انواع سرب و کاربرد آن در صنعت

انواع سرب و کاربرد آن در صنعت

سرب (Pb)، یک فلز نرم، نقره ای سفید یا خاکستری در گروه ۱۴ (IVa) جدول تناوبی. سرب بسیار چکش خوار، شکل پذیر و متراکم است و رسانای ضعیفی برای جریان الکتریسیته است. فلز سرب در دوران باستان شناخته شده بود و کیمیاگران معتقد بودند که قدیمی ترین فلز است، سرب بسیار بادوام و مقاوم در برابر خوردگی است، همانطور که استفاده مداوم از لوله های آب سربی که توسط رومیان باستان نصب شده بود نشان می دهد. نماد Pb برای سرب مخفف کلمه لاتین سرب، plumbum است. اگر به دنبال کسب اطلاعات درمورد انواع سرب و کاربرد آن در صنعت هستید، این مقاله را تا انتها مطالعه نمایید.

فلز سرب چیست؟

وقوع و توزیع فلز سرب

ترکیبی که به سرب سفید معروف است ظاهراً حداقل در سال ۲۰۰ قبل از میلاد به عنوان یک رنگدانه تزئینی تهیه شده است. تحولات مدرن مربوط به بهره برداری در اواخر دهه ۱۷۰۰ از ذخایر در منطقه میسوری-کانزاس-اوکلاهما در ایالات متحده است.

بر اساس وزن، سرب تقریباً به اندازه قلع در پوسته زمین فراوانی دارد. از نظر کیهانی، ۰٫۴۷ اتم سرب در هر ۱۰۶ اتم سیلیکون وجود دارد. فراوانی کیهانی با سزیم، پرازئودیمیم، هافنیوم و تنگستن قابل مقایسه است که هر کدام به عنوان یک عنصر نسبتا کمیاب در نظر گرفته می شوند.

اگرچه سرب فراوان نیست، فرآیندهای غلظت طبیعی منجر به ذخایر قابل توجه تجاری شده است، به ویژه در ایالات متحده اما همچنین در کانادا، استرالیا، اسپانیا، آلمان، آفریقا و آمریکای جنوبی. ذخایر قابل توجهی در ایالات متحده در ایالت های غربی و دره می سی سی پی یافت می شود. سرب که به ندرت در طبیعت آزاد یافت می شود، در چندین کانی وجود دارد، اما همه آنها به جز سولفید، PbS (گالن یا نگاه سربی) که منبع اصلی تولید سرب در سراسر جهان است، اهمیت کمی دارند. سرب همچنین در آنگوسیت (PbSO4) و سروسیت (PbCO3) یافت می شود. در اوایل قرن بیست و یکم، چین، استرالیا، ایالات متحده، پرو، مکزیک و هند بزرگترین تولیدکنندگان کنسانتره سرب در جهان بودند.

فلز سرب ممکن است با خورد کردن سنگ معدن و سپس ذوب آن در کوره بلند یا با ذوب مستقیم بدون بو دادن استخراج شود. پالایش اضافی ناخالصی های موجود در شمش سرب تولید شده توسط هر دو فرآیند را حذف می کند. تقریبا نیمی از کل سرب تصفیه شده از ضایعات بازیافتی بازیابی می شود. (برای تولید تجاری، پردازش سرب را ببینید.)

موارد استفاده از فلز سرب در صنعت

تنها یک اصلاح تک کریستالی، با یک شبکه فلزی بسته بندی شده، شناخته شده است. خواصی که مسئول بسیاری از کاربردهای سرب عنصری هستند عبارتند از شکل پذیری، سهولت جوش، نقطه ذوب پایین، چگالی بالا و توانایی جذب تابش گاما و اشعه ایکس. سرب مذاب یک حلال و جمع کننده عالی برای نقره و طلا عنصری است. کاربردهای ساختاری سرب به دلیل استحکام کششی و خستگی کم آن و تمایل آن به جریان حتی زمانی که فقط بارگذاری کمی دارد محدود می شود.

