Плавление свинца – особенности процесса плавки металла и правила безопасности

Плавление свинца – особенности процесса плавки металла и правила безопасности

Свинец один из самых доступных и востребованных в промышленности металлов. Несмотря на токсичность, он активно используется как во многих отраслях промышленности, так и в домашнем хозяйстве, ведь плавление свинца происходит при относительно небольшой температуре. Одним из применений свинца в быту выступает изготовление расходных материалов для рыбалки и охоты – свинцовые грузила и охотничья дробь часто изготавливаются в мастерских кустарным способом.

Общие характеристики свинца

Свинец один из самых распространенных металлов на земле. Он широко распространен на планете, в общем, этим и объясняется его широкое применение человечеством с древнейших времен. Металл имеет большую удельную массу, но при этом он довольно мягкий и легко поддается обработке. Плотность металла зависит от температуры, чем выше температура, тем меньше плотность. При большой удельной плотности он все равно остается мягким, на его поверхности легко оставить оттиск даже ногтем.

Металл имеет не слишком выразительный вид, при ковке или фрезеровке он быстро теряет блеск из-за активно восстанавливающийся оксидной пленки на поверхности. Он относится к категории тяжелых металлов. Удельная плотность при комнатной температуре в 20 градусов равна 11,34 г/куб см.

Отличительным свойством металла выступает его небольшая температура плавления. Дело в том, что, несмотря на столь солидную удельную плотность и принадлежность к тяжелым металлам температура плавления свинца составляет всего 327,46 С. Кроме этого добавление в состав свинца других тугоплавких металлов не обеспечивает изменение его пластичности.

Слитки свинца

В качестве конструкционного металла свинец абсолютно не годится. Механические свойства металла не могут похвастаться высокими показателями:

• Предел твердости по шкале Бринелля составляет 3,2-3,28 Нв;
• Предел прочности при механическом сжатии достигается при усилии 50МПа;
• Предельным показателем сопротивления на разрыв составляет всего 13 Мпа.

Также металл обладает низкой теплопроводностью, он почти в 2 раза ниже, чем у железа и в 11 раз чем у меди – 33,5 вт/(м*К). Теплоемкость металла при 20 градусах составляет 0,128 кДж/(кг*К).

Свинец не самый лучший проводник электричества – удельное сопротивление составляет 0,22 Ом/мм 2.

А вот относительно коррозионной стойкости, то хоть он и не относится к благородным металлам, у него довольно высокая. Свинец в чистом виде, без оксидной пленки пребывает при температуре 850 градусов, так что защитная оксидная пленка на металле и выступает главным препятствием для коррозии.

При нормальных условиях, металл практически неуязвим для обычных источников коррозии, а вот в разбавленной азотной кислоте концентрацией меньше 70% он быстро разрушается. Хотя к сернистой, уксусной, плавиковой и фосфорной кислоте он нейтрален. Еще одним веществом, разрушающим оксидную пленку на металле, выступает серная (90%) кислота. При контактах с другими металлами процесс коррозии начинается при обычных условиях, правда с железом и медью такой реакции не возникает.

Особенности плавления свинца

Высокая удельная плотность, пластичность и легкость в обработке позволяют проводит обработку и в домашних условиях. Самым распространенным процессом работы со свинцом выступает плавление.

Достигнуть температуры плавления свинца в 327,46 градусов можно даже при помощи костра, тем более что специальных сооружений и особой технологии эта процедура не требует. Вместе с тем, даже разогрев свинец до нужной температуры, сделать отливку из него удастся далеко не сразу, если не знать особенностей технологии плавки и отливки.

Плавление свинца в домашних условиях

Подготовка к процессу

Подготовка к плавке свинца заключается в оборудовании места, где будут проводиться работы и инструментов для работ. Идеальным вариантом для этого будет мастерская с горном или газовой горелкой, которые создадут необходимую теплоту плавления металла. В качестве инструмента рекомендуется использовать плавильную ложку с длинной ручкой. Плавильная лодка должна иметь широкую горловину с носиком для слива жидкого металла.

