Preços de chumbo, ocorrência, extração e uso

O chumbo é um elemento químico com o símbolo do elemento Pb (latim plumbum) e o número ordinal 82. É um metal pesado tóxico e está disponível no 4. Grupo principal ou 14. Grupo IUPAC (grupo de carbono) e 6. Período da tabela periódica. O chumbo é facilmente deformável e tem um ponto de fusão comparativamente baixo.

Os isótopos 206Pb, 207Pb e 208Pb são os átomos mais estáveis, fazendo com que o Lead tenha a maior massa e elemento atômico, mas estável. Todos os isótopos de chumbo possuem o número mágico de prótons 82, o que causa essa estabilidade. O 208Pb tem até o chamado núcleo mágico duplo, porque também possui o número de nêutrons mágico 126.

Uma vez que os isótopos de chumbo -206, -207 e -208 são os produtos finais das três séries de decaimento natural de elementos radioativos, surgiu relativamente mais chumbo; Portanto, é comum na crosta terrestre, comparado a outros elementos pesados ​​(mercúrio, ouro, etc.).

 

História

No início da Idade do Bronze, o chumbo era usado ao lado de antimônio e arsênico para fazer bronze de ligas com cobre até que o estanho se tornasse amplamente aceito. Os babilônios já conheciam os vasos principais. Os assírios tiveram que introduzir chumbo (abāru), que é documentado por Tiglat-pileser I. entre outras coisas, como um tributo de Melidu. Os romanos usavam o metal como um material para vasos, como uma funda, para selos (daí o nome) e canos de água.

Mesmo o autor romano Vitruvius considerou o uso de chumbo para canos de água potável prejudicial à saúde, ele recomendou o uso de tubos de argila, tanto quanto possível; No entanto, tubos de água potável feitos de chumbo estavam em uso até o 1970s, que também é expresso na palavra inglesa encanador ("editora de tubos"). Da perspectiva de hoje, a adição de chumbo como adoçante ao vinho foi particularmente alarmante (o chamado "chumbo-açucar", veja também o acetato de chumbo (II)). Na Vestfália, os romanos ganharam até a retirada após a batalha de Varus. A composição dos isótopos típicos para diferentes locais mostra que o chumbo para a produção de caixões de chumbo romanos, que foram encontrados na Renânia, vem do norte do Eifel. Uma vez que alguns minérios de chumbo contêm uma porção economicamente utilizável de prata, a extração de chumbo e prata tem sido relacionada entre si desde a antiguidade. O processamento de chumbo romano levou a uma poluição detectável até hoje: os núcleos de gelo da Groenlândia aparecem entre os 5. Século aC Chr. E o 3. Century n. Chr. Um aumento mensurável do conteúdo de chumbo na atmosfera. Mais tarde, o chumbo teve um significado importante. Foi usado, por exemplo, para a fronteira de janelas de vidro com chumbo, por exemplo, em igrejas ou para a cobertura de telhados de chumbo.

O chumbo tornou-se especialmente importante após a invenção das armas de fogo para os militares como material para projéteis de revólveres. Como os soldados faziam seus próprios projéteis, não era incomum que eles roubassem todo o chumbo que pudessem encontrar para fazer projéteis.
Símbolo alquímico para chumbo

O chumbo também desempenhou um papel importante na alquimia. Devido à sua semelhança com o ouro (similarmente macio e pesado), o chumbo foi considerado um bom material de partida para a síntese de ouro (síntese como uma mudança de cor de cinza para amarelo). O símbolo alquímico para chumbo é uma foice estilizada (♄), uma vez que foi atribuído ao deus e planeta Saturno desde os tempos antigos como um metal planetário.

Com o início da revolução industrial, o chumbo foi então usado em grandes quantidades para a indústria química, por exemplo. B. para a produção de ácido sulfúrico em Bleikammerverfahren ou o revestimento de equipamento para a produção de explosivos necessários. Era então o metal não-ferroso mais importante.

para determinar quando se tenta a idade da terra através da medição da proporção de ligação ao urânio em amostras de rocha, o geoquímico americana Clair Patterson observou sobre 1950 que as amostras de rocha foram todos contaminado com grandes quantidades de chumbo na atmosfera. Como fonte, ele foi capaz de provar o Tetraethylblei usado como um agente anti-knock em combustíveis. De acordo com Patterson, a atmosfera na frente do 1923 quase não continha chumbo. Com base nessas descobertas, ele lutou por toda a sua vida por reduzir a liberação de chumbo no meio ambiente. Seus esforços eventualmente levaram a 1970 a entrar na Lei de Ar Limpo dos EUA com regulamentações de emissões mais rigorosas. 1986 foi a venda de gasolina com chumbo nos Estados Unidos, na Alemanha, pela Lei de Chumbo de Gasolina, gradualmente a partir de 1988, completamente proibida na UE de 2001. Como resultado, os níveis de chumbo no sangue dos americanos caíram quase imediatamente em 80 por cento. No entanto, uma vez que o chumbo permanece praticamente eterno no ambiente, hoje todo ser humano tem cerca de 600 vezes mais metal no sangue do que antes do 1923. A 2000 ainda está liberando em torno de 100000 toneladas legais na atmosfera todos os anos. Os principais culpados são a indústria de mineração, metalurgia e manufatura. Bateria de chumbo-ácido para veículos motorizados.

Em 2009, a quantidade de chumbo conquistada em metais não ferrosos ficou em quarto lugar depois do alumínio, cobre e zinco. É usado principalmente para baterias de automóveis (acumuladores de chumbo) (60% da produção total).

