Температура плавки свинца: Плавление свинца
alexxlab | 26.03.2023 | 0 | Разное
Какая температура плавления свинца? :: SYL.ru
Расплавить свинец нетрудно. Это можно сделать даже в домашних условиях, используя подходящую тонкостенную стальную или даже алюминиевую емкость. Температура плавления свинца невысокая. Чтобы ее достичь, достаточно пламени конфорки бытовой газовой или электрической плиты.
Свинец: характеристика
Распространение в общей массе земной коры – 0,0016 %. Это вроде бы и мало, но если сравнивать данный показатель с ближайшими соседями по таблице химических элементов – ртутью, золотом, висмутом, то свинец занимает гораздо более высокое место. Основной источник сырья для его получения – это полиметаллические сульфидные руды.
Материал имеет характерный грязно-серый цвет. На срезе свинец блестит с синеватым отливом, однако вскоре тускнеет. Это происходит окисление при воздействии воздуха. На поверхности среза образуется тонкий слой оксида. Металл тяжелый, его плотность – 11,34 г/см³. Это в полтора раза больше, чем у железа, и вчетверо в сравнении с алюминием.
Кроме того, что температура плавления свинца невысока, он еще является одним из самых мягких металлов. Его можно поцарапать ногтем, порезать ножом. Он достаточно гибкий, плющится молотком. Материал хорошо подходит для плавления и литья даже в домашних условиях.
Технологические свойства: какая температура плавления свинца?
Он плавится при 327,46 °C (600,61 K). Сохраняет высокие технологические литьевые свойства в диапазоне от 400 до 450 °С. Температура кипения свинца равна 1751 °С (2022 K). Пленка оксида, необходимая для защиты от коррозии, плавится только при 850 °С. Такая высокая температура, существенно превышающая режим плавления, усложняет процесс сваривания свинца в сплавах с другими металлами. К тому же при 700 °C летучесть свинца заметно возрастает.
В холодном виде материал хорошо поддается обработке. Его можно прокатать в тонкую фольгу. При давлении от 2 т/см² дробленый свинец спрессовывается с образованием монолитной массы. Проволоку из него получают не методом литья, а при продавливании твердого материала через фильеру. Малая разрывная прочность не дает возможности использовать для этих целей обычное волочение.
При какой температуре плавится свинец в составе с другими металлами? Это будет зависеть от состава сплава и соотношения металлов в нем. С одним материалом температура может повыситься, в то же время с другими – быть значительно ниже. К примеру, припой, в основе которого олово (64 %) и свинец (36 %), плавится при 180-200 °С.
Плавление в домашних условиях: подготовка
Необходимо подобрать подходящую емкость, желательно, чтобы ее ручка была из жаростойкого материала. Хорошо для этих целей подойдет старый чайник, кофейник или другая вышедшая из употребления кухонная утварь с удобной рукоятью. Можно расплавить материал и в старой чугунной посуде, а для заливки использовать глубокую ложку с длинной ручкой.
В крайнем случае подойдет и жестяная консервная банка. Но тут не обойтись без плоскогубцев. Ими можно снять с огня разогретую посуду и залить расплавленный свинец в подготовленную форму. Но это следует делать очень осторожно. Для удобства на ободке жестянки лучше сделать желобок. Тогда расплавленный металл выльется тонкой струйкой без подтеков и точно в нужное место. Место для захвата плоскогубцами также следует заранее оборудовать, чтобы не производить лишних манипуляций с посудой и разогретым металлом.
Подготовленный и максимально очищенный от посторонних примесей свинец по возможности измельчают на мелкие кусочки. Так он быстрее будет плавиться. Емкость надежно устанавливается над горелкой и прогревается. Это делается для выгорания с ее поверхности влаги и нежелательных посторонних примесей.
Процесс плавления и заливка
Не стоит загружать в посуду сразу весь объем подготовленного материала. Контактировать с разогретой поверхностью будет только нижний слой свинцового лома, а все, что сверху, будет только забирать на себя тепло и этим замедлять прогрев. Лучше сначала расплавить несколько кусочков, чтобы образовалась лужа, а затем в нее постепенно добавлять новые порции металла. В таком случае увеличивается площадь разогревающей поверхности.