Широкая горловина необходима для снятия с поверхности пленки из оксидов и шлаков. Для отливки форм рекомендуется расположить поблизости от горна место под формы, чтобы переносить плавильную ложку было недалеко.

Помещение рекомендуется перед работами освободить от лишних предметов, так, чтобы рабочее пространство позволяло подойти к горну с любой стороны. Одним из важных условий работ является соблюдение мер безопасности – помещение должно иметь хорошее освещение и вентиляцию.

В число инструментов для работ стоит внести пассатижи, клещи с длинной ручкой, пробную ложку, металлический прут для помешивания металла и прут с лопаткой для добавления металла в емкость для плавления. Какой еще инструмент понадобится, нужно определиться перед началом работ, чтобы не тратить драгоценное время пока металл не застыл.

Тигель для плавки свинца

Процедура плавки

Несмотря на то, что температура плавления металла не такая уж и высокая, рекомендуется не приступать к работе пока огонь или газовая горелка не разогреют плавильную чашу. Металл для плавки нужно измельчить – так быстрее пойдет процесс, да и добавлять его в чашу будет удобнее.

После прогрева чаши добавляется 1-2 свинцовых слитков, весом 20-25 грамм. После образования лужицы, добавляют следующие части. Когда вся плавка достигнет жидкого состояния, пробной ложкой снимается пленка. Шлаки, оксиды и примеси, расплавившиеся в металле, во время плавления поднимаются на поверхность, и чтобы они не мешали при разливе по формам пленку лучше снять.

Температура плавления

Нормальной температурой плавления свинца является температура 327,46 С, она достигается относительно быстро. Вторым показателем для процесса плавки выступает температура литься – 400-450 градусов, в этом диапазоне металл приобретает необходимую вязкость и консистенцию для заполнения форм.

При работе с расплавленным металлом необходимо надеть респиратор

Меры безопасности

При работе с расплавленным металлом необходимо обязательно обеспечить защиту кожи от термического ожога. Во время работ обязательно одеваются несгораемые перчатки, суконная или полотняная одежда, способная выдержать попадание расплавленного вещества.

Таким образом, следуя этим советам и используя информацию о процессе плавления, не будет большой проблемы отлить грузило для рыбалки или переплавить остатки старого аккумулятора в один слиток.

Температура плавления свинца

Свинец считается элементом химии из 14 группы, таблицы Д. И. Менделеева. Свинец получил 82 номер. Свинец считается ковким и мягким металлом серебрянного оттенка, включая синеватый оттенок. Компонент повсеместнораспространен по поверхности Земли, легко добывается и поддается воздействию. Первые украшения и свинцовые дорогие предметы (Бусинды) с использованием металлургической деятельности, дают право утверждения, что плавление металла как свинца, стала первой в человеческой истории около 6400 г. до н. э. Самым старым изделием из свинцового сплава считается женская фигурка в одежде из храма Осириса (3100 – 2900 гг. до н.э.). Старинный Рим производил до 80 тыс. тонн свинца в течении года, в том числе для водомерного узла. На территории Руси металл отыскал использование в обустройстве крыш, для печатей при разработке грамот. Происхождения слов «свинец» даже в наше время не ясно, на латини наименование происходит от слова plumber (водопроводчик).

Алхимики связывали компонент с Сатурном. К 1840 г. промышленная революция стала причиной производство свинца до отметки 100 тыс. тонн, а ко второй пол. XIX ст. производилось уже 250 тыс. тонн. До 1990 годов компонент широко использовали в типографии.

Свинец характеристика

Элемент нечасто находится в самородном виде. Есть намного 80 минеральных пород с включением элемента, к примеру: церуссит, галенит, англезит.

Технологичные свойства и характеристики металла

Свинец получил обычные характерности и технологичные свойства собственной группы и отличается очень высокой тяжестью, и плотностью с обычным серым оттенком. При контакте с воздухом металл теряет блеск.

Не обращая внимания на большую плотность металл проявляет значительную мягкость, при температуре 20 градусов на нем можно оставить отпечаток ногтем.

Плотность свинца и его масса

Масса элемента равняется 82, что считается основой внушительного веса. Кристаллическая решётка обрела кубическую форму. В углу модели молекулы и посередине всех граней находится атом.