Em geral, é feita uma tentativa de reduzir a carga sobre os seres humanos e o meio ambiente com chumbo e, assim, envenenar o chumbo. Além da proibição da gasolina com chumbo, as diretivas RoHS restringiram o uso de chumbo em equipamentos elétricos e eletrônicos a partir da 2002. A 1989 proibiu completamente os revestimentos e revestimentos à base de chumbo, e o uso de munição com chumbo foi parcialmente proibido em alguns estados a partir da 2005. Como material para tubulações de água, o chumbo já foi banido da 1973, no entanto, ainda não há lei para a remoção de tubos de chumbo de propriedades existentes, razão pela qual o Conselho Federal 2017 exigiu a proibição de tubos de água potável contendo chumbo.

ocorrência

O chumbo ocorre na crosta terrestre com um teor de cerca de 0,0018% e ocorre bastante raramente digno, ou seja, na forma elementar. No entanto, em torno de localidades 200 para liderança sólida em todo o mundo são agora conhecidos (como de 2017), nomeadamente na Argentina, Etiópia, Austrália, Bélgica, Brasil, China, Alemanha, Finlândia, França, Geórgia, Grécia, Gronelândia, Itália, Canadá, Cazaquistão, Quirguistão, México, Mongólia, Namíbia, Noruega, Áustria, Polónia, Rússia, Suécia, Eslovénia, República Checa, Ucrânia, Ilhas Virgens (EUA) no Reino Unido e os Estados Unidos da América.

Também em amostras de rocha da Cadeia Mesoatlântica, mais precisamente sobre a borda do nordeste da "profundidade de Markov" na "zona de fractura Serra Leoa" (Sierra limiar Leoa), e fora da terra na lua no chumbo Mare Fecunditatis poderia ser encontrado.

Em cada localidade, a composição isotópica se desvia ligeiramente das médias dadas acima, de modo que uma análise precisa da composição isotópica pode ser usada para determinar a localização da descoberta e concluir que achados arqueológicos antigos são baseados em antigas rotas de comércio. Além disso, o chumbo também pode conter diferentes substâncias estranhas, como prata, cobre, zinco, ferro, estanho e / ou antimônio, dependendo da localização.

No minério de chumbo, o chumbo está geralmente presente como galena (sulfeto de chumbo PbS, galena). Este mineral é também a fonte comercial mais significativa para a extração de novos chumbo. Mais minérios de chumbo são Cerussit ((II), carbonato de chumbo, também PbCO3 cerussite) (cromato de chumbo (II), também PbCrO4 Rotbleierz) Krokoit e Anglesit (de chumbo (II), sulfato de PbSO4 também Bleivitriol). Os minérios de chumbo com a maior concentração de chumbo no composto são litargírio e Massicotit (até 92,8%) e mínio (até 90,67%). No total, até agora, os revestimentos de chumbo 514 são conhecidos (estado: 2017).

As reservas economicamente mináveis ​​são estimadas em todo o mundo a 67 milhões de toneladas (nível 2004). Os maiores depósitos são encontrados na República Popular da China, EUA, Austrália, Rússia e Canadá. Na Europa, a Suécia e a Polônia são os países com maior incidência.

(Mechernich / pit Günnersdorf e mineração / Virginia; Rescheid / poços de Bem-estar e Schwalenbach Bleialf) na Alemanha foi, no norte Eifel, na Floresta Negra, na resina (Goslar / Rammelsberg) na Saxônia (Freiberg / Muldenhütten), no inferior Lahn (Bad Ems, Holzappel) e degradada em Westphalia (Ramsbeck / Sauerland) no passado, minério de chumbo, fundido e refinado.

A fonte mais importante de chumbo hoje é a reciclagem de produtos de chumbo antigos. Portanto, há apenas duas fundições primárias na Alemanha que produzem chumbo a partir do minério, a usina de empréstimo Binsfeldhammer em Stolberg (Rhld.) E a Metaleurop em Nordenham, perto de Bremerhaven. Todas as outras cabanas produzem o chamado chumbo secundário, trabalhando-se com chumbo velho (especialmente de baterias de carros usados).

recuperação

De longe, o mais importante mineral de chumbo é a galena. Isso geralmente ocorre associado aos sulfetos de outros metais (cobre, bismuto, zinco, arsênico, antimônio, etc.), que estão naturalmente presentes como uma impureza do chumbo bruto até uma proporção de 5%.

O minério, processado por trituração, classificação e flotação até o teor de 60% de minerais, é convertido em chumbo metálico em três diferentes processos industriais. Os processos de redução de Röder e a reação de torrefação ocupam cada vez mais o assento traseiro e são substituídos por derretimento direto, que, por um lado, pode ser mais econômico e, por outro lado, mais ambientalmente correto.
Röstreduktionsarbeit

Este processo procede em duas etapas, torrefação e redução. Durante a torrefacção, o sulfureto de chumbo finamente triturado é colocado numa grelha móvel e o ar quente 1000 ° C é empurrado. Reage com o oxigênio do ar em uma reação exotérmica ao óxido de chumbo (II) (PbO) e dióxido de enxofre. Isto é expelido através dos gases de torrefação e pode ser usado para a produção de ácido sulfúrico. O óxido de chumbo é líquido sob estas condições e flui para baixo. Pode ser sinterizado lá.

(Röstarbeit)

Posteriormente, ocorre a redução do óxido de chumbo com o auxílio de coque para chumbo metálico. Isso é feito em um forno de poço semelhante ao usado no processo de alto-forno. Aditivos de formação de escória, como cal são adicionados.

 (Redução de trabalho)

Os países com maior promoção de leads (2006)

Posição	Terreno	As taxas de fluxo (em 1000 t)	Posição	Terreno	As taxas de fluxo (em 1000 t)
1	República Popular da China	950	11	Schweden	33,9
2	Austrália	642	12	Kasachstan	33
3	Vereinigte Staaten	445	13	Marrocos	31,3
4	Peru	306,2	14	Rússia	24
5	México	118,5	15	Irão	22
6	Canadá	76,7	16	Coréia do Norte	20
7	Irlanda	65,9	17	Bulgária	19
8	Índia	39,8	18	Turquia	18,7
9	Polônia	38	19	Romênia	15
10	África do Sul	37,5	20	Brasil	14,7

Röstreaktionsarbeit

Este processo é usado principalmente para minérios de chumbo enriquecidos com PbS e permite a geração de chumbo em uma única etapa. O minério de sulfureto é apenas torrado incompletamente. Subsequentemente, a mistura de sulfeto de chumbo / óxido de chumbo é ainda aquecida para excluir o ar. O óxido de chumbo reage com o PbS restante sem adição de um agente redutor adicional ao chumbo e dióxido de enxofre:

(Röstarbeit)

(Trabalho de Reacção).

processo de fundição direta

Processos modernos de fabricação de chumbo são baseados em processos diretos de fundição que foram otimizados para compatibilidade ambiental e custo-efetividade (por exemplo, o processo QSL). Vantajoso é o controle de processo contínuo com limitação a um espaço de reação, que ocorre como o único emissor para poluentes - em comparação, os métodos clássicos de produção têm a sinterização como uma etapa adicional de emissão. A torrefação e a redução ocorrem paralelamente em um reator. O sulfeto de chumbo não é totalmente torrado, semelhante ao processo de reação de torrefação. Parte do chumbo é assim formado pela reação do sulfeto de chumbo com óxido de chumbo. Como o reator é ligeiramente inclinado, escória contendo chumbo e chumbo escoam. Isso passa pela zona de redução, soprado na poeira de carvão e o óxido de chumbo é reduzido a chumbo. Quando assar, usa-se oxigénio puro em vez de ar. Isso reduz consideravelmente o volume de gases de exaustão, que por outro lado tem uma maior concentração de dióxido de enxofre em comparação com os métodos convencionais. Seu uso para produção de ácido sulfúrico é, portanto, mais simples e mais econômico.

refino

Chumbo rolos, refinado eletroliticamente, 99,989%

O chumbo resultante contém outros metais, incluindo cobre, prata, ouro, estanho, antimônio, arsênico e bismuto em proporções variadas. A purificação e comercialização de alguns desses subprodutos, em particular da prata, continha até 2% no lead lead, contribui significativamente para a economia da recuperação de chumbo.

O refino pirométrico de chumbo é um processo de várias etapas. Ao fundir-se na presença de nitrato de sódio / carbonato de sódio ou ar, o antimônio, o estanho e o arsênio são oxidados e podem ser deduzidos como antimonatos de chumbo, estanatos e arsenatos da superfície do metal fundido (esfregaço de antimônio). O cobre, bem como, possivelmente, o zinco, o níquel e o cobalto, são removidos do metal bruto pelos seigers do chumbo da fábrica. O teor de enxofre também cai consideravelmente. Dependendo do processo de Parkes, a prata pode ser precipitada do chumbo pela adição de zinco e a precipitação dos cristais mistos de Zn-Ag formadores ("gravura de estacionamento"), enquanto a importância do processo de Pattinson mais antigo diminuiu consideravelmente (ver também Preparação de prata, aparência de prata). O bismuto pode ser retirado da superfície do chumbo derretido pelo processo Kroll-Betterton, ligando-se com cálcio e magnésio como espuma de bismuto.

A purificação adicional pode ser realizada por refinação eletrolítica, mas este processo é mais caro devido à alta demanda de energia. Embora o chumbo seja um elemento não nobre, tem um potencial padrão mais negativo que o hidrogênio na série eletroquímica. No entanto, isso tem uma alta sobretensão nos eletrodos de chumbo, de modo que uma deposição eletrolítica de chumbo metálico a partir de soluções aquosas é possível, ver refino de chumbo eletrolítico.

chumbo refinado é usado como chumbo ou chumbo, com cabana padronizado 99,9- para 99,97% de pureza (z. B. Eschweiler Raffiné) ou como uma vantagem muito bem com a 99,985 99,99% de chumbo (DIN 1719, obsoleto) no comércio. De acordo com o uso pretendido, designações como o cabo para a liga com aproximadamente 0,04% de cobre também são difundidas. Os padrões atuais, como o DIN EN 12659, não estão mais familiarizados com esses nomes comuns.

Propriedades físicas

O chumbo é um metal de base com um potencial de eletrodo padrão de cerca de -0,13 V. No entanto, é mais nobre que muitos outros metais de commodity, como ferro, zinco ou alumínio. É um metal diamagnético pesado com uma densidade de 11,3 g / cm, que cristaliza de face centrada cúbico, e, assim, uma embalagem mais próximo cúbico com grupo espacial Fm3m (grupo espacial não. 225) tem. O parâmetro de rede para chumbo puro é 0,4950 nm (equivalente a 4,95 Å) para unidades de fórmula 4 por célula unitária.

Esta é a base para a pronunciada ductilidade do metal e a baixa dureza de Mohs do 1,5. É, portanto, fácil de laminar folhas ou formar fios, mas por causa de sua baixa dureza são apenas ligeiramente resistentes. Uma modificação semelhante a um diamante, como é conhecida dos homólogos mais leves do grupo 14, não ocorre em chumbo. Isso se deve à instabilidade relativista da ligação do Pb-Pb e à baixa tendência de ser tetravalente.

As amostras de chumbo fresco são de branco acinzentado a branco metálico e apresentam um brilho tipicamente metálico, que diminui muito rapidamente devido à oxidação superficial. A cor muda para cinza escuro e fica sem brilho. No papel, o metal macio deixa uma linha cinza (de chumbo). Por esse motivo, o chumbo foi escrito e pintado anteriormente. O nome "lápis" foi preservado até hoje, embora o grafite seja usado há muito tempo.

O ponto de fusão do chumbo é 327 ° C, o seu ponto de ebulição é 1740-1751 ° C (os valores diferem na literatura técnica: 1740 ° C, 1746 ° C, 1751 ° C). O chumbo, como um metal típico, conduz o calor e a eletricidade, mas isso é muito pior do que outros metais (consulte Condutividade elétrica de chumbo: 4,8 106 S / m, Prata: 62 106 S / m). Abaixo do 7,196 K, o eletrodo não apresenta resistência elétrica, torna-se um supercondutor tipo I. A velocidade do som em chumbo é de cerca de 1200 m / s, na literatura os valores se espalham, provavelmente devido a diferentes purezas ou processamentos.

Propriedades químicas

No ar, o chumbo é passivado pela formação de uma camada de óxido de chumbo e, portanto, protegido contra oxidação adicional. Portanto, cortes frescos inicialmente brilham em metal, mas eles rapidamente começam a formar uma superfície mate. Em um estado finamente dividido, o chumbo é altamente inflamável (chumbo pirofórico).