هنگامی که تازه بریده می شود، سرب به سرعت اکسید می شود و یک پوشش خاکستری تیره ایجاد می کند، که قبلاً تصور می شد ساب اکسید سرب، Pb2O است، اما اکنون به عنوان مخلوطی از سرب و مونوکسید سرب، PbO شناخته می شود، که از فلز در برابر خوردگی بیشتر محافظت می کند. به طور مشابه، اگرچه سرب در اسید نیتریک رقیق محلول است، اما فقط به صورت سطحی توسط اسیدهای کلریدریک یا سولفوریک مورد حمله قرار می گیرد، زیرا پوشش های کلرید نامحلول (PbCl2) یا سولفات (PbSO4) که تشکیل می شوند از ادامه واکنش جلوگیری می کنند. به دلیل این مقاومت شیمیایی کلی، مقادیر قابل توجهی از سرب در سقف‌ها، به عنوان پوشش کابل‌های برقی که در زمین یا زیر آب قرار می‌گیرند، و به عنوان پوشش لوله‌ها و مجرای آب و سازه‌هایی برای حمل و نقل و پردازش مواد خورنده استفاده می‌شود.

مقاومت فلز سرب

علت مقاومت سرب در برابر خوردگی

سرب عنصری همچنین می تواند توسط یون های هیدروژن به یون Pb2+ اکسید شود، اما نامحلول بودن بیشتر نمک های Pb2+ باعث می شود که سرب در برابر حمله بسیاری از اسیدها مقاوم شود. اکسیداسیون در شرایط قلیایی آسان‌تر است و با تشکیل گونه‌های محلول سرب در حالت اکسیداسیون ۲+ مطلوب است. اکسید سرب (PbO2، با سرب به عنوان یون Pb4+) یکی از عوامل اکسید کننده قوی در محلول اسیدی است، اما در محلول قلیایی نسبتا ضعیف است. سهولت اکسیداسیون سرب با تشکیل کمپلکس افزایش می یابد. رسوب الکتریکی سرب به بهترین وجه از محلول های آبی حاوی هگزافلوئوروسیلیکات سرب و اسید هگزا فلوئوروسیلیک انجام می شود.

سرب کاربردهای بسیار دیگری نیز دارد که بزرگترین آنها در ساخت باتری های ذخیره سازی است. در مهمات (گلوله و گلوله) و به عنوان ترکیبی از لحیم کاری، نوع فلز، آلیاژهای بلبرینگ، آلیاژهای همجوشی و اسپند استفاده می شود. در ماشین آلات سنگین و صنعتی، ورق ها و سایر قطعات ساخته شده از ترکیبات سرب ممکن است برای کاهش صدا و ارتعاش استفاده شوند.

از آنجایی که سرب به طور موثر تشعشعات الکترومغناطیسی با طول موج های کوتاه را جذب می کند، به عنوان یک محافظ محافظ در اطراف راکتورهای هسته ای، شتاب دهنده های ذرات، تجهیزات اشعه ایکس و ظروف مورد استفاده برای حمل و نقل و ذخیره مواد رادیواکتیو استفاده می شود. همراه با ترکیب اکسید سرب (PbO2) و با سرب-آنتیموان یا آلیاژهای سرب-کلسیم، در باتری های ذخیره سازی معمولی استفاده می شود.

خواص عنصر سرب

سرب و ترکیبات آن سمی هستند و در بدن باقی می مانند و در مدت زمان طولانی انباشته می شوند – پدیده ای که به عنوان مسمومیت تجمعی شناخته می شود – تا زمانی که به مقدار کشنده ای برسد. سمیت ترکیبات سرب با افزایش حلالیت آنها افزایش می یابد. در کودکان تجمع سرب ممکن است منجر به نقص شناختی شود. در بزرگسالان ممکن است بیماری کلیوی پیشرونده ایجاد کند.

علائم مسمومیت با سرب شامل درد شکمی و اسهال و به دنبال آن یبوست، حالت تهوع، استفراغ، سرگیجه، سردرد و ضعف عمومی است. از بین بردن تماس با منبع سرب معمولاً برای درمان کافی است. حذف سرب از حشره‌کش‌ها و رنگدانه‌های رنگ و استفاده از ماسک‌ها و سایر وسایل حفاظتی در مناطقی که در معرض آن قرار دارند، مسمومیت با سرب را کاهش داده است. تشخیص اینکه استفاده از تترااتیل سرب، Pb(C2H5)4، به عنوان یک افزودنی ضد ضربه در بنزین باعث آلودگی هوا و آب می شود، منجر به حذف این ترکیب به عنوان یک ترکیب بنزین در دهه ۱۹۸۰ شد.

ویژگی های فلز سرب

سخن آخر

اگر به دنبال کسب اطلاعات بیشتر درمورد انواع سرب و کاربرد آن در صنعت، خرید آن و قیمت آن در بازار هستید، از طریق راه های ارتباطی زیر با تهران متال مارکت تماس بگیرید و با مشاورین ما صحبت کنید.