Высокая масса относит вещество в состав перечня тяжёлых элементов. При нагреве плотность материала падает.

Какая температура плавки свинца?

Свинец не считается тугоплавким веществом, что выделяет его из прочих плотных компонентов. Вещество легко можно деформировать и прокатить в фольгу.

Температура полного плавления свинца – 327,46 °С. Что бы выяснить какая точная температура плавления свинца достаточно применить формулу F = 1,8 °C + 32. Аналогичным образом плавление свинца происходит при температуре 620,6 F.

Температура кипения элемента приходит при – 1749 °С. Чтобы провести процедуру литья нужно довести элемент до 400–450 °С.

Нужно отметить что при температуре -7,26 К, элемент получает сверхпроводимость. При плавлении элемент получает текучие свойства, возрастает вязкость и меняется поверхностное напряжение.

Механичные свойства

Большая гибкость стала основой скверных качеств прочности.

• Сопротивление разрыву – до 13 Мпа (у железа критерий – 250 МПа).
• Твердость по Бринеллю составляет – 3,2 – 8 НВ.
• Предел при сжатии – до 50 Мпа.
• Удлинение материала не больше 50-70%.

Проводимость тепла меньше практически вдвое, чем у Феррума, в 11 раз ниже критерия меди и составляет 33,5 вт/(м·К). При температуре 20 градусов значение теплоемкости – 0,12 кДж/(кг·К).

Проводимость электричества в нормальных условиях проявляет плохую проводимость электричества: удельное сопротивление равно 0,22 Ом-кв. мм/м. У меди подобный показатель может достигать 0,017.

Сопротивление коррозии

По собственным инертным особенностям свинец приближается к категории драгоценных металлов. Большой порог вступления в реакцию и наличие оксидной пленки, предоставляют большую сопротивляемость ржавчине. Серная кислота, а еще угольный ангидрид, растр сероводорода не действует на компонент. В городской местности уровень коррозии достигает -0,00068 мм/год.

Свинец стойкий к хромовой, концентрированной уксусной, ортофосфорной кислоте. Элемент быстро рушиться в азотной и разбавленной уксусной кислоте и концентрированной серной (90%).

Сфере использования свинцовых сплавов

Свинец успешно используется для источника тока полученного химическим путем. Около ? всей массы произведенного металла применяется для создания свинцовых аккумуляторов. Не обращая внимания на конкуренцию щелочных источников энергии, свинец формирует электричество более большого напряжения. Компонент используется для обмоток сверхпроводящих трансформаторных систем. Элемент был одним из первых замеченных веществ с характеристиками сверхпроводимости. Свинцовый сплав (баббит) отыскал использование в создании подшипников, благодаря антифрикционным особенностям. Свинец широко используется для изготовления электрических предохранительных систем из-за возможности создания легкоплавких соединений с другими металлами (кадмием или оловом).

Подшипники из свинцового сплава

20% всего объема компонента идет для создания оболочки кабеля силового для подземных и подводных линий. Свинец начали использовать в военном деле в период Римского государства, в качестве снарядов для катапульты. Сегодняшняя промышленность производит из свинца пули и остальные комплектующие для инвентаря для занятий спортом, боевого и охотничьего оружия. Свинец популярен в качестве многофункционального припоя, включая ситуации, когда объединить метал иным вариантом трудно.

Металл успешно используется для защиты от радиоактивного излучения, благодаря собственной массе. За счёт дешевизны элемент монтируется в рентген кабинетах, и на ядерных полигонах.

Также компонент применяется, как часть звукоизоляционного покрытия и в кровельном деле. Также материал применяют в сейсмостойких фундаментах зданий, и уплотнений между кладкой. Краска со свинцом применяется на технических сооружениях (мосты, строения по каркасной технологии).

Бытовые и промышленные способы

Для выделения и плавления чистого свинца, очень часто применяют галенит, как основу плавки. Способом флотации обогащают экстракт до 40-70%. Дальше используют несколько методов плавления:

• Электротермическое плавление.
• Способ термического плавления Ванюкова (расплавление в жидкой ванне).
• Плавление в шахтной (ватержакетной) печи.