Também em vários ácidos o chumbo é insolúvel por passivação. Assim, o chumbo é resistente ao ácido sulfúrico, ao ácido fluorídrico e ao ácido clorídrico, uma vez que os sais de chumbo insolúveis formam-se com os aniões do respectivo ácido. Portanto, o chumbo para certas aplicações tem uma certa importância na engenharia de aparelhos químicos.

chumbo solúvel, no entanto, em ácido nítrico (de chumbo (II) nitrato na água) ((formação do complexo solúvel 4 Pb HSO2)), ácido sulfúrico concentrado quente, ácido acético (apenas na presença de ar) e soluções alcalinas quentes.

Em água que não contém oxigênio, o chumbo metálico é estável. Na presença de oxigênio, no entanto, ele se dissolve lentamente, de modo que o vazamento de canos de água potável pode representar um perigo para a saúde. Por outro lado, se a água contiver muitos íons de hidrogenocarbonato e sulfato, o que geralmente é associado à alta dureza da água, uma camada de carbonato de chumbo básico e sulfato de chumbo se forma após algum tempo. Isso protege a água do chumbo, mas mesmo assim alguns chumbo das linhas na água acabou.

isótopo

Naturalmente ocorrendo chumbo fica no centro a cerca de 52,4% do isótopo 208Pb a cerca de 22,1% de 207Pb a cerca de 24,1% de 206Pb e cerca 1,4% 204Pb. A composição é ligeiramente diferente, dependendo do depósito, de modo que uma análise da composição isotópica, a origem do chumbo pode ser determinada. Isso é importante para descobertas históricas de liderança e conhecimento de relações comerciais passadas.

Os primeiros três isótopos são estáveis. 204Pb é um radionuclídeo primordial. Decompõe-se emitindo radiação alfa com uma semi-vida de 1,41017 anos (140 quadrilhões de anos) em 200Hg. 208Pb tem um núcleo mágico duplo; é o nuclídeo estável mais pesado. (O mais grave, que se pensava ser estável 209Bi é de acordo com medições recentes instável e decai com uma meia-vida de (1,9 ± 0,2) · 1019 anos (19 quintilhões anos) com emissão de partículas alfa em 205Tl. Sua decadência muito lento é devido ao fato de que it = 83 tem apenas um protão mais do que o número mágico de protões de 82 e o número de neutrões mágica 126 com Z, por isso, é muito semelhante à do núcleo de chumbo duplamente mágica com núcleos 208).

O isótopo estável do chumbo que ocorrem naturalmente são, cada um dos produtos finais de urânio e tório decaimento série: 206Pb é o Endnuklid o início quando 238U série rádio urânio, 207Pb é o fim do começo quando série 235U urânio actínio e 208Pb a extremidade a série Thorium começando com 244Pu ou 232Th. Esta série de decaimentos leva a que a relação dos isótopos de chumbo em uma amostra não seja constante ao longo do tempo na ausência de uma troca de material com o ambiente. Isso pode ser usado para determinar a idade do método urânio-chumbo e tório-chumbo que é apenas adequado para namoro milhões ano espécime de idade devido às longas meias-vidas de urânio e tório isótopos em contraste com a datação por carbono. Além disso, o efeito leva a assinaturas de isótopos diferenciados em chumbo de diferentes depósitos, que podem ser usados ​​como prova de origem.

Ainda outros 33 isótopos instáveis ​​e instáveis ​​13 existir isómeros de 178Pb para 215Pb que ou foram produzidos artificialmente ou ocorrer nas cadeias de desintegração de urânio e tório, tais como 210Pb rádio na série de urânio. O isótopo mais duradouro entre eles é 205Pb com uma meia-vida de 153 milhões de anos.

Usar

Os maiores consumidores líderes são os EUA, o Japão, a Alemanha e a República Popular da China. O consumo é fortemente dependente da economia da indústria automobilística, onde aproximadamente 60% da demanda mundial de chumbo é usada em seus acumuladores. Mais 20% são processados ​​na indústria química.

proteção contra radiações

Devido à sua alta massa atômica, o chumbo é adequado em camadas ou blocos suficientemente espessos para proteger contra radiação gama e X; Ele absorve raios-X e radiação gama de forma muito eficaz. O chumbo é mais barato e mais fácil de processar, por exemplo, como uma folha macia, do que até metais mais densos e "mais pesados". Portanto, é geralmente usado em proteção contra radiação (por exemplo, medicina nuclear, radiologia, radioterapia) para proteção. Um exemplo é o avental de chumbo usado por médicos e pacientes durante as radiografias. O vidro com chumbo também é usado para proteção contra radiação.

No setor hospitalar, como indicação técnica para instalações estruturais com função de blindagem, como paredes, portas, janelas, a equalização da espessura do eletrodo é comum e, muitas vezes, anotada para calcular a eficácia da proteção radiológica e da exposição à radiação.

O chumbo é, portanto, z. B. também usado para grade anti-dispersão.

Uma aplicação especial é a blindagem de espectrômetros gama para dosimetria de precisão, pois é necessário o uso de chumbo com a menor radioatividade intrínseca possível. O conteúdo natural do 210Pb radioativo é perturbador. É menor, quanto maior o tempo de fundição, porque com a fundição a mãe nuclide da série de urânio-rádio (companheiro no minério) são separados do chumbo. O 210Pb, portanto, decai a partir do momento da fundição, com sua meia-vida de 22,3 anos, sem nova emulação. Portanto, itens históricos importantes, como pesos de acabamento de navios naufragados ou balas de canhão históricas, são procurados para a produção de chumbo de baixa radiação para a produção de tais escudos. Há também outras instituições de pesquisa que precisam desse antigo lead por razões semelhantes.

