铅是一种金属化学元素，元素符号Pb，原子序数为82，原子量为207.2，是原子量最大的非放射性元素。金属铅为面心立方晶体。1

金属铅是一种耐蚀的重有色金属材料，铅具有熔点低、耐蚀性高、X射线和γ射线等不易穿透、塑性好等优点，常被加工成板材和管材，广泛用于化工、电缆、蓄电池和放射性防护等工业部门。1

2017年，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，铅在2B类致癌物清单中。2

]2019年，铅被列入有毒有害水污染物名录（第一批）。3

历史

铅是人类较早提炼出来的金属之一，早在公元前三千年左右就被人类发现并应用。埃及前王朝时期（早于公元前3000年）即有用铅制作的小的人像，美索不达米亚于乌拉克三期（UruⅢ，公元前3000年）已用铅制成小容器或锤成薄片，中国发现最早的是河南偃师二里头遗址出土的铅块，它存在于距今约3500至4000年。在商代和西周的墓葬中出土了铅制的爵、觚、尊、鼎和戈，西周（公元前11世纪～前771年）的铅戈含铅达99.75%。直到公元前15世纪之后，铅才较常见于巴勒斯坦一带。但直到17～18世纪铅才开始较大规模生产，主要产铅国家有美国、前苏联、日本、德国、英国、中国等。4

分布情况

自然分布

铅在地壳中的含量为0.0016%，储量比较丰富。自然界中最主要的铅矿是硫化矿，其次是氧化铅矿。硫化铅矿主要组成为原生的方铅矿（PbS），常杂有锌、银、铜等元素。单一的硫化铅矿很少，常与闪锌矿伴生，合称铅锌矿。另外的伴生矿物常有辉银矿（Ag2S）、黄铁矿（FeS2）、黄铜矿（CuFeS2）、硫砷铁矿（FeAsS）、辉铋矿（Bi2S3）及铟、锗、镓、铊、碲等稀散元素的矿物。铅锌矿成分复杂，要预先经过选矿富集方宜进行冶炼。氧化铅矿主要由白铅矿（PbCO3）和铅矾（PbSO4）组成，属次生矿，多出现在硫化矿的上层，或与硫化矿共生。此外，少量铅还存在于各种铀矿和钍矿中。5

国内分布

中国铅锌业生产布局，依据铅锌矿产地的分布和建设条件，经40多年来的发展、建设，现已形成东北、湖南、两广、滇川、西北等五大铅锌采选冶和加工配套的生产基地，其铅产量占全国总产量的85%以上，锌产量占全国总产量的95%。

（1）东北生产基地

东北地区是中国开发较早的铅锌生产基地之一。早在50年代初期，其铅产量占全国铅产量的80%以上，在中国铅锌生产居于重要地位。东北基地以七矿两厂为主，即青城子铅锌矿、八家子铅锌矿、柴河铅锌矿（现已闭坑）、桓仁铜锌矿、红透山铜锌矿、西林铅锌矿（现已破产闭坑）、天宝山铅锌矿和沈阳冶炼厂、葫芦岛锌厂。七矿两厂不仅是东北铅锌生产基地的支柱厂矿，也是培养造就科技人才的基地。六七十年代曾向全国新建的铅锌企业输送大批具有实践经验的科技和管理人才以及生产技术工人，为中国铅锌业的发展做出了积极贡献。

（2）湖南生产基地

湖南铅锌矿产资源丰富，而且富矿多，大部分矿产地可开发利用。该基地铅锌厂矿是五六十年代建成的，由水口山矿务局、桃林铅锌矿、黄沙坪铅锌矿、东坡铅锌矿和株洲冶炼厂等组成的湖南铅锌生产基地，是当时全国自产原料的全国最大的铅锌生产基地，在全国产量占有重要地位。

（3）两广生产基地

广东、广西两省区的铅锌资源丰富，两省区是70年代形成的我国大型铅锌生产基地之一。广东以凡口铅锌矿和韶关冶炼厂为主，其次是丙村铅锌矿、昌化铅锌矿、大尖山铅锌矿。广西有泗顶铅锌矿、大新铅锌矿、河三铅锌矿、柳州锌品厂和大厂矿务局等。