После обработки химическим путем убирают примеси иных элементов, в результате чистота свинца может достигать более 99%.

Главными изготовителями считаются: страны ЕС (плавление 2200 килотонн), Соединённых Штатов (1400), КНР (1200), РФ (1100). Также широкое производство плавления компонента находится в Южной Корейской республике, Украине и Казахстане.

Приготовление расплава

Для начала плавления дома выбирается емкость с огнеупорной ручкой, которая удержит большую температуру. Для этой функции подходит устаревший кухонный чайник или аналогичная домашняя утварь. Дома можно использовать чугунную посуду, при отсутствии иных вариантов применяют консервные емкости, с применение плоскогубцев в виду большой температуры операции. Заблаговременно необходимо учесть грядущее место захвата банки инструментом. Для комфорта, в жестяной банке можно сделать отверстие в районе ободка. Это позволит точно выливать металл с большой температурой, в необходимом месте, без потеков расплавленной массы с наружной стороны емкости.

Обрабатываемый материал размельчают и избавляют массу от лишних включений любыми доступными способами. Чем будет хорошо размельчен металл, тем быстрее он расплавится. Емкость нужно надежно установить над источником огня и прогреть для устранения влаги и посторонних примесей.

Кипение свинца достигается при температуре более 1700 °C. Дома подобную температуру создать невозможно, но при температуре 700 °C компонент проявляет высокую летучесть. Таким образов при отсутствии особенного оборудования и практической надобности, не стоит доводить свинец до температуры с оттенком красного, в виду вредности испарений для находящихся вокруг лиц.

Процесс плавления и заливка

В подогреваемую емкость не нужно сразу погружать весь лом. Контактировать с нагретым дном будет только тоненький слой, а остальная приобретенная температура будет рассеиваться в массе свинца. Для эффектной плавки лучше кинуть немного в уже разогретую ванную понемногу помещая другие части. Это повысит площадь разогретой массы с большой температурой.

После разогрева всей массы лома. На поверхности образуется шлаковый слой, который необходимо удалить ложкой с длинной ручкой или таким средством. Если масса обрела единую разогретую консистенцию ее стоит переставить в заранее разогретую форму. Невысокая температура плавления провоцирует быстрое застывание в кристаллический вид. Если форма не разогрета, свинец начнет неравномерно ложится прямо во время заливки, и изделие выйдет неоднородным с присутствием недостатков.

Рыбацкие лаки

Свинцовые изделия, фигурки или рыбацкие снасти можно лакировать, применяемым рыбаками. У поклонников ловли рыбы существует несколько функций для этого ингредиента. Впрочем с предотвращением оксидного слоя на поверхности, раствор также хорошо справляется. Делают жидкость чтобы придать старым наживкам и грузилом прежнего блеска.

Методы спасения от оксида

Во время взаимные действия с воздухом между атомами металла и внешней средой образуется ионная связь. Кислород отдает два электрона. На поверхности быстро появляется окислительный слой. Такая оксидная пленка способна устранить последующее влияние враждебной среды. Пленка, также становится барьером во время передачи электричества.

Оксидная пленка на продукте, сделанном из свинца рождается через небольшой временной промежуток. Механическая очистка – довольно тяжелое и бесполезное занятие. Сразу же после успешного снятия слоя, организуя поле, и оголенные атомы вступают в связь с новыми атомами воздуха. Создать защиту для предмета можно во время использования масла подсолнуха. Также важен вариант с графитовой смазкой и лаком.

Для домашнего быта прекрасно подходит масло подсолнуха. Масло льют в мисочку, после этого в жидкость помещают нужное изделие из свинца. При правильной выдержки (около 5 минут), нужно вынуть изделие из масла и дать ему высохнуть на подготовленных салфетках.

В условиях производства Для снижения распространения оксидных включений на поверхности деталей используют графитовую смазку. Смазка не считается редкой или дорогой, однако в домашних условиях она нечасто оказывается в наличии. Это средство реализуется в автомагазинах и хозяйственных точках продажи. При правильном отношении свинцовая поверхность будет долгое время показывать блеск.