Metal

O chumbo é predominantemente usado como metal ou liga. Ao contrário de tempos anteriores, quando o chumbo era um dos metais mais importantes e mais utilizados, hoje se tenta substituir o chumbo por outros elementos não tóxicos ou ligas. No entanto, devido às suas propriedades importantes, especialmente a sua resistência à corrosão e alta densidade, bem como sua facilidade de fabricação e processamento, ainda tem grande importância na indústria. Por exemplo, elementos de densidade similar ou ainda mais alta são ainda mais problemáticos (mercúrio, urânio) ou muito raros e caros (tungstênio, ouro, platina).

elétrico

Bateria de chumbo-ácido para veículos motorizados

A maioria dos chumbo é usada hoje para armazenamento de energia química na forma de baterias de chumbo-ácido (por exemplo, para carros). Uma bateria de carro contém um eléctrodo de óxido de chumbo e de chumbo (IV) e ácido sulfúrico diluído (37%) como electrólito. Os íons Pb2 + formados na reação eletroquímica formam sulfato de chumbo (II) insolúvel no ácido sulfúrico. A recarga é possível através da reação inversa do sulfato de chumbo (II) ao óxido de chumbo e de chumbo (IV). Uma vantagem da bateria de chumbo-ácido é a alta tensão nominal de uma célula de bateria de 2,06 Volt.

engenharia

Como o chumbo tem alta densidade, é usado como peso. Coloquialmente, há, portanto, o termo "chumbo pesado" para coisas muito pesadas. Os pesos de chumbo foram usados ​​como balanceamento de pesos para balanceamento de rodas de carro, entre outros. Mas isso é desde o 1. Julho 2003 em carros novos e desde o 1. Julho 2005 proibido em todos os carros (até 3,5 t); os pesos de chumbo foram substituídos por pesos de zinco ou cobre. Outras aplicações que utilizam alta densidade são: cordas de chumbo para apertar cortinas e mergulhar pesos para equilibrar a flutuabilidade de mergulhadores e equipamentos durante o mergulho. Além disso, o chumbo é usado como um amortecedor de vibrações em peças sensíveis à vibração (auto), para estabilizar navios e para aplicações especiais de isolamento acústico.

Apparatebau

O chumbo é quimicamente muito resistente por passivação e resiste, entre outros, ao ácido sulfúrico e ao bromo. Portanto, é usado como proteção contra corrosão em equipamentos e construção de contêineres. Uma das primeiras aplicações importantes foi o processo chumbo-ácido para a produção de ácido sulfúrico, uma vez que o chumbo era o único metal conhecido que resistia ao vapor de ácido sulfúrico. Mesmo plantas e salas anteriores para a produção de nitroglicerina foram revestidas com chumbo no chão e na parede. O chumbo também tem sido amplamente usado para encapsular cabos para proteção ambiental, como cabos telefônicos. Hoje, o chumbo é principalmente por plásticos, por exemplo. Como o PVC, foi substituído, mas ainda é usado hoje em cabos em refinarias, já que é insensível a hidrocarbonetos.

indústria da construção civil

Como o chumbo é fácil de processar e derramar, o chumbo tem sido usado com frequência no passado para objetos metálicos. Os produtos de chumbo mais importantes incluíam tubos. Devido à toxicidade dos compostos de chumbo que podem ser formados a partir do chumbo (envenenamento por chumbo), no entanto, os tubos de chumbo não são utilizados desde os anos 1970. Apesar de uma camada de carbonato formada nos tubos, o chumbo continua a se dissolver na água potável. A experiência demonstrou que o valor-limite da lei de água potável aplicável não é mais cumprido após alguns metros.

Uso adicional na construção de chumbo encontrado para conectar pedras por suportes de metal embutidos ou cavilhas de metal, como para prender dobradiças a um peitoril de pedra ou um corrimão de ferro em uma escada de pedra. Essa técnica ainda é amplamente usada na restauração. Por exemplo, no topo da torre na Catedral de Santo Estêvão em Viena ou na ponte em Mostar. Também para caixilhos de janelas, z. B. para as janelas da igreja medieval, os bastões de chumbo eram frequentemente usados. Chumbo (folha de chumbo) também é usado como revestimento de telhados (por exemplo. Como os principais cúpulas de Santa Sofia) ou demonstrações de cobertura (por ex. Como no famoso "Leads", o ex prisão de Veneza ea Sé Colónia) e para a montagem de aberturas de telhado , Além disso, no passado, tintas e tintas anti-corrosivas foram adicionadas ao chumbo, especialmente tintas para superfícies metálicas. Mesmo hoje, o chumbo nos edifícios existentes é um poluente do edifício que precisa ser levado em consideração, pois ainda pode ser encontrado em muitos componentes antigos de prédios e plantas.

controles pneumáticos

Uma aplicação especial de tubos de chumbo foi do 19 tardio. Controles pneumáticos do século para órgãos (ação pneumática), pianos de arte pneumáticos e, como uma aplicação especial e muito bem sucedida, o controle do link trainer, o primeiro simulador de vôo generalizado. As vantagens dos tubos de chumbo (exigência de espaço barato, estável, flexível, pequeno para os pacotes extensivos necessários de tubos, soldável, mecanicamente fácil de processar, durável) foram decisivos para isso.

tecnologia militar

Um cliente importante para o metal de chumbo era e é o exército. O chumbo serve como material de base para projéteis, tanto para rotação como para armas de fogo. O chumbo picado foi disparado no chamado "shot de uva". A razão para o uso do chumbo foi e é, por um lado, a alta densidade e, portanto, alto poder de penetração e, por outro lado, a fácil produção por fundição. Hoje em dia, o chumbo é geralmente rodeado por uma jaqueta (daí "bala de revestimento") feita de uma liga de cobre (Tombak). As vantagens são, acima de tudo, uma maior velocidade de bala alcançável na qual uma bala de chumbo não revestida não pode mais ser usada devido à sua suavidade e à prevenção de depósitos de chumbo dentro do cano de uma arma de fogo. No entanto, munições sem chumbo também estão disponíveis.

reparo do corpo

Antes do advento da moderna massa de componentes 2, ligas de chumbo ou estanho-chumbo têm sido usadas para preencher os danos no corpo do veículo e locais de reparo devido ao seu baixo ponto de fusão. Para este propósito, o material foi soldado na área danificada com uma tocha de solda e fluxo. Posteriormente, o local foi lixado como no enchimento. Isto tem a vantagem de que o chumbo, em contraste com a massa firme, uma ligação com a folha entra e se une em expansão térmica da sua extensão longitudinal. Como os vapores e poeiras resultantes são tóxicos, esse processo é pouco usado atualmente, exceto pela restauração de veículos históricos.

alfândega

Um velho costume oracular que os romanos costumavam cultivar é o chumbo, no qual o chumbo líquido (hoje também ligado com estanho) é solidificado em água fria. Perspectivas sobre o futuro devem ser feitas com base nos formulários aleatórios. Hoje, o costume ainda é praticado com alegria no Ano Novo para obter uma perspectiva (não necessariamente levada a sério) no próximo ano.

