سرب و کاربرد های آن
استخراج و تولید سرب
روش‌های استخراج سرب
استخراج سرب از معادن معمولاً با استفاده از دو روش اصلی پیرو‌متالورژی و هیدرومتالورژی انجام می‌شود:
-
روش پیرو‌متالورژی: این روش به فرآیندهای حرارتی اشاره دارد که در آنها سنگ معدن سرب تحت حرارت بالا قرار می‌گیرد تا فلز سرب استخراج شود. در این فرآیند، سنگ معدن که عمدتاً از سولفید سرب (گالن، PbS) تشکیل شده است، ابتدا خرد و آسیاب می‌شود. سپس سنگ معدن به کوره‌های مخصوصی منتقل می‌شود که در دماهای بالا و در حضور هوا یا اکسیژن، فرآیند تکلیس (کلسیناسیون) انجام می‌گیرد. در این مرحله، سولفید سرب به اکسید سرب (PbO) تبدیل می‌شود. در مرحله بعد، اکسید سرب در حضور مواد کاهنده‌ای مانند کربن (کک) احیا شده و به فلز سرب خالص تبدیل می‌گردد.
-
روش هیدرومتالورژی: این روش شامل استفاده از محلول‌های آبی برای استخراج فلز از سنگ معدن است. در این فرآیند، سنگ معدن سرب خرد و به صورت پودر درمی‌آید. سپس با استفاده از یک ماده شیمیایی مناسب مانند اسید نیتریک، سرب از سنگ معدن حل شده و به محلول می‌رود. محلول حاصل حاوی یون‌های سرب است که سپس از طریق فرآیند الکترولیز یا روش‌های شیمیایی دیگر، به فلز سرب خالص تبدیل می‌شوند. این روش برای معادن با عیار پایین و همچنین برای بازیافت سرب از محصولات مصرفی قدیمی مانند باتری‌ها بسیار مؤثر است.
مراحل تصفیه و پالایش سرب
پس از استخراج، سرب خام معمولاً حاوی ناخالصی‌های زیادی است که باید از آن حذف شوند. فرآیند پالایش سرب شامل مراحل زیر است:
-
گدازگری (بلندینگ): سرب خام در کوره‌های گدازگری حرارت داده می‌شود تا به حالت مذاب درآید. در این مرحله، سرب مذاب و ناخالصی‌ها به دلیل تفاوت در چگالی از هم جدا می‌شوند. سرب خالص در پایین قرار گرفته و ناخالصی‌ها به صورت سرباره در سطح جمع می‌شوند.
-
پالایش الکترولیتی: در این مرحله، سرب خام به عنوان آند و سرب خالص به عنوان کاتد در محلول الکترولیتی قرار داده می‌شوند. با اعمال جریان برق، یون‌های سرب از آند به سمت کاتد حرکت کرده و در کاتد به صورت سرب خالص رسوب می‌کنند. این روش باعث حذف دقیق‌تر ناخالصی‌ها و تولید سرب با خلوص بالا می‌شود.
-
پالایش با استفاده از مواد شیمیایی: در این روش، از مواد شیمیایی خاصی برای حذف ناخالصی‌ها از سرب مذاب استفاده می‌شود. مثلاً با افزودن سولفور به سرب مذاب، ناخالصی‌هایی مانند روی و آنتیموان به صورت سولفورهای نامحلول جدا می‌شوند و می‌توان آنها را از سطح سرب مذاب جدا کرد.
این فرآیندها، سرب خالص و باکیفیت تولید می‌کنند که برای استفاده در صنایع مختلف مانند باتری‌سازی، روکش کابل‌ها، و تولید محصولات الکترونیکی آماده است.
تاریخچه و کاربردهای سرب
سرب یکی از شش فلزی است که از هزاره چهارم قبل از میلاد مسیح شناخته شده و مورد استفاده قرار گرفته است. بر اساس نظر باستان‌شناسان، قدیمی‌ترین قومی که از سرب استفاده کرده‌اند مصریان بوده‌اند که این فلز را برای لعاب ظروف استفاده می‌کردند و از کانی‌های نقره‌دار آن، نقره استخراج می‌کردند. سپس رومیان و سایر اقوام مانند ایرانیان، چینی‌ها، هندوها، روس‌ها و اعراب نیز از سرب استفاده می‌کردند. آثار بجا مانده از دوران باستان نشان‌دهنده کاربرد گسترده این فلز است. صنعتگران به دلیل خاصیت چکش‌خواری سرب، می‌توانستند آن را به راحتی گداخته و به اشکال مختلف درآورند.