Графитовая смазка для свинца

Если оксидная пленка уже удачно покрыла поверхность, есть способы ее убирания. Для этого, применяется концентрированный раствор кислоты. Для этих действий нужна специализированная подготовка, включая наличие химического стеклянного инвентаря. Обыкновенные столовые банки или миски не подходят. Реактивные компоненты могут навредить человеку, оставить ожоги на теле.

Приветствуется применение защитных очков и маски.

Обрабатываемое изделие погружается в кислотный раствор. Нужно обождать пока пленка оксида будет разрушена. После успешного подъема из раствора отделывается поверхность для защиты маслом или лаком.

Техника безопасности

Расплавленный свинец способен произвести важные повреждения и ожоги. Капля очень быстро пропалит одежду и попадет на открытую кожную поверхность. Жидкая форма свинца может при вытекании попасть на предметы которые легко загораются и спровоцировать пожар в помещении. Если в жидкий расплав проникает вода происходит резкая вспышка с распространением очень маленьких брызг металла по всей территории. Такие включения могут попасть на поверхность кожи и глаза, что больно и страшно для органов человека. Аналогичным образом, в первую очередь в рабочий период нужно применение одежды, которая покроет все тело включая рукава, одевайте головной убор. Ткань должна быть с высокой огнеустойчивостью и термической устойчивостью. На лицо нужно одеть маску и очки для защиты.

Помещение, в котором проводят плавку, нужно отлично проветривать, ввиду токсичности испарения свинца. Если маски нет в наличии применяйте ватно-марлевую повязку. При попадании в организм свинец провоцирует и ухудшить ряд болезненных процессов, накапливаясь в органах, компонент вызывает острое отравление.

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Отравление свинцом

· Свинец это мягкий и тяжелый металл, который является элементом и принадлежит к группе IV b периодической таблицы.

· Свинец (Pb) не метаболизируется, но может накапливаться и вызывать повреждение органов.

· Острое отравление свинцом (сатурнизм) – это наиболее распространенный вид интоксикации тяжелыми металлами, который приводит к повреждению костного мозга, нервной системы, печени, почек, фертильности и эндокринных органов.

· Источники воздействия тяжелых металлов обнаруживаются дома, на рабочем месте и в окружающей среде, но сатурнизм, тем не менее, является редким заболеванием.

· Явное отравление Pb можно лечить с хорошим эффектом.

Источники свинца

· Ежегодно в атмосферу попадает почти один миллиард тонн свинца из промышленности.

· Сжигание бензина (особенно тетраалкильных соединений) было наиболее важным источником с 1920-х годов.

· По статистике переход на неэтилированный бензин способствовал снижению содержания тяжелых металлов в плазме крови у американцев на 60-80%.

· Дорожная пыль ранее содержала большое количество Pb, на данный момент этот показатель снизился во многих странах.

· Воздействие веществ с возможностью отравления встречается как в промышленности (профессиональное), так и дома (бытовое).

Профессиональное отравление

Его можно получить на работе, связанной со следующей деятельностью:

· Лакокрасочная и химическая промышленность.

· Производство трубопроводов ПВХ.

· Сортировка лома и отходов.

· Изготовление гончарных изделий.

· Мероприятия по очистке.

· Добыча Pb (свинцовые рудники).

· Производство ювелирных изделий.

· Сварка, плавка, пайка.

Также существует вероятность получить отравление из загрязненных воздуха и воды, свинцовых игрушек, косметики, дорожной пыли, старой краски, боеприпасов.

Риск отравления свинцом

Поглощение организмом и возможность отравления зависит от нескольких факторов, таких как:

1. Фактический источник воздействия (содержание и тип свинца).
2. Абсорбционный путь (желудочно-кишечный тракт, легкие или кожа).
3. Поведение человека (индивидуальное использование средств защиты).

Риск отравления повышен у:

• маленьких детей, которые исследуют окрестности и тянут все в рот.
• работников опасных производств, пренебрегающих техникой безопасности.

Поглощение и распределение Pb

Тяжелый металл поступает в организм человека 3 путями – посредством вдыхания, через кожу или систему пищеварения.

