铅有哪些用途
想要了解一个品种,不能只了解一部分,而是要了解更多,下面, 我们再来说说铅有哪些用途。
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。
应用简史
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%。 [6] 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。
铅酸蓄电池
铅酸蓄电池(简称铅酸电池)从问世至今已有150多年的历史,因其价格低廉、技术成熟、性能可靠等优势,已成为目前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。 [14]
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。
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。
化工产品
目前,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。
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。
传统合金焊料的应用,应特别引起使用厂家注意的是:应该针对具体的焊接对象、要求,使用不同锡含量的合金。以达到在满足使用要求的前提下,节约昂贵的锡、降低成本的目的。如:锡含量不少于5%的焊料,主要用于密封,常用来密封预堆焊后的容器,涂覆、焊接金属,还可用于服役温度超过120℃。
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,0.4mm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、秘、锅、锢等的合金)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t左右。随着人民生活的提高,铅材有可能成为铅的主要消费用途之一闭。 [15]
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。
铅复合材料
在两块锡片之间夹上铅片,轧制成一种厚0.01mm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及其合金,与钢、木、混凝土、铜或其它金属牢固复合,用作暖气管、输送器、地板、电缆护套、屋顶与阳极板。
③粘贴复合铅材:片、管或其它形式的铅及其合金,用粘附剂与钢、混凝土、木材或其它材料连接,用作铅皮蓄酸容器。
④冶金键合的铅复合材料:与钢、铜或其它金属冶金结合的重铅或铅合金复合材料,用作包铅的钢反应池,包铅的铜冷却、加热蛇形管。
⑤无机材料复合铅:在混凝土或钢与瓷砖材料之间嵌人铅片,铅片与内外层机械或化学连接。例如,在钢片与内层之间嵌入垫层材料,用于硫酸雾洗涤、沉淀、收集、贮存器等。
⑥铅涂层复合材:涂层与设备表面,机械或冶金连结,具有耐蚀性。在钢上涂Pb-Sn,用于屋顶、水槽与溜槽。以上6种铅复合材料,均具有低的材料成本、低安装与维修成本,优良的耐蚀性、较长的服役寿命,适于各种操作条件等优点。
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