（4）滇川生产基地

云南铅锌矿产资源十分丰富，现铅锌保有储量均居全国之首。该基地铅锌企业也是五六十年代建成的，主要是会泽铅锌矿、澜沧老厂铅锌矿和昆明冶炼厂、个旧鸡街冶炼厂。云南铅锌矿产资源具有广阔的开发前景，90年代开始兴建超大型铅锌矿床金顶矿山。四川有会东铅锌矿、会理铅锌矿两个主要矿山以及一批中小型矿山，铅锌精矿产量猛增。

（5）西北生产基地

西北地区铅锌矿产资源也很丰富，主要分布在甘陕青三省，而且西成矿带经勘查储量又有大幅度的增长，资源前景十分可观。该基地铅锌生产以白银有色金属公司为主，有白银厂小铁山铅锌矿、第三冶炼厂和西北铅锌冶炼厂，陕西有铅硐山铅锌矿、二里河铅锌矿、银洞梁铅锌矿等和青海锡铁山矿务局。西北铅锌产量较少，但开发前景可观。一是有丰富的铅锌矿产资源，位于甘陕交界的西成-凤太矿带，勘查出10多个大中型铅锌银金矿床，其中厂坝-李家沟铅锌达到超大型规模，银达到大型。二是厂坝正在抓紧建设一座大型矿山，将成为西北冶炼厂主要矿物原料供给基地，是全国大型铅锌矿山之一。除上述五大铅锌生产基地外，内蒙古、江西、贵州等省区也建设了一批中小型矿山。其中内蒙古梧桐花铅锌矿、白音诺铅锌矿、翁牛特旗硐子铅锌矿等矿山。内蒙古是全国生产铅锌精矿主要省区之一，开发前景巨大。江西有银山铅锌矿等。贵州有赫章铅锌矿、杉树林铅锌矿等。6

理化性质

物理性质

铅（Pb）是一种高密度、柔软的蓝灰色金属，温度超过400℃时即有大量铅蒸气逸出，在空气中迅速氧化成氧化铅烟。7常见含铅的物质包括有密陀僧（PbO）、黄丹（Pb2O3）、铅丹（Pb3O4）、铅白（Pb(OH)2·2PbCO3）、硫酸铅（PbSO4）等。铅的密度大、硬度小、熔点低、沸点高，对电和热的传导性能差，可吸收放射线，故用于制造放射性物质的容器和用作防护材料。5铅的第一电离能是718.96 kJ/mol，电负性1.8，主要氧化数是+2、+4。铅没有同素异形体，其唯一的晶型具有面心立方晶格结构，其中α为494.89 pm，邻近Pb-Pb之间的距离是349 pm。它是银灰色有光泽的重金属，在空气中易氧化而失去光泽，变灰暗，质柔软，延性弱，展性强。密度11.34 g/cm3，熔点327.5℃，沸点1740℃，有较强的抗放射穿透的性能。3铅的再结晶温度在室温以下，加工性能极好，不产生加工硬化。铅和铅合金的强度、硬度，特别是疲劳强度和蠕变强度较低，易遭疲劳和蠕变破坏，在设计和用作构件时应予以注意。1

|| || 铅的主要物理和力学性能

化学性质

在常温下在空气中，铅表面易生成一层氧化铅或碱式碳酸铅，使铅失去光泽且防止进一步氧化。易和卤素、硫化合，生成PbCl4、PbI2、PbS等。熔融的铅空气反应生成一氧化铅，将铅在纯氧中加热可得二氧化铅。与盐酸反应放出氢气并生成微溶性的PbCl2，覆盖在铅表面，使反应中止。与热浓盐酸反应生成HPbCl3和H2。与稀硫酸反应放出氢并生成难溶的PbSO4覆盖层，使反应中止。但易溶于热的浓硫酸生成Pb(HSO4)2并放出SO2。跟稀硝酸或浓硝酸反应都可生成硝酸铅Pb(NO3)2。在有氧存生条件下可溶于醋酸等有机酸，生成可溶性的铅盐。跟强碱溶液缓慢的反应放出氢气生成亚铅酸盐。 在有氧气条件下跟水反应生成难溶的Pb(OH)2。8