Ингаляция

· При воздействии свинца наиболее опасным является вдыхание через легкие.

· Поглощение Pb при вдыхании составляет 30-90%.

· Абсорбция зависит от типа соединения свинца (органического или неорганического), концентрации, размера частиц и дыхательного объема человека.

Из пищеварительного тракта

· У взрослых около 10%, а у детей — 30-50% Pb поступает с пищей или питьем.

· Абсорбция зависит от таких факторов, как количество, тип соединения и концентрация, и увеличивается при голодании и приеме соединений Pb с высокой растворимостью в желудочной кислоте.

· Недостаток железа, кальция и цинка увеличивает усвоение свинца.

Через кожу

Впитывание через кожу происходит, но редко является причиной отравления.

Распределение в органах

При динамическом равновесии показано такое распределение Pb в органах:

1. 1% в крови, где 90% в эритроцитах и 10% в плазме.
2. Менее 10% в мягких тканях — почки, нервная система, печень, селезенка, костный мозг.
3. Более 90% отложено в скелете.

Воздействие, метаболизм и экскреция

· Метаболизм: Pb не метаболизируется в организме человека.

· Экскреция: почечная экскреция зависит от концентрации в плазме. Свинец в плазме и мягких тканях легче секретировать (T1 / 2 составляет 35 и 40 дней соответственно), чем Pb в скелете (T1 / 2 составляет 20-30 лет).

· Кроветворение: свинец блокирует ферменты в синтезе гема в предшественниках эритроцитов, таких как синтетаза d-амино-левулиновой кислоты (ALA-S), дегидрогеназа d-амино-левулиновой кислоты (ALA-DH) и феррокелатаза, которая является последней стадией синтеза гема. Это приводит к накоплению нескольких метаболитов, включая амино-лейколевую кислоту (АЛК), протопорфирины и копропорфирины. Пациент получает нормо- или микроцитарную анемию с базофильной пункцией эритроцитов за счет агрегатов рибосом. Было показано, что ингибирование синтеза грыжи начинается уже на уровне 0,5-1 ммоль / л в плазме и проявляется при значениях выше 3,5 ммоль / л.

· Периферическая нервная система. Pb вызывает сегментарную демиелинизацию и аксональную дегенерацию моторных нейронов периферических нервов с расслабленным парезом. Как правило, из-за этого опускают руки ( Radialis) и опускают ноги ( Peroneus), оба из которых уже были описаны во времена Гиппократа. Снижение скорости нервной проводимости регистрируется при уровнях в плазме 1,5-2 ммоль / л.

· Центральная нервная система. На нее также влияет Pb, который приводит к нейропсихологической токсичности с пониженной концентрацией, реактивностью, интеллектом и успеваемостью в школе. Поражение центральной нервной системы встречается чаще всего и более выражено у детей, чем у взрослых.

· Почки. Клетки в проксимальных канальцах почек уязвимы для действия свинца. Свинцово-белковые комплексы могут быть обнаружены в качестве основных ядер включения с помощью микроскопии. Почечная функция постепенно уменьшается. Кислотный ревматизм может возникать до разрушения канальцев с сопутствующим фиброзом и приводит к необратимой почечной недостаточности.

· Другие условия. Сатурнизм приводит к систолической гипертонии и снижению фертильности, как у женщин, так и у мужчин. Также известно, что Pb проходит через плаценту и накапливается у плода.

Диагностические критерии

Диагноз трудно установить, если не подозревать отравление свинцом. Диагностическими критериями при различных стадиях сатурнизма выступают:

· Симптомы и клинические признаки возникают в течение нескольких дней или недель.

· Основным симптомом является брюшная колика.

· У детей тяжелая энцефалопатия, судороги, кома и смерть.

· Реже встречаются выраженная слабость, снижение способности к концентрации внимания, потеря слуха, головная боль, запоры, периферическая невропатия и анемия.

· При медленном и низком уровне поглощения, накопление свинца происходит постепенно.

· Симптомы и результаты развиваются коварно, и часто начальная фаза является субклинической.

· Симптомы и результаты отравления значительно варьируются от неопределенных до летального состояния.

