铅是一种金属元素,元素符号Pb,原子序数82,是原子量最大的非放射性元素 。是一种比绝大多数材料密度都大的金属 。
我们看到的铅块通常呈现灰褐色 。其实,铅原本的颜色为青白色,在空气中表面很快会被一层暗灰色的碱式碳酸铅薄膜覆盖 。
铅的晶体结构为立方晶格 。铅的密度大、硬度小、熔点低、沸点高,耐腐蚀,具有延展性,对电和热的传导性能差,可以吸收放射线 。
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铅的以上优点,再加上铅矿较低的获取成本,使它被广泛应用于化工、电缆、蓄电池和放射性防护等工业 。
另外,不得不提的一点是铅对人体有毒性,铅是一种会在人体软组织和骨骼中富集的重金属神经毒素,会损害神经系统,产生神经系统相关疾病 。
早在7000年前,古埃及《圣经·出埃及记》中就提到了铅 。中国古代,不仅炼金术使用的材料中有铅的身影,而且二里头文化的青铜器中已经发现有加入铅的合金材料 。在辉煌的青铜器时代里,铅与锡一起构成了青铜中最重要的合金元素 。
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在自然界中,铅的单质很少,主要将铅和锌、铜等金属同时开采提炼 。目前,已知世界上有60多种矿物含铅 。方铅矿(PbS硫化铅)是最主要的含铅矿物,其铅含量达86.6% 。常见的含铅矿物有白铅矿(PbCO3 碳酸铅)、铅矾矿(PbSOPbSO4硫酸铅) 。除了常见的含铅矿物,还有硫锑铅矿、脆硫锑铅矿、铬铅矿等 。
下面我们对部分含铅矿物进行简单介绍 。
1 方铅矿(PbS)
方铅矿是一种铅的硫化物 。晶体常呈立方体的晶形,集合体通常为粒状或致密块状 。
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方铅矿易溶于硫酸,并且会产生具有臭鸡蛋气味的硫化氢气体 。
方铅矿是一种比较常见的矿物,是分布最为广泛的提炼铅的重要矿石矿物 。铅和锌具有类似的粒子半径和化学价,因此,在岩层中,方铅矿常和闪锌矿共生 。
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方铅矿是人类最早开采的矿石之一 。古埃及时期,人们使用方铅矿作为化妆品;巴比伦人与古罗马人也从方铅矿中冶炼白银 。
早在商代前,古人就从方铅矿中提炼铅,并用于青铜器铸造;西周时期制造的铅戈含铅量达99.75% 。由于方铅矿中多含有白银,古代也曾大量开采 。
2 白铅矿(PbCO3)
白铅矿成分为碳酸铅,呈白色或浅黄、褐色等,金刚光泽 。晶体呈板柱状,集合体呈致密块状、钟乳状、皮壳状、土状;和其他碳酸盐矿物有类似的特征,遇盐酸会产生气泡;它是方铅矿在地表经氧化后的次生矿物 。在阴极射线照射下,会发出浅蓝绿色荧光 。
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白铅矿的硬度比较低,仅略大于指甲 。但是它具有很高的色散值,堪比钻石 。加拿大安大略博物馆藏有一颗896.39克拉的白铅矿,是目前已经发现的质量最大、品质最好的晶体 。
3 硫酸铅矿(PbSO4)
又称铅矾,化学成分为硫酸铅,一般为方铅矿被氧化后形成的 。纯净的矿物颜色为无色到白色,含有其他元素或杂质时会表现为蓝色、灰色及黄色,晶体通常为透明至半透明 。硫酸铅矿的晶体形态一般为板状、短柱状或者锥状,晶体集合体则为颗粒状、块状、钟乳状等 。
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4 铬铅矿(PbCrO4)
铬铅矿也被称为赤铅矿,因为最常见的铬铅矿矿物通常呈现红色 。其化学成分为铬酸铅,黑色金属铬最早就是在铬酸铅矿物中被发现的 。
铬铅矿晶体通常为深红色,也可以是桔黄色,具有较强的金刚光泽或玻璃光泽 。晶体通常会呈现为长柱状、针状、簇状 。
因其具有鲜艳的红色,所以人们常常将其用于颜料、油漆、涂料等 。一些精美的铬铅矿矿物标本非常受大众喜爱,被人们争相保存收藏 。现今发现的最美丽的铬铅矿标本来自澳大利亚塔斯马尼亚,其他著名产地有巴西、美国西南部等 。
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