предусматривающая процесс выщелачивания соединений металла с добавлением в раствор различных примесей.
3. Последующая очистка растворов.
4. Осаждение свинца.

Несмотря на то, что гидрометаллургический метод менее опасен для людей, в последние годы он практически не используется. Обусловлено это высокой стоимостью сульфатизирующего и хлорирующего обжига. Помимо этого, конечный продукт гидрометаллургического метода производства нуждается в рафинировании.

Оборудование

Основным устройством для производства металла выступает плавильная печь. Выбор необходимого оборудования осуществляется исходя из производственных требований и особенностей. Плавка является индивидуальным процессом, тогда как каждый завод производит ее по собственной технологии.

В России наибольшей популярностью пользуются 2 вида устройств:

1. Печь для обжига металла, находящегося во взвешенном состоянии. Впервые данная технология была разработана в прошлом веке на территории СССР. С ее помощью можно получить черновой материал, процент свинца в котором достигает 97 единиц. В шахту вертикального типа под высоким давлением вдувается руда, которая предварительно проходит процесс обогащения, кислород, либо дымовые газы. Там весь материал обжигается, тогда как сам концентрат переходит в состояние суспензии. Что касается свинца и других используемых при производстве металлов, то они переходят в форму оксидов.
2. Кислородный конвертер предусматривает продувку кислорода через специальные дутьевые трубы. Стоит упомянуть, что производительность подобной технологии значительно ниже.

Применение свинца

Сфер производства, в которых применяется металлический свинец, довольно много. Данный материал хорошо подходит для изготовления тонких листов, металлических труб и множества других изделий. Свинец — один из наиболее значимых составных элементов многих сплавов: гарты (свинец и сурьма), припоя (олово и свинец), а также всевозможных низкоплавких сплавов из висмута, свинца и олова.

К тому же, свинец и его соединения используются в следующих областях и сферах деятельности:

1. Перхлорат свинца необходим при создании жидкости для флотации.
2. Сельскохозяйственная деятельность.
3. Нефтяная промышленность.
4. Производство противоопухолевых лечебных мазей.
5. Создание мощных смесей взрывчатки. Азид свинца же может использоваться в качестве детонатора.
6. Изготовление цемента, лаков, шпатлевки, свинцовокарбонатной бумаги.
7. Создание покрытий для фарфора и стекла.
8. Лакокрасочная промышленность (в частности, производство красок), геология и медицина.
9. Использование при работе с химическими источниками тока.
10. Нитрат свинца используется при производстве спичек.
11. Создание пуль и дроби.
12. Изготовление подшипников и других фигурных деталей.
13. Производство инсектицидов для борьбы с насекомыми.

Нашел свое применение свинец и в искусстве. Его нередко используют для быстрой сушки полотен, красок и лаков. Он также незаменим при создании ядерных реакторов, пластин в электрических аккумуляторах и термоэлектрогенераторах, при создании оболочек кабелей, в медицине и геологии.

Также новости добывающей промышленности читайте на Производства.рф и телеграм канале.