После расплавления всего объема материала металлической лопаткой или ложкой с длинной ручкой с поверхности расплава необходимо снять слой шлака, примесей и мусора. Заливку следует производить в разогретую форму. Сравнительно низкая температура плавления свинца предполагает его быстрое застывание. Особенно заметно это в холодной форме. Материал теряет текучесть, заметно густеет, расплав не заполняет форму, качество отливки ухудшается.
Техника безопасности
Температура кипения свинца очень высока (1751 °C), и достичь ее в домашних условиях нереально. Тем не менее летучесть его уже при 700 °C становится довольно высокой. При существенном превышении температуры плавления находящиеся поблизости люди могут подвергаться негативному воздействию его испарений. Если нет существенной технологической необходимости перегревать расплав, не следует его доводить до красноватого оттенка. Именно это свидетельствует о том, что температура плавления свинца была превышена.
Расплавленный свинец при попадании на кожу может вызвать серьезные ожоги. Его капли прожигают одежду, при попадании на быстровоспламеняющиеся материалы могут вызвать возгорание и, как следствие, пожар, поэтому работать следует осторожно. Недопустимо попадание воды в расплавленный свинец. Это вызывает фонтан серебристых брызг, которые при попадании в глаза могут вызвать крайне нежелательные последствия.
Работать следует в хорошо проветриваемом помещении или на улице. Не стоит пренебрегать средствами индивидуальной защиты. Респиратор или даже ватно-марлевая повязка защитят дыхательные пути от свинцовой пыли. Малые дозы свинца в организме, возможно, сразу и не вызовут последствий. Однако этот материал имеет склонность накапливаться на протяжении жизни и вызывать отравление при превышении допустимых доз.
Температура плавления свинца
Свинец – металл синеватого оттенка, имеет большой удельный вес и практически минимальную твердость (можно резать ножом). Температура плавления свинца такова, что его можно расплавить на костре или в домашних условиях. В чистом виде свинец быстро покрывается оксидной пленкой и тускнеет. При нормальной температуре свинец инертен к большинству кислот.
Температура плавления свинца, не имеющего примесей, примерно около 328 градусов. В расплавленном виде металл имеет неплохие литейные качества. При заливке свинца в песчаную форму нужно, чтобы металл обладал хорошей жидкотекучестью, с этой целью расплав доводят до температуры, превышающей точку плавления ориентировочно на 100-120 градусов. Легко поддается механической обработке, ковке, высокая пластичность металла позволяет без труда прокатать его до минимальной толщины листа.
Температура кипения свинца находится в пределах 1749 градусов.
В расплавленном виде имеет заметную летучесть, которая повышается с ростом температуры. Свинцовая пыль, пары оксидов и самого свинца являются ядом для человеческого организма. Наличие в организме 0,3 г свинца или его компонентов приводит к тяжелому отравлению. В процессе кристаллизации свинец подвержен большой усадке, обычно она составляет порядка 3,5%. В земной коре свинец чаще всего содержится в виде соединений, в чистом виде он встречается довольно редко.
Установлено, что главным образом он встречается в виде сульфидов в различных породах.
В качестве примесей в нем могут быть такие элементы, как сурьма, медь, железо, олово, висмут, мышьяк, натрий и пр. Большая часть примесей нежелательна, особенно при изготовлении ответственных деталей, т.к. они приводят к видоизменению химических и механических свойств металла. Цинк и висмут снижают устойчивость свинца к кислотам. Присутствие магния или кальция приводит к повышению прочности, а металл, легированный сурьмой, характеризуется многократным увеличением твердости.
Медь увеличивает стойкость изделия из свинца к воздействию серной кислоты, барий и литий повышают твердость. Температура плавления свинца при наличии примесей не претерпевает значительные изменения. Спектр применения изделий из свинца достаточно широкий. Основными потребителями этого материала считается кабельное и аккумуляторное производство, где он используется в качестве оболочки кабеля и при производстве аккумуляторных пластин.
Из свинца изготавливают дробь и пули. Низкая температура плавления свинца позволяла в прошлые времена охотникам самим делать пули и дробь.
Антикоррозионные способности свинца позволяют применять его для нанесения защитного слоя на предметы, изготовленные из железа. Кроме того, это свойство свинца широко применяется при изготовлении лакокрасочных изделий. Главным компонентом корабельного сурика, которым красят подводную часть корабля, является пигмент, в основе которого лежит свинец.
