- 典型含鉛廢物風(fēng)險控制技術(shù)
- 陳揚(yáng) 張正潔 劉俐媛主編
- 5字
- 2020-05-07 10:46:18
第1章 緒論
1.1 鉛及其化合物的性質(zhì)
1.1.1 鉛的物理性質(zhì)
鉛(Pb)的密度大,硬度小,展性好,延性差,熔點和沸點都低,高溫下鉛易揮發(fā)。導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性差,能阻擋X射線的穿透。液態(tài)鉛的流動性好。鉛是藍(lán)灰色金屬,新的斷口具有燦爛的金屬光澤,其結(jié)晶屬于等軸晶系(八面體或六面體)。
鉛的物理性質(zhì)如表1-1所示。
表1-1 鉛的物理性質(zhì)

注:電導(dǎo)率(%IACS)=0.017241/ρ×100%,ρ為電阻率。下同。
1.1.2 鉛的化學(xué)性質(zhì)
鉛是元素周期表中Ⅳ主族元素,鉛的原子價層電子構(gòu)型為6s26p2,能形成氧化數(shù)為+2、+4的化合物。
金屬鉛在空氣中受到氧氣、水和二氧化碳作用,其表面會很快氧化生成保護(hù)膜而失去光澤,變灰暗。鉛能溶于硝酸、熱硫酸、有機(jī)酸和堿,與冷鹽酸幾乎不發(fā)生反應(yīng),能緩慢溶于強(qiáng)堿性溶液。具有兩性,既能形成高鉛酸的金屬鹽,又能形成酸的鉛鹽。在加熱條件下,鉛能很快與氧、硫、鹵素發(fā)生化合反應(yīng)。
所有的金屬元素都可以按照它們的反應(yīng)活性高低排列成序,鉛屬于反應(yīng)活性較低的金屬元素,在各種成分的大氣、水以及常用的各種化學(xué)物質(zhì)等大多數(shù)環(huán)境中是相當(dāng)穩(wěn)定的。
常溫下,鉛在干燥的空氣中不會被氧化。高溫下,特別是熔融狀態(tài)下,鉛的氧化過程將逐漸加劇,生成一系列氧化物。鉛在空氣中加熱熔化時,最初氧化生成PbO2,繼續(xù)升溫則生成PbO(俗稱鉛黃、密陀僧),溫度升至330~450℃時,PbO轉(zhuǎn)化成Pb2O3,溫度升至450~490℃時,Pb2O3轉(zhuǎn)化成Pb3O4(即2PbO·PbO2,俗稱鉛丹或紅丹)。無論是Pb2O3或Pb3O4在高溫下都會離解成PbO。
鉛易溶于稀硝酸(HNO3)、硼氟酸(HBF4)、硅氟酸(H2SiF6)和醋酸(CH3COOH)及AgNO3等中,難溶于稀鹽酸(HCl)和硫酸(H2SO4)。鉛的腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜致密,與鉛表面的附著力強(qiáng),且在相應(yīng)的溶液中溶解度極低,這使鉛具有優(yōu)良的抗蝕能力,能抵抗多種酸及其鹽溶液的侵蝕,被廣泛應(yīng)用于可能存在金屬銹蝕的場合。如在常溫下,稀鹽酸、硫酸可與鉛的表面起作用,形成幾乎不溶解的PbCl2、PbSO4表面膜。
鉛的化合價有+2和+4價,其化合物眾多,具有多種多樣的應(yīng)用特征,用途十分廣泛。常見的有氧化物——PbO、PbO2、Pb3O4、Pb2O3;鹵化物——PbCl2;硫化物——PbS;鉛鹽——可溶性的Pb(NO3)2、PbAc2,難溶的PbSO4、PbCO3、PbCrO4;有機(jī)鉛——(C2H5)4Pb(四乙基鉛)等。鉛的化學(xué)性質(zhì)如表1-2所示。
表1-2 鉛的化學(xué)性質(zhì)

1.1.3 鉛的化合物及其性質(zhì)
(1)硫化鉛
天然產(chǎn)出的硫化鉛(PbS)成為方鉛礦,色黑,具有金屬光澤。硫化鉛的熔點為1135℃,沸點為1281℃,熔化后的硫化鉛流動性極好。濃硝酸、鹽酸、硫酸及三氯化鐵水溶液能溶解硫化鉛。
(2)一氧化物
一氧化鉛(PbO)是兩性氧化物,它與SiO2或Fe2O3可結(jié)合成硅酸鹽或亞鐵酸鹽,也可與CaO或MgO結(jié)合成亞鉛酸鹽或鉛酸鹽。PbO是一種氧化劑,易使Fe、Te、S、As、Sb等全部氧化或部分氧化。PbO可在濃堿溶液、氨性硫酸銨溶液、硅氟酸溶液以及堿金屬或堿土金屬氯化物的熱溶液中溶解。
(3)硅酸鉛
PbO與SiO2可形成4PbO·SiO2、2PbO·SiO2和PbO·SiO2三種硅酸鉛(xPbO·ySiO2)化合物。鉛的硅酸鹽的熔化溫度低,其熔體流動性好。
(4)碳酸鉛
天然的碳酸鉛(PbCO3)礦稱白鉛礦,它是氧化鉛礦的主要成分。白鉛礦加熱時很容易分解,所以碳酸鉛是很容易還原的化合物。
(5)硫酸鉛
天然的硫酸鉛(PbSO4)礦稱鉛釩。硫酸鉛為白色單斜方晶體,帶甜味,密度為6.34g/cm3,熔點為1117℃。硫酸鉛微溶于熱水和濃硫酸,能溶于濃鹽酸、濃堿、濃氨以及醋酸銨和各類銨溶液中,并且遇硫即生成黑色硫化鉛。
(6)氯化鉛
氯化鉛(PbCl2)的熔點為498℃,沸點為954℃,密度為5.91g/cm3。氯化鉛在水中的溶解度極小,但能很好地溶解在堿金屬和堿土金屬的氯化物的水溶液中。
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