铅在加热熔化时最初氧化为PbO2，继续升温分解为PbO，升温到603～723K时生成Pb3O4（即铅丹）。Pb2O3或Pb3O4在高温下易离解生成稳定的PbO。5

普通水对铅的腐蚀很轻微。铅易溶于硝酸、硼氟酸、硅氟酸和醋酸，常温下难溶于硫酸、盐酸、氢氟酸。NH4OH溶液或通空气的稀NaOH溶液能徐徐溶解铅。铅能溶于硝酸银溶液，其他的硝酸盐和氯化物会腐蚀铅。钾、钠、铁、氨的硫酸盐和钾的碳酸盐、氰化物溶液对铅不起作用。5

同位素

铅有四种稳定的同位素：Pb-204（丰度为1.4%）、Pb-206（丰度24.1%）、Pb-207（丰度22.1%）和Pb-208（丰度52.4%）。后三种是铀-238、铀-235和钍-232经过一系列裂变后的最终产物，只有Pb-204是自然存在的、非衰变产物。Pb-208在稳定的同位素中质量最大。9

耐腐蚀机理

铅在空气中表面生成致密的氧化铅膜，在潮湿并含有二氧化碳的空气中生成碳酸铅膜，在硫酸中生成硫酸铅膜，这些生成膜起到良好的保护作用。因此铅在许多介质中，特别是在硫酸中，有极好的耐蚀性。铅工业区大气中的腐蚀速度为0.00043～0.00068 mm/a；在天然海水中的腐蚀速度为0.01～0.015 mm/a；当硫酸的浓度高达70%～80%、温度为50℃时，铅仍有很好的耐蚀性。

铅溶于含氧气的低于80%的乙酸中，生成乙酸铅及水，铅过量则形成碱式乙酸铅。铅对酒石酸溶液，柠檬酸溶液（＜30%）的抗腐蚀性较好，若溶液中含有氧气则对铅的腐蚀率增大。10

室温时金属铅对某些盐溶液有较强的抗腐蚀性，这些盐溶液包括K2SO4，KNO3，KX(X=F,Cl,Br)，K2S，K2SO3，MgSO4，MgF2，Fe2(SO4)3，FeSO4及ZnSO4溶液。然而铅对另一些盐溶液（如MgCl2，＜40%；CaCl2，10%；Ca(NO3)2，10%）的抗腐蚀性较差。铅对＜20%的K2CO3溶液的抗腐蚀性较差，而对30~40%K2CO3溶液的抗腐蚀性较好。NaCl溶液及海水能轻微腐铅。10

主要化合物

铅的化合物种类很多，具有工业价值的主要化合物有PbS、PbO、PbSO4及氯化铅。5

1.一氧化铅

|| ||

2. 硫化铅

|| ||

3. 氯化铅

氯化铅主要有PbCl2和PbCl4，氯化铅中以PbCl2最重要。

|| ||

4. 硫酸铅

|| ||

生产冶炼

提取冶金

铅的提取冶金分火法炼铅和湿法炼铅两类方法，在工业生产中前者应用较多。传统的火法炼铅方法一般包括铅精矿烧结焙烧、铅熔炼、粗铅火法精炼或（铅电解精炼）三大环节。传统的铅熔炼方法以鼓风炉还原熔炼法炼铅的应用最为广泛。用这种方法生产的铅占总产铅量的85%。鼓风炉还原熔炼法炼铅是一种用焦炭作还原剂把铅的氧化物还原为粗铅的方法，此法须先经烧结焙烧把硫化铅精矿中的大部分PbS转变成PbO，并使烧结焙烧料烧结成块。铅熔炼产出的粗铅还含有很多杂质，需经火法精炼或电解精炼才能获得达到产品质量标准、满足用户要求的精铅，并回收粗铅中的有价金属。粗铅火法精炼在当今的铅精炼中占主导地位。5