· Основным признаком является летаргия из-за анемии, обесцвечивание десен и кожи.

Симптомы отравления

Три наиболее часто поражаемые системы органов при отравлении свинцом — это кроветворная система, нервная система и почки. Ухудшение состояния проявляется в виде следующих симптомов:

· Расстройства центральной нервной системы.

· Проблемы с речью.

· Снижение мелкой моторики.

· Нарушение проводимости периферических нервов.

· Уменьшенное время реакции.

· У мужчин репродуктивная недостаточность: уменьшение либидо, снижение количества сперматозоидов (морфология и подвижность), понижение уровня тестостерона.

· У женщин: бесплодие, самопроизвольный аборт, преэклампсия, порок развития плода.

· Нормо- или микроцитарная анемия с базофильной пункцией эритроцитов.

Диагностика

· Микроскопия костного мозга часто обнаруживает ризидробласты и дисплазию эритроцитов, а также пункцию базофилов.

· Симптомы со стороны почек и мочевыводящих путей — почечная недостаточность (повышенный креатинин и мочевина).

· Измерение уровня Pb в крови. На ранней стадии воздействия уровень свинца в плазме отражает количественные изменения в воздействии и поглощении и менее выражен по общему содержанию свинца в организме. Определение содержания Pb в цельной крови обычно приводит к значениям > 2 мкмоль / л из-за повышенной экспозиции и абсорбции.

· Измерение уровня свинца в моче. Тесты для определения ALA, PBG и порфиринов в моче, порфиринов в фекалиях и порфиринов в эритроцитах (порфирин-деаминазы) и свинца в крови при подозрении на порфирию.

Последствия отравления

Уровень свинца в крови и наблюдаемые биологические эффекты.

· 7,5 мкмоль / л – смерть.

· 5 мкмоль / л – энцефалопатия, нефропатия, анемия, колика.

· 1,5 мкмоль / л — уменьшается метаболизм Витамин D.

· 1,0 мкмоль / л — скорость нервной проводимости уменьшается, увеличивается, содержание эри-протопорфирина, умственное развитие снижается, IQ уменьшается.

· 0,5 мкмоль / л — потеря слуха, снижение роста.

· 5 мкмоль / л – энцефалопатия, тяжелая анемия, ожидаемая продолжительность жизни уменьшается.

· 2,5 мкмоль / л — уменьшается синтез гемоглобина, периферическая невропатия.

· 2,0 мкмоль / л — бесплодие (мужчины), нефропатия.

· 1,5 мкмоль / л — повышается кровяное давление, слух ослаблен, увеличивается содержание эри-протопорфирина.

· 1,0 мкмоль / л — содержание Ery-protoporphyrin увеличено (женщины).

· 0,5 мкмоль / л – гипертония.

Терапия

Цели лечения — предотвращение травм и смерти органов. Для этого проводятся следующие процедуры и мероприятия:

· Желудочное опорожнение от острого отравления.

· Атропин при коликах.

· Диазепам от судорог.

· Устранение источника свинца при хронических отравлениях.

Показания к лечению хелаторами

Хелаторное лечение зависит от уровня свинца в крови.

1. На уровне Pb ниже 2 микромолей / л достаточно общего наблюдения, контроля содержания элемента в крови и устранения текущих источников отравления. В случае появления симптомов следует рассмотреть хелаторное лечение, особенно у детей и беременных женщин. Тем не менее, исследование показало, что лечение детей с умеренно повышенными показателями содержания свинца не имело клинического эффекта.

2. На уровне Pb 2-3 мг / л. следует рассматривать хелаторную терапию в зависимости от тяжести состояния и проявления симптоматики.

3. При уровне Pb выше 3 мг / л лечение хелаторами обязательно.

Схема хелаторного лечения

Хелаторное лечение проводится такими препаратами, как димеркапторная кислота, Ca-EDTA, пеницилламин.

Димеркапторная кислота

· При лечении хелаторами мезо — 2,3-димеркапторная кислота (DMSA / Succimerum) вводится 30 мг / кг / сут перорально в трех дозах (как для взрослых, так и для детей).