Свинцовая оболочка кабеля способна защитить от коррозии электрический и телефонный кабель, проложенный под землей и водой, в агрессивной среде. При какой температуре плавится свинец, олово, висмут и кадмий, учитывают при изготовлении электрических предохранителей. До сегодняшнего дня востребованы свинцовые аккумуляторы в автомобильной, оборонной и ряде других отраслей экономики. Правда, в последние годы стали активно использовать кадмиево-никелевые аккумуляторы.
Свинец в составе сплавов широко применяется при изготовлении баббитовых подшипников, припоя из олова и свинца, типографских сплавов. Листы, изготовленные из свинца, экранируют рентгеновские лучи и радиоактивное излучение. Авария, произошедшая в 1986 году на Чернобыльской АЭС, сопровождалась интенсивным радиоактивным излучением, для того чтобы остановить процесс в реакторе, использовали мешки с дробью и болванками свинца.
Для защиты людей, находящихся на вертолетах, подающих этот груз, были использованы свинцовые листы. Уникальные свойства свинца в этом случае оказались незаменимыми.
Переработка свинца | Британика
доменная печь
Все СМИ
- Похожие темы:
- Свинец обработка материалов
См. все связанные материалы →
обработка свинца подготовка руды для использования в различных продуктах.
Свинец (Pb) — один из старейших известных металлов, один из семи металлов, использовавшихся в древнем мире (остальные — золото, серебро, медь, железо, олово и ртуть). Его низкая температура плавления 327 °C (621 °F) в сочетании с легкостью литья, мягкостью и ковкостью делают свинец и свинцовые сплавы особенно подходящими для широкого спектра литых изделий, включая аккумуляторные сетки и клеммы, противовесы, компоненты сантехники, и типа металл. С удельным весом около 11,35 грамма на кубический сантиметр свинец является самым плотным из обычных металлов, за исключением золота; это делает его хорошим щитом от рентгеновских лучей и гамма-излучения. Сочетание плотности и мягкости делает его отличным барьером для звука. По сравнению с другими металлами свинец является плохим проводником тепла и электричества, хотя обладает отличной коррозионной стойкостью, когда может образовывать на своей поверхности нерастворимое защитное покрытие. Металл имеет гранецентрированную кубическую кристаллическую решетку.
Приблизительно 30 процентов всего потребляемого свинца находится в форме соединений свинца, таких как оксиды, тетраэтил и тетраметилсвинец, хроматы, сульфаты, силикаты и карбонаты свинца, а также органические соединения. Эти соединения свинца использовались в пастообразных смесях в аккумуляторных батареях, в цементе, стекле и керамике, в качестве пигментов в красках и в качестве антидетонатора в бензине.
История
Свинец добывается и выплавляется уже не менее 8000 лет. Это подтверждается артефактами в различных музеях, а также древними историями и другими писаниями, включая библейскую Книгу Исход. Свинцовые бусы, найденные на территории современной Турции, датируются примерно 6500 г. до н.э., а египтяне, как сообщается, использовали свинец вместе с золотом, серебром и медью еще в 5000 г. до н.э. В Египте фараонов свинец использовался для глазури глиняной посуды и изготовления припоя, а также для отливки декоративных предметов. В Британском музее хранится свинцовая фигура, найденная в храме Осириса в древнем городе Абидос в западной Анатолии, датируемая 3500 годом до нашей эры.
Одним из наиболее важных исторических применений свинца были водопроводные трубы Рима. Свинцовые трубы были изготовлены длиной 3 метра (10 футов) и 15 стандартными диаметрами. Многие из этих трубок, все еще в отличном состоянии, были обнаружены в современном Риме и Англии. Римское слово plumbum , обозначающее свинцовые водопроводные трубы и соединители, является источником английского слова сантехника и символа элемента Pb.
Марк Витрувий Поллион, римский архитектор и инженер I века до н. э., предупреждал об использовании свинцовых труб для подачи воды, рекомендуя вместо них использовать глиняные трубы. Витрувий также упомянул в своих трудах плохой цвет кожи рабочих на свинцовых фабриках того времени, отметив, что пары расплавленного свинца разрушают «силу крови». С другой стороны, многие считали, что свинец обладает благоприятными лечебными свойствами. Плиний, римский ученый I века н. э., писал, что свинец можно использовать для удаления шрамов, в качестве мази или в качестве ингредиента пластырей для язв и глаз, а также для других медицинских целей.
Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас
Многие церкви и крупные здания, построенные в 15-м и 16-м веках, являются примерами использования свинца в качестве кровельного материала и для транспортировки воды. Действительно, витражи многих соборов и замков этого периода стали возможными благодаря использованию свинцовых элементов, которые скрепляли стеклянные элементы в великолепном единстве цветов и форм.
В 1859 г.французский физик Гастон Планте обнаружил, что пары электродов из оксида свинца и металлического свинца при погружении в сернокислотный электролит генерируют электрическую энергию и впоследствии могут быть перезаряжены. Ряд дальнейших технических усовершенствований, проведенных другими исследователями, привел к коммерческому производству свинцово-кислотных аккумуляторных батарей к 1889 году. Огромный рост рынка аккумуляторов в 20-м веке (в конечном итоге потребляющий около 75 процентов мирового производства свинца) в значительной степени происходил параллельно с ростом автомобиль, в котором аккумуляторы нашли применение для запуска, освещения и зажигания. Другим известным продуктом свинца был тетраэтилсвинец, добавка к бензину, изобретенная в 1921 в США для решения проблем «детонации», которые стали обычным явлением с развитием двигателей с высокой степенью сжатия, работающих при высоких температурах. Вскоре после достижения своего пика 50 лет спустя использование этого соединения свинца в Соединенных Штатах сократилось, поскольку установка каталитических нейтрализаторов стала обязательной в выхлопных системах всех американских легковых автомобилей.
К началу 21 века Китай лидировал в мире как по первичной, так и по вторичной переработке свинца. Другие ведущие переработчики свинца включают США, Великобританию, Германию и Индию.
Из более чем 60 известных минералов, содержащих свинец, наиболее важной первичной рудой металла является галенит сульфид свинца (PbS). Галенит часто содержит серебро, цинк, медь, кадмий, висмут, мышьяк и сурьму; на самом деле значение содержания серебра часто превышает содержание свинца, и в этом случае он считается серебряной рудой. Другими коммерчески значимыми свинцовыми минералами являются церуссит (карбонат свинца) и англезит (сульфат свинца). Они известны как вторичные минералы, поскольку они образуются из галенита в результате естественных процессов, таких как выветривание. Церуссит, например, образуется при воздействии карбонатных грунтовых вод на галенит, тогда как англезит образуется, когда галенит подвергается воздействию сульфатных растворов, образующихся при окислении сульфидных минералов.
Более 95 процентов добываемого свинца приходится на эти три руды. Руды, имеющие коммерческое значение, могут содержать от 2 до 20 процентов свинца и более, хотя сам галенит содержит 86,6 процента свинца. Это кажущееся несоответствие связано с тем, что галенит обычно встречается в смеси с другими минералами, такими как сульфид цинка, цинковая обманка и сульфиды железа, пирит и марказит. Следовательно, процент извлекаемого свинца в рудах обычно составляет около 4 процентов, и почти 90 процентов первичных свинцовых руд являются побочным продуктом добычи цинка и серебра. Более половины общего спроса на свинцовые заводы удовлетворяются за счет переработки отработанного свинца, в основном из утилизированных аккумуляторов.
Значительные месторождения свинцовых руд расположены в Австралии, Канаде, Китае, Мексике, Перу, Казахстане, России и США.
Плавка свинца | Стони Миддлтон Наследие
Плавка свинца — это процесс, при котором свинец извлекается из галенита (сульфида свинца) или свинцовой руды. Галенит находится в известняке в граблях (швах или прожилках). После добычи свинец извлекается из руды путем ее нагревания, известного как плавка. В Стоуни-Миддлтон-Дейл были идеальные условия для плавки, у него были крутые склоны, необходимые для тяги, необходимой для пожаров, а Дейл-Брук обеспечивал мощность для привода мехов, которые использовались в более поздних плавильных заводах.