传统的火法炼铅法存在对环境污染严重、原料中的硫难以回收、能耗大和生产效率低等问题，自20世纪50年代以来世界一些国家竞相研究直接炼铅法，以取代传统的火法炼铅法。到90年代已进行工业生产或半工业试验的有基夫赛特炼铅法（KIVCET-CS）、氧气底吹炼铅法（QSL）、艾萨熔炼法炼铅（ISA）、闪速熔炼法炼铅等。这些直接炼铅法的共同特点是不要经过单独的烧结焙烧处理，基本实现自热熔炼，烟气便于制酸，对环境污染程度轻，从发展看，有可能取代传统的火法炼铅法。5

冶炼技术

1. 氧气顶吹熔炼技术

艾萨法（ISA法）、Ausmelt法都属氧气顶吹法，其中以艾萨法（ISA法）为例来进一步说明氧气顶吹熔炼技术的技术特点。艾萨法不同于基夫赛特法，它对炉料的要求比较低，但是此法的烟尘率较高。艾萨法还有一点优势就是炉体设备占地面积比较少，能够为铅冶炼节省空间，在一定程度上降低了铅冶炼的成本，增加了企业的经济效益。8

2. 氧气底吹熔炼技术

QSL法和SKS法均为底吹熔池熔炼技术，其中以QSL法为例进一步说明氧气底吹熔炼技术的技术特点。QSL 法同艾萨法（ISA法）一样，烟尘率较高，QSL法炉体设备占地面积也比较少，能够为铅冶炼节省空间，在一定程度上降低了铅冶炼的成本，增加了企业的经济效益。8

3. 氧气侧吹熔炼技术

氧气侧吹熔炼技术是中国开发的一种熔池熔炼直接炼铅技术。该技术所需要的设备比较简单，投资的数额也比较小。金属回收率也很高，创造的经济效益比较好。但是该技术不能很好地对散热进行控制，导致进行铅冶炼时能耗很大。该技术因为所需要的成本比较低，所以在中国得到了广泛应用。不过广泛使用该技术也对中国的能源造成了很大的压力，不利于可持续发展。这是中国对于该技术下一步必须要解决的问题。8

应用领域

铅是制造蓄电池、电缆、子弹和弹药的原材料，也是汽油的添加剂。铅化合物用作颜料、玻璃、塑料和橡胶的原料。由于金属铅具有优良的耐酸、碱腐蚀性能，广泛用于制造化工和冶金设备。铅合金用作轴承、活字金和焊料等。此外，铅也开拓了一些新的用途。如用作沥青的稳定剂，以延长路面使用寿命；用于制造核电站屏蔽和核废料贮罐，电业部门调整负荷的大功率蓄电池组，及磁流体动力学装置等。5

铅酸蓄电池

铅酸蓄电池（简称铅酸电池）从问世已有150多年的历史，因其价格低廉、技术成熟、性能可靠等优势，已成为化学电源中产量最大、应用最广的二次电池，长期以来被广泛应用于社会生产和生活的多种场合。

铅酸电池是利用铅的不同价态固相反应实现充放电的，电池放电时，两个电极的活性物质分别变成PbSO4，充电时，反应向逆反应方向进行，电解质硫酸是一种活性物质。正负极电极反应适用溶解-沉淀机理而不是固态离子传递或者膜形成机理。铅酸电池在室温室压下的标准槽电压为2.1 V。14

电缆护套

护套材料主要是化学铅、含1%锑或砷的铅合金，以及含0.03%钙或蹄的铅合金，用铅作电缆护套主要起防潮、防腐蚀以及屏蔽支撑作用。电缆行业用铅主要是电力电缆与通讯电缆，虽然国内电力通讯电缆的铅包皮大部分已被塑料等其它材料代替，但仍有少量的电缆使用铅护套。国外囿于环保的考虑，对使用铅于越洋海底电缆护套引发很多争议，但该领域的铅耗量仍占其使用的很大一部分。15