در ایران، سرب از اواخر هزاره سوم قبل از میلاد مسیح شناخته شده بود و به دلیل آسانی ذوب کربنات‌های سرب، بهره‌برداری از معادن کربنات سرب بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. در دوره‌های قبل از اسلام، سرب در کارهای ساختمانی، سدسازی، پل‌سازی، ساخت رنگ، نقاشی و مواد دارویی استفاده می‌شد. بعد از اسلام، بهره‌برداری از معادن سرب بیشتر به منظور استخراج نقره صورت می‌گرفت، به طوری که حتی در برخی از کتب این معادن به عنوان معادن نقره شناخته شده‌اند.
تا قبل از جنگ جهانی دوم، مصرف سرب در ایران بسیار کم بود و بهره‌برداری زیادی از معادن سرب صورت نمی‌گرفت. اما پس از جنگ، این معادن اهمیت پیدا کردند و سرب به عنوان یک محصول صادراتی و ارزآور مورد استفاده قرار گرفت.
سرب و کاربردهای آن
سرب یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که در دسته فلزها قرار دارد. این فلز نمی‌تواند تشعشعات هسته‌ای را عبور دهد. در طبیعت، سرب به صورت کانی گالن با سیستم تبلور کوبیک یا مکعبی یافت می‌شود. این عنصر با نشان شیمیایی Pb و عدد اتمی 82، عنصری سنگین، سمی و چکش‌خوار است. اکسید سرب به رنگ خاکستری تیره تبدیل می‌شود. سرب در ساخت سازه‌های ساختمانی، خازن‌های اسید سرب، ساچمه و گلوله‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد و همچنین بخشی از آلیاژهای لحیم، پیوتر و آلیاژهای گدازپذیر را تشکیل می‌دهد. جالب است بدانید که سرب سنگین‌ترین عنصر پایدار است.
این فلز براق، انعطاف‌پذیر و به شدت چکش‌خوار است و به رنگ سفید مایل به آبی دیده می‌شود. خاصیت هدایت الکتریکی سرب پایین است. این فلز مقاومت بالایی در برابر پوسیدگی دارد و برای نگهداری مایعات فرسایشگر مانند اسید سولفوریک استفاده می‌شود. با افزودن مقادیر کمی آنتیموان، استحکام آن افزایش می‌یابد. سرب به خصوص برای کودکان بسیار سمی است و می‌تواند باعث بیماری‌های خونی و مغزی شود. تماس طولانی مدت با این فلز یا نمک‌های آن، مخصوصاً نمک‌های محلول یا اکسید غلیظ آن، می‌تواند باعث مشکلات کلیوی و دردهای شکمی شود. فعالیت‌های انسانی منبع اصلی ورود سرب به محیط زیست هستند و این فلز بیش از هر عنصر دیگری محیط زیست را آلوده می‌کند. پس از ورود به بدن، سرب به تدریج انباشته می‌شود و به‌ویژه در استخوان‌ها جایگزین کلسیم می‌شود، که این امر موجب ماندگاری طولانی مدت آن در بدن می‌شود.
زمین‌های دفن لجن و فاضلاب اغلب دارای غلظت بالایی از سرب هستند. غلظت سرب در آب دریا نسبتاً پایین است. اگرچه غلظت‌های پایین سرب کشنده نیستند، اما می‌توانند باعث کاهش رشد و تولید مثل موجودات دریایی شوند. آلودگی ناشی از سرب در محیط‌های دریایی به علت نزولات جوی و تخلیه صنعتی در حال افزایش است. رسوبات دریایی نیز ممکن است سرب جذب شده را آزاد کنند، که این امر می‌تواند موجب افزایش غلظت سرب در آب دریا شود. بنابراین، رسوبات می‌توانند نقش مهمی در تنظیم غلظت سرب در آب دریا داشته باشند. رسوبات حاوی کمتر از 5 میلی‌گرم سرب بر کیلوگرم (نمونه خشک) به عنوان رسوبات غیر آلوده دریایی شناخته می‌شوند. تجمع سرب در موجودات آبزی معمولاً در سطح بالایی اتفاق می‌افتد.