Wassersport

Quando pesos de chumbo de mergulho são usados ​​para tarar; O excedente de alta densidade (poço 10 g / cm³) comparado à água fornece força descendente compacta, de modo que um mergulhador pode flutuar mesmo em águas rasas. O uso de chumbo como um peso também se beneficia do preço comparativamente baixo: Com base nos preços do mercado mundial para os metais 2013 de julho, o chumbo tem uma excelente relação preço / peso. Eles são usados ​​na forma de placas nas solas de um traje de mergulho blindado, rosqueados como blocos arredondados em um cinto largo ou - modernos - como balas de espingarda nos bolsos de um compensador de flutuação. Abrir a fivela ou os bolsos (abaixo) permite que o lastro seja derrubado rapidamente, se necessário.

O lastro de quilha de veleiros é de preferência feito de chumbo. A sucata de ferro é mais barata, mas também menos densa, o que não é ideal para as quilhas delgadas de hoje. Além da densidade é uma vantagem adicional que o chumbo não enferruja e, portanto, não degenera mesmo em caso de danos na carenagem da quilha.

componente da liga

O chumbo também é usado em algumas ligas importantes. Ao ligar outros metais, dependendo do metal, a dureza, o ponto de fusão ou a resistência à corrosão do material mudam. A liga de chumbo mais importante é o chumbo duro, uma liga de chumbo-antimônio, que é consideravelmente mais dura e, portanto, mecanicamente mais forte que o chumbo puro. Traços de alguns outros elementos (cobre, arsênico, estanho) geralmente estão contidos em chumbo duro e também afetam significativamente a dureza e força. O Hartblei é usado, por exemplo, na engenharia de aparelhos, onde depende não apenas da resistência química, mas também da estabilidade.

Outra liga de chumbo é a Letternmetall, uma liga de chumbo contendo 60-90% chumbo, que contém antimônio e estanho como outros constituintes. Ele é usado para letras em impressão tipográfica clássica, mas hoje não importa mais na produção em massa de materiais impressos, mas na melhor das hipóteses para edições bibliófilas. Além disso, o chumbo nos rolamentos é usado como um metal de rolamento.

O chumbo desempenha um papel como componente de liga na solda leve, que é usado, inter alia, na engenharia elétrica. Em soldas macias, a lata é o componente mais importante, além do chumbo. O uso de chumbo em soldas tem sido em torno de 1998 20.000 toneladas em todo o mundo. A diretiva da UE 2002 / 95 / EG RoHS elimina o chumbo desde julho 2006 em grande parte da técnica de solda. Para aplicações especiais, no entanto, existem várias exceções.

O chumbo é um componente secundário comum no latão. Existe um teor de chumbo (até 3%) que ajuda a melhorar a usinabilidade. Também em outras ligas, como. Como gunmetal, o chumbo pode ser incluído como um componente secundário. Portanto, é aconselhável, após uma parada prolongada, não beber a primeira água que sai dos encaixes de latão devido a alguma ligação dissolvida.

sem chumbo

Os produtos e aplicações que contêm chumbo são completamente substituídos (como o chumbo tetraetil na gasolina) ou o teor de chumbo é limitado por limites a um valor correspondente à impureza técnica (por exemplo, estanho e solda). Estes produtos são frequentemente chamados de "sem chumbo". Existem limites entre outros na legislação em torno do chamado RoHS (Diretiva 2011 / 65 / EU), que prevê 1000 ppm (0,1%). Strenger é o limite para o empacotamento 100 ppm (diretiva 94 / 62 / EC).

A vontade política de substituir o lead também se aplica quando o uso seria tecnicamente ou economicamente atraente devido às propriedades, o risco para a saúde é baixo e a reciclagem com esforço razoável seria possível (por exemplo, chumbo como telhado).

vidro de chumbo

Por causa do efeito de blindagem do eletrodo, o cone de tubos de raios catódicos (ou seja, a parte "traseira" do tubo) para a televisão, telas de computadores, etc., é vidro de chumbo. O chumbo absorve os raios X moles inevitavelmente produzidos nos tubos de raios catódicos. Para este propósito, o chumbo ainda não é seguro para substituir, portanto, a diretiva RoHS não é aplicada aqui. Devido a este efeito de blindagem, o vidro com um teor de chumbo muito alto também é usado em radiologia e proteção contra radiação (por exemplo, nas vidraças). Além disso, o vidro de chumbo é usado como um cristal de chumbo devido ao seu alto índice de refração para vidro de alta qualidade.

toxicidade

O chumbo elementar pode ser absorvido pelos pulmões, especialmente na forma de poeira. Em contraste, o chumbo dificilmente é absorvido pela pele. Portanto, o chumbo elementar em uma forma compacta não é tóxico para os seres humanos. O chumbo metálico forma uma camada protetora densa e pouco solúvel em água de carbonato de chumbo no ar. Tóxicos são compostos de chumbo dissolvidos, bem como pó de chumbo que pode entrar no corpo através da ingestão ou inalação. Particularmente tóxico são compostos orgânicos, por exemplo. Como tetraetil-chumbo, que são altamente lipofílicos e são rapidamente absorvidos pela pele.