化工产品

有相当多的铅化合物应用于化工方面。在此仅介绍几种应用广泛的产品。氧化铅广泛用于铅酸蓄电池板栅的糊状混合物以及水泥、玻璃、陶瓷中，且可用于制备其它的铅化合物；红丹是重要的防锈涂料，用作底漆与内漆层，防止钢锈蚀。

工业上重要的白色防腐蚀颜料是一元碳酸铅，二元亚磷酸铅、二元磷硅酸铅和一元硅酸铅。硼酸铅盐可用于玻璃制造、防火涂料、漆催干剂；硝酸铅盐用于制药、矿石浮选。此外，铅化工产品还在电子粉体材料、彩色电子超黑显像管中作发光材料。15

焊料

铅合金焊料即通常所说的软钎焊料，其中铅锡合金焊料在所有焊接材料中应用最广泛、使用历史较长。它具有低的熔点，可以在不损伤热敏感元件的前提下，用简单的加热方法，比较理想地连接大多数金属。16

铅材

（1）铅板

一般铅材被轧制成3.6m以下宽度，任意厚度的薄铅板，0.4 mm厚的铅板重。铅板作为结构材料，是化学及其相关工业的一种很重要的耐蚀材料，这主要得利于铅具有对多种腐蚀环境的抗蚀能力。当然也可用作建筑结构材料，例如屋顶防蚀板、浴室中的地板。铅板与水泥等接触，一般都在表面涂一层沥青。作为X射线与γ射线的屏蔽层则是大家熟悉的一种应用。利用铅优良的减震、隔音的性能，也有大量的铅板应用于减震隔音上。例如，安装于建筑物地基下阻碍震动传播的钢和铅片减震垫；纯铅可吸收地震时释放的大部分震动能量，在近年日本的一次地震中，这种减震器经受了检验。

（2）铅管

铅材中铅管也是一个主要方面，大量应用于化学工业以及排水管道中。用化学铅或含6%锑的铅挤压成无缝管。直径从细管到300mm或更大，几乎各种厚度的管子都有生产应用。

（3）丝网铅材

在建筑用铅材料中,除使用铅板、管、焊料外还有用于堵漏的铅网布；上述铅锡焊料中的相当一部分，作为低熔点的易熔合金(铅与锡、铋、镉、铟等的合金)几乎全部都是丝线材。后者中最低熔点在100℃以下，用于自动灭弧、电保险丝、锅炉栓塞等。在发达国家，铅材已构成一个独立的消费去向，尤以英国为突出，将铅皮作屋顶材料以防止来自大气中氛原子造成的辐射。然而,在中国铅材的产量很小,年产量在1万吨左右。16

铅铸造材料

铅的铸造材料中最主要的是轴承合金和铅字合金；铸造产品中则包括轴承、铅字板、配重、密封垫圈、弹头、压舱配重，甚至大型核电站防辐射层的整体铸件。16

铅复合材料

在两块锡片之间夹上铅片，轧制成一种厚0.01 mm或更薄的紧密结合的Sn-Pb-Sn复合箔，即一般所称的“铅箔”。在建筑工业上用于防潮，或作为葡萄、香槟酒瓶的防氧化箔。也有的用于电子工业。这处“铅箔”在国外大量生产，广泛应用。而国内在生产、应用两方面都有差距。当然更普遍、用得更多的铅复合材料是铅与较强硬的材料结合制成，其性能较单一两种材料都好。铅可与钢、混凝土、木材、砖或其它适当材料复合，该结构复合材料具有优良的耐蚀性和高的强度。铅与塑料复合虽然强度稍低，但该复合材料具备了优异的隔音性能。

铅与较强硬材料结合制成的复合材料结构包括：

①基本铅复合结构：铸造或挤压铅或铅合金，在有限的复合基上。如铸造所得的含锑铅阀、泵、阳极和容器。

②铅复合于高强基：片状、管状或其它挤压成型的铅

来源: 百度百科

内容资源由项目单位提供