جانوران حساسیت‌های متفاوتی نسبت به سرب دارند. شکم‌پایان به عنوان موجودات بنتیک به شدت آسیب‌پذیر هستند، در حالی که گیاهان آبزی تقریباً هیچ حساسیتی به سرب ندارند. تجمع سرب در موجودات دریایی بستگی به شکل شیمیایی آن دارد و در میان تمام فرم‌های شیمیایی این فلز، سرب دو ظرفیتی سمی‌ترین شکل غیرآلی آن برای موجودات آبزی است.
کاربردهای مدرن سرب
کاربردهای اولیه سرب شامل استفاده در سازه‌های ساختمانی، رنگدانه‌های لعاب سرامیک و لوله‌های انتقال آب بوده است. کاخ‌ها و کلیساهای بزرگ اروپا از مقادیر قابل توجهی سرب در وسایل تزئینی، سقف‌ها، لوله‌ها و پنجره‌ها استفاده کرده‌اند. این فلز، پس از آهن، آلومینیوم، مس و روی، یکی از پرکاربردترین فلزات است.
سرب در باتری‌های اسید سرب، اجزای الکترونیکی، روکش کابل، مهمات، شیشه‌های سرب‌دار، و آلیاژها استفاده می‌شود. همچنین در بام‌ها به عنوان درزگیر برای محافظت از اتصالات در برابر باران مورد استفاده قرار می‌گیرد. در گذشته، این فلز در بنزین به عنوان تترااتیل و تترا‌متیل سرب برای کاهش صدای موتور کاربرد داشت.
سرب به دلیل خواصی مانند انعطاف‌پذیری، سهولت در جوشکاری، نقطه ذوب پایین، چگالی بالا و توانایی جذب اشعه گاما و اشعه X کاربردهای گسترده‌ای دارد. این ماده به صورت مذاب نیز به عنوان یک حلال مناسب برای طلا و نقره استفاده می‌شود.
سرب به دلیل مقاومت بالایی که دارد، به عنوان پوششی مناسب برای لوله‌ها و کابل‌ها استفاده می‌شود. از مهم‌ترین و گسترده‌ترین کاربردهای این فلز، استفاده از آن در باتری‌ها است.
منابع و استخراج سرب
در طبیعت، سرب و روی اغلب با هم یافت می‌شوند. حدود 70 درصد از سرب معدنی از کانه‌های مخلوط سرب و روی که معمولاً دارای مقادیر بیشتری روی هستند، تولید می‌شود. نزدیک به 20 درصد از تولید سرب مربوط به کانه‌هایی است که مقدار سرب در آنها بیشتر از روی است و 10 درصد باقی‌مانده از کانی‌های مس‌دار حاصل می‌شود. تا کنون 130 نوع کانه سرب شناخته شده است که از بین آنها سولفور سرب (گالن PbS) مهم‌ترین و اقتصادی‌ترین است و 90 درصد از تولید فلز سرب از این کانه است. کانه دیگر مهم سرب، سروزیت یا کربنات سرب (PbCO3) است. سرب در طبیعت به صورت سولفید، سولفات، کربنات و نمک‌های سرب یافت می‌شود.
عمده کاربردهای سرب به دو دسته فیزیکی و شیمیایی تقسیم می‌شوند که شامل موارد زیر است:
-
صنعت برق (غلاف پوشش کابل)
-
یاتاقان‌سازی
-
لحیم‌کاری
-
باتری‌سازی
-
صنعت چاپ
-
آبکاری (آند حل‌نشده)
-
صنعت رنگ
-
لعاب‌کاری
-
تولید مخازن نگهداری اسید سولفوریک
-
ریخته‌گری
-
نفت و پتروشیمی
سوالات متداول (FAQ) :
1.سرب چیست و چه کاربردهایی دارد؟
سرب یک فلز سنگین و نرم با عدد اتمی 82 و نشان Pb است. این فلز در ساخت باتری‌ها، پوشش‌های کابل، لحیم‌کاری، آلیاژهای پیوتر، و صنایع ساختمانی کاربرد دارد.