Uma vez que as fracções inaláveis ​​de 2006 de compostos de chumbo e de chumbo inorgânicos foram classificadas como carcinogénicas pela Comissão MAK da Deutsche Forschungsgemeinschaft:

Arsenato de chumbo e cromato de chumbo na categoria 1 ("Substâncias que causam câncer em humanos e que, acredita-se, contribuem para o risco de câncer". Estudos epidemiológicos fornecem evidências razoáveis ​​de uma ligação entre a exposição humana e o início do câncer. ")
O chumbo e outros compostos de chumbo inorgânicos excepto arseniato de chumbo e cromato de chumbo no 2 categoria ( "substâncias que devem ser considerados como cancerígenas para os seres humanos, porque pode ser assumido por resultados suficientes a partir de estudos animais a longo prazo ou de provas de estudos com animais e estudos epidemiológicos que eles contribuem para a Risco de câncer. ").

O chumbo se acumula no corpo mesmo quando se toma as menores quantidades, que são tomadas por um período mais longo de forma constante, como é z. B. incorporado no osso e é excretado apenas muito lentamente. O chumbo pode causar intoxicação crônica, incluindo dores de cabeça, fadiga, emaciação e defeitos no sangue, nos sistemas nervoso e muscular. O envenenamento por chumbo é especialmente perigoso para crianças e mulheres grávidas. Também pode causar danos aos frutos e incapacidade de produzir. Em casos extremos, o envenenamento por chumbo pode levar à morte. A toxicidade do chumbo baseia-se, inter alia, num distúrbio da síntese da hemoglobina. Inibe várias enzimas e assim impede a incorporação de ferro na molécula de hemoglobina. Como resultado, o suprimento de oxigênio das células do corpo é perturbado.

O vidro de chumbo e o esmalte de chumbo não são adequados para comer e beber recipientes, pois o vinagre (ácido) pode dissolver o chumbo como um acetato de chumbo solúvel em água do compósito de silicato. Quando os motores dos carros ainda funcionavam com gasolina, com tetraetila de chumbo, a vegetação perto de estradas e nas cidades estava contaminada com chumbo, como poeira de óxido. Superfícies ásperas e recuadas, como a coleção ao redor do caule de uma maçã, são armadilhas para a poeira.

Chumbo poluição do meio ambiente

Ar

Os níveis de chumbo no ar é causada principalmente por pó contendo chumbo: As principais fontes são a indústria de geração de chumbo, a combustão do carvão e até aos últimos anos, especialmente o tráfego pela queima de combustíveis com chumbo em motores de automóveis - adicionados por reacção com a gasolina hidrocarbonetos halogenados originado o tetraetilo de chumbo adicionado em adição a quantidades menores de cloreto de chumbo (II) e brometo de chumbo (II) especialmente óxido de chumbo e de chumbo (II). Como resultado da proibição de combustíveis contendo chumbo, a poluição do ar correspondente diminuiu significativamente nos últimos anos.

A contaminação por chumbo por poeira de chumbo é atualmente mais alta no trabalho em plantas de produção e processamento de chumbo. Mesmo quando a limpeza e remoção de pinturas antigas de Mennige por jateamento de areia leva ao pó de chumbo. O pó de dióxido de chumbo resultante do refino de chumbo e a queima do carvão poderiam ser reduzidos por filtros adequados. Outra fonte que é insignificante em termos de quantidade é a incineração de resíduos domésticos em instalações de incineração de resíduos.

Desporto e outros atiradores são cargas consideráveis ​​por contidas em estuário ou Zündfeuer (pesados) metais expostos, incluindo, além de antimónio, cobre e mercúrio uniformemente também levar; [48] disposição pode levar livre pela operação de uma extracção correspondente em carreiras de tiro, bem como pelo uso de Munição a ser tomada.

Terreno

Mesmo os solos podem ser contaminados com chumbo. O teor médio de chumbo da crosta continental é 15 mg / kg. Os solos contêm naturalmente entre 2 e 60 mg / kg de chumbo; se eles são formados a partir de rochas contendo chumbo, o conteúdo pode ser significativamente maior. A maior parte da contaminação por chumbo dos solos é antropogênica, as fontes são múltiplas. A maior parte da entrada é feita via chumbo proveniente do ar, que vem com a chuva ou por deposição seca no solo. Para a Alemanha e o ano 2000 a entrada atmosférica em solos foi estimada em 571 t chumbo / ano. Outra fonte é o fertilizante contaminado, tanto o fertilizante mineral (136 t Pb / a), especialmente o salitre de amônio, como o esterco (182 t Pb / a). lodo de esgoto (90 t Pb / a) e composto (77 t Pb / a) também contribuem para a contaminação por chumbo do solo quando. [51] A entrada significativa é feita por chumbo disparou munição. Para sites contaminados, tais. Como nos antigos locais de indústrias produtoras de chumbo ou na vizinhança de cabos antigos com bainha de chumbo, o solo também pode ter uma carga de chumbo alta. Há uma grande diversificação de leads na cidade de Santo Amaro da Purificação no Brasil.

Água

A contaminação por chumbo de rios e lagos deve-se principalmente à lixiviação de chumbo proveniente de solos poluídos. A liberação de pequenas quantidades de chumbo pela chuva de materiais de chumbo, como placas de chumbo, contribui para a contaminação do chumbo das águas. A poluição direta das águas pela indústria de chumbo e pela mineração de chumbo desempenha (pelo menos na Alemanha) devido à construção do tratamento de esgoto quase não importa mais. A entrada anual de chumbo na água diminuiu na Alemanha de cerca de 900 t no ano 1985 para cerca de 300 t no ano 2000. Na Alemanha, o limite desde o 1. Dezembro 2013 10 μg / L (anteriormente 25 μg / L); a base da medição é uma amostra representativa do consumo médio semanal de água pelos consumidores (ver Portaria sobre Água Potável).

comida

Através da exposição ao chumbo do ar, solo e água, o metal entra na cadeia alimentar dos seres humanos através de fungos, plantas e animais. Níveis particularmente altos de contaminação por chumbo podem ser encontrados em vários fungos. Nas folhas das plantas, depósitos de chumbo como poeira, que era característico do ambiente de estradas com muito tráfego de carros, como a gasolina ainda era chumbo. Esta poeira pode ser removida com uma lavagem cuidadosa. Fontes adicionais podem ser munições com chumbo em animais caçados. O chumbo também pode mudar de esmaltes contendo chumbo de vasos de cerâmica em alimentos. Em frutas e legumes frescos, na grande maioria dos casos, o chumbo e o cádmio não são detectados ou apenas em vestígios muito pequenos.