Плавка ствола
Галенит (сульфид свинца или свинцовая руда) Свинцовая руда на поверхности требовала плавки, чтобы отделить свинец от руды. Ранние горняки использовали очень простые методы плавки ствола. Костер разжигали в неглубокой выкопанной ямке на склоне крутого склона или открытой местности. Ствол должен был быть заполнен большими кусками руды и дерева перед тем, как зажечь, что можно было сделать только при благоприятных преобладающих условиях. Ствол требовал хорошей тяги воздуха, поэтому они были расположены на склоне, чтобы способствовать восходящему потоку. Огонь оставляли гореть на два дня, за это время свинец должен был расплавиться и стечь на дно ствола.
Свинцово-плавильные заводы
Плавка ствола была непредсказуемой и зависела от неконтролируемых факторов, и к концу 16 века от столбов, зависящих от энергии ветра, отказались. Тяга или взрыв теперь обеспечивались простыми мехами к рудному очагу, который первоначально приводился в действие вручную или ногой, обеспечивая контроль для быстрого нагрева огня до желаемой температуры, необходимой для плавления свинца. Со временем процесс был усовершенствован, были построены заводы по плавке свинца для работы с более крупными плавками, сильфоны увеличились в размерах и теперь приводились в движение водяными колесами, которые сами приводились в движение водой из ручья, текущего по долине, снова Стони Миддлтон Дейл. обеспечен хорошо, и было построено как минимум два купола.
Топливо
Заводы по плавке свинца работали на местной древесине. Сначала его сушили в печи, которая улучшила горение и уменьшила количество образующегося дыма, что позволило плавильщикам лучше наблюдать за процессом плавки. Это дерево или белый уголь, как его называли, использовали в первой печи, так как требовалось лишь умеренное тепло, чтобы расплавить свинец, который сливался и заливался в формы, известные как чушки. Шлак из очага был перенесен во вторую печь, в которой в качестве топлива использовался древесный уголь, поскольку он был способен достигать гораздо более высоких температур, необходимых для плавления свинца и полного использования руды.
Проект
Ручей Дейл был отделен от основного потока и направлен с меньшей скоростью, чем склон долины, и поэтому набрал высоту над окружающей землей, высоту, используемую для привода колеса, приводимого в движение силой воды, падающей на его поверхность. весла. Колесо, в свою очередь, обеспечивало мощность для привода двух больших мехов, обеспечивающих тягу (дутье) или воздух, что увеличивало горение и, в свою очередь, температуру печи.
Повязка
Прежде чем горняки смогут продать свою руду плавильням, он должен будет ее обогатить. Это был процесс, который включал дробление руды, чтобы отделить ее от породы, в которой она была замурована, перед промывкой. Затем руда была разбита на более мелкие куски размером с горошину; это делалось вручную с помощью простого молотка, который они называли бакером. Измельченная руда промывалась в ручье, наклонном деревянном желобе, который позволял воде течь по руде, унося грязь; в качестве альтернативы его промывали в сите, которое несколько раз погружали в воду, позволяя более легкой нежелательной грязи всплывать сверху. Затем руда продавалась плавильням, которые еще раз промывали руду, чтобы получить очень чистый материал для плавки.
Купол
Свинцовые болванки Несмотря на то, что заводы имели значительные преимущества по сравнению с предыдущими плавильными болванками, они все же столкнулись с некоторыми трудностями. Очаги вскоре выгорели и постоянно нуждались в ремонте, а из-за загрязняющих испарений плавильный завод приходилось останавливать в конце каждого рабочего дня. Мельницы располагались только на берегу реки и требовали большого количества древесины. Ответом стал купол, постепенно заменивший мельницы. Вагранка представляла собой отражательную печь, которая позволяла сжигать топливо на одном конце камеры сгорания с низким куполом. В другом конце камеры располагалась большая высокая труба, обеспечивающая мощную тягу, вытягивающую пламя и горячие газы через крышу камеры. Руда была помещена под куполообразную крышу и сильно нагрета за счет отражающегося действия купольной крыши, направляя тепло на руду. Шлак снимали с верхней части расплавленного свинца, прежде чем его сливали и разливали в чушки.
Несколько факторов способствовали большей эффективности вагранки, чем плавильного цеха. В отличие от плавильного цеха, вагранка могла работать непрерывно. Он мог сжигать уголь, который был более доступен, чем древесина. Воздушный поток над рудой был менее сильным и меньше руды сдувалось. Руда была отделена от топлива, что позволило уменьшить загрязнение сгоревшей золой.