2.سرب چگونه استخراج و تولید می‌شود؟
سرب از معادن استخراج می‌شود و سپس از طریق فرآیندهای پیرو‌متالورژی و هیدرومتالورژی تصفیه و پالایش می‌شود. مراحل تصفیه شامل جداسازی ناخالصی‌ها و تولید سرب خالص است.
3.سرب چه تأثیری بر سلامتی انسان دارد؟
سرب یک فلز سمی است که می‌تواند باعث مشکلاتی مانند کم‌خونی، فشار خون بالا، مشکلات کلیوی، و آسیب‌های عصبی به خصوص در کودکان شود.
4.آیا سرب سمی است و چه خطراتی دارد؟
بله، سرب سمی است. تماس طولانی‌مدت با این فلز می‌تواند موجب مسمومیت سربی شود که علائم آن شامل درد شکمی، مشکلات کلیوی، و اختلالات عصبی است.
5.سرب در کدام صنایع بیشترین کاربرد را دارد؟
سرب بیشترین کاربرد را در صنایع باتری‌سازی، لحیم‌کاری، تولید شیشه‌های سربی، ساخت مهمات و رنگ‌ها دارد.
6.چگونه می‌توان سرب را بازیافت کرد؟
سرب از محصولات مصرف شده مانند باتری‌های اسیدی سرب، بازیافت می‌شود. فرآیند بازیافت شامل جداسازی سرب از سایر مواد و تصفیه آن برای استفاده مجدد است.
7..منابع طبیعی سرب در کجا قرار دارند؟
سرب عمدتاً در کانه‌های گالن، سروزیت و آنگلزیت یافت می‌شود. این منابع معمولاً در معادن سرب و روی در سراسر جهان قرار دارند.
8.تفاوت بین سرب دو ظرفیتی و سایر اشکال سرب چیست؟
سرب دو ظرفیتی (Pb²⁺) یکی از اشکال شیمیایی سرب است که سمی‌ترین فرم غیر آلی برای موجودات آبزی به شمار می‌رود. این شکل سرب به دلیل خواص شیمیایی‌اش به راحتی با سایر عناصر ترکیب می‌شود.
9.چگونه می‌توان از تماس با سرب جلوگیری کرد؟
برای جلوگیری از تماس با سرب، باید از مصرف محصولات حاوی سرب خودداری کرد، در محیط‌های کاری از تجهیزات حفاظت شخصی استفاده کرد و از مصرف آب و مواد غذایی آلوده به سرب اجتناب کرد.
10.چه اقداماتی برای کاهش آلودگی سرب در محیط زیست انجام می‌شود؟
برای کاهش آلودگی سرب، بسیاری از کشورها قوانین سخت‌گیرانه‌ای برای کاهش استفاده از سرب در محصولات صنعتی و مصرفی وضع کرده‌اند. همچنین، برنامه‌های بازیافت سرب و مدیریت زباله‌های صنعتی نیز به کاهش آلودگی کمک می‌کنند.
برای مشاهده قیمت ورق آلومینیوم کلیک کنید
لطفا جهت دريافت مشخصات یا قيمت ورق آلومینیوم آنادایز براق آیینه ای ، ورق آلومينيوم پلی کرافت ، ورق آلومینیوم ذوزنقه ، ورق آلومینیوم سينوسي ، ورق آلومینیوم شادولاين ، ورق آلومینیوم آنادايز ،
ورق آلومينيوم امباس ، ورق آلومینیوم امباس لوزی ، کویل آلومینیوم ، ورق آلومينيوم رنگی ، ورق آلومینیوم آجدار و فویل آلومینیوم با شماره تلفن 70-02122779660 تماس بگيريد
یا از طریق راه های ارتباطی صفحه ارتباط با ما با شرکت ما در تماس باشید.