Tubulações de água feitas de tubos de chumbo podem poluir a água potável. Eles não foram instalados na Alemanha até os anos 1970. Tubos de chumbo ainda podem ser encontrados, especialmente em edifícios antigos em algumas regiões do norte e leste da Alemanha. De acordo com a Stiftung Warentest, os níveis de chumbo da água da torneira estavam acima do limite legal atual para mais de 5% das amostras de água desses edifícios. O mesmo se aplica à Áustria e diz respeito às linhas de abastecimento das casas do fornecedor de água e às linhas da casa, que são propriedade do proprietário. De louça contendo chumbo, o chumbo pode ser dissolvido por alimentos ácidos (frutas, vinho, vegetais).

Acessórios de linha de água (torneiras, conexões, válvula de ângulo, misturador) são geralmente feitos de latão ou bronze. Latão é adicionado para uma boa usinabilidade 3% de chumbo, o metal de bronze contém 4-7%. Se o chumbo e outros íons de metais pesados ​​(Cu, Zn, Ni) passam na água em uma extensão relevante, depende da qualidade da água: dureza da água, pH, oxigênio, salinidade. Com o 2013, o valor limite para o chumbo na água potável foi reduzido para 0,01 mg / L. Basicamente, após prolongada permanência da água na linha, durante a noite, correndo o tubo de água de cerca de um minuto (lavagem) antes da remoção para fins de água potável, o conteúdo de todos os íons migrados da parede do conduíte pode ser reduzido.

Analytik

Determinação qualitativa clássica de chumbo
Evidências por cristalização

Os iões de chumbo podem ser representados como iodeto de chumbo (II) numa reacção de detecção microscópica. A amostra é dissolvida em ácido clorídrico diluído e cuidadosamente evaporada até à cristalização. O resíduo é retomado com uma gota de água e depois com um cristal de um iodeto solúvel em água, por exemplo. Como iodeto de potássio (KI), adicionado. Após um curto período de tempo, formam-se folhetos hexagonais, amarelos e microscópicos do iodeto de chumbo (II).

Prova qualitativa no processo de separação

Como o chumbo não precipita quantitativamente como PbCl2 após a adição de HCl, ele pode ser detectado tanto no grupo HCl quanto no grupo H2S. O PbCl2 tanto pode ser feita através da adição de iodeto de potássio de acordo com a reacção acima como um PbI2 amarelo, bem como com K2Cr2O7 como um cromato de chumbo amarelo, PbCrO4.

Após a introdução de H2S na amostra de ácido clorídrico, o chumbo divalente precipita na forma de PbS preto. Isso é detectado após a digestão com (NH4) SX e adição de 4 M HNO3 como PbI2 ou PbCrO4.

Análise quantitativa instrumental de chumbo

Para análise de traços de chumbo e seus derivados de órgãos, vários métodos estão disponíveis. No entanto, métodos novos e aprimorados estão sendo constantemente apresentados na literatura, também no que diz respeito à preconcentração frequentemente requerida. Um problema que não deve ser subestimado é o processamento da amostra.
Espectrometria de absorção atômica (AAS)

Entre as várias técnicas de AAS, a tecnologia de tubo de quartzo e tubo de grafite fornece os melhores resultados para a análise de chumbo dos compostos de chumbo. Muitas vezes, o chumbo é convertido para o hidreto de chumbo volátil, PbH4, usando NaBH2. Isso é passado para uma cuvete de quartzo e depois aquecido eletricamente acima de 900 ° C. A amostra é atomizada e a absorbância em 283,3 nm é medida usando uma lâmpada catódica oca. Foi atingido um limite de detecção de 4,5 ng / ml. O AAS também gosta de usar um maçarico de ar-acetileno (F-AAS) ou plasma induzido por microondas (MIP-AAS) para atomização.

Espectrometria de emissão atômica (AES)

No AES, o plasma induzida por microondas tem (MIP-AES) e plasma de árgon acoplada por indução (ICP-AES) provou atomização. A detecção ocorre nos comprimentos de onda característicos 283,32 nm e 405,78 nm. Por meio da MIP-AES (CH3) 3Pb +, um limite de detecção de 0,19 pg / g para trimethyllead determinado. [61] O ICP-AES permite um limite de detecção de chumbo na água para beber de 15,3 ng / ml.

Espectrometria de Massa (MS)

Na natureza, quatro isótopos estáveis ​​ocorrem em taxas diferentes de chumbo. Para espectrometria de massa, o isótopo 206Pb é freqüentemente usado. Com a ajuda do IC quadrupolo MS, este isótopo urinário pode ser determinado com um limite de detecção de 4,2 pg / g.

fotometria

O método mais utilizado para a detecção fotométrica de chumbo é o chamado método ditizona. Ditizona é um bidentado, ligando e formas aromático a pH 9-11,5 com Pb2 + ions um complexo vermelho cuja absorvância a 520 nm (ε = 6,9 104 · l / mol · cm) é medido. O bismuto e o tálio interferem na determinação e devem primeiro ser precipitados ou extraídos quantitativamente.

voltammetry

A voltametria de redissolução anódica subtrativa (SASV) é ideal para a determinação eletroquímica de traços de chumbo. A determinação voltamétrica real é precedida por um período de enriquecimento redutivo em um eletrodo rotativo Ag-disk. Isso é seguido pela determinação real medindo a corrente de oxidação ao varrer uma janela potencial de -800 mV para -300 mV. Subsequentemente, a medição é repetida sem enriquecimento prévio e a curva resultante é subtraída da primeira medição. A altura do pico de oxidação restante em -480 mV correlaciona-se com a quantidade de chumbo presente. Foi determinado um limite de detecção de chumbo 50 pM em água.

Preços para lingote de chumbo

Preços para sucata de chumbo

Preços para concentrado de chumbo