· Доступны капсулы по 100 мг и 200 мг, но также можно использовать раствор для инъекций (35 мг / мл) для парентерального применения.

· Лечение проводится в сроки от 5 до 21 дня. Продолжительность зависит от тяжести, контроля образца крови и клинических условий.

· Сообщалось о незначительных и легких побочных эффектах, в основном, о желудочно-кишечных симптомах и крапивнице.

Ca-EDTA

· Ca-EDTA (Edetat) может быть альтернативой, когда DMSA не доступен, или в дополнение к энцефалопатии.

· Обычно 15-50 мг / кг / сут делят на 3-4 дозы, каждая в течение 1-2 часов в 500 мл глюкозы 5% или NaCl 0,9% внутривенно (альтернативно, добавляется доза лидокаина внутримышечно) в течение пяти дней, после чего следует перерыв лечения 1-2 недели.

· Максимальная суточная доза составляет 4 г для взрослых.

· Рекомендуется максимум четыре процедуры.

· При появлении признаков нового повреждения почек (белок / гематурия) или поражения печени (увеличение трансаминаз) лечение прекращают.

Пеницилламин

· Пеницилламин не одобрен для отравления свинцом, однако он упоминается в международной литературе как альтернатива вышеуказанному лечению.

· Рекомендуемое количество для взрослых установлено в дозе 250 мг x 4 перорально ежедневно в течение 4 дней, а для детей 30 мг / кг / день, разделенная на 4 дозы ежедневно в течение 4 дней и перерывом на 1 неделю между каждым периодом лечения.

· Капсулы выпускаются по 125 и 250 мг.

· Лечение прекращается при наличии признаков почечной травмы (белок / гематурия).

· Сообщалось о гематологических побочных эффектах и кожной сыпи.

Прогноз на выздоровление

Лечение прекращают, когда уровень свинца в крови ниже 2 микромолей / л. Для мониторинга эффективности и возможных побочных эффектов рекомендуется проводить измерение содержания свинца в крови и моче, тесты функции почек и печени и образцы мочи 24 часа в сутки и непосредственно перед каждым лечением.

Осложнения — сатурнизм повреждает костный мозг, нервную систему, печень, почки и эндокринные органы.

Прогноз — без лечения и в больших дозах отравление Pb может привести к летальному исходу.

СВИНЕЦ — необходимая болезнь цивилизаций

Репутация за всю историю «сотрудничества» с человеком у нашего героя сложилась не слишком хорошая. Хотя применялся свинец еще в Древнем Египте (в основном для нужд косметики), в Античности — римляне с присущим им размахом строили города с водопроводами. И трубы делали из свинца.

Косметика, водопровод, типографские литеры…

В Британском музее есть свинцовая статуэтка женщины из Египта, датируется она третьим тысячелетием до нашей эры. Это самый древний (официально) свинцовый предмет. Египтяне (более-менее состоятельные) считали неприличным выйти на улицу, не подкрасив глаза. Потому и рынок косметики был хорошо развит. Для подводки глаз использовали черный сульфид или белый карбонат свинца. Жировой основой служил гусиный жир. Вороной блеск древнеегипетских шевелюр зачастую достигался вульгарной окраской пастой из оксида свинца.

Великая Римская Империя

Вечный город оставил после себя вечные дороги (до сих пор некоторые вполне годны), вечное римское право (которое, несмотря на древний возраст, до сих пор изучают юристы), и акведуки. По ним с гор доставлялась для жителей вода. В разветвленной системе водопровода использовались свинцовые трубы.

Римляне уделяли водоснабжению огромное значение. Секст Юлий Фронтин, живший в первом веке н.э., написал целую книгу «О водопроводах».

Вот пара цитат из нее:

«труба делается сворачиванием в круг свинцовой пластины в пять пальцев шириной.

…Все кураторы … до своего назначения побывали консулами, что указывает на высокий статус куратора вод».

Время, вперед!

С развитием типографского дела свинца требовалось все больше. Его применяли для изготовления типографских литер. Изобретение аккумуляторов и развитие автомобилестроения подхлестнули добычу металла. И бытовые, но нужные мелочи, вроде пигментов свинцовых соединений для красок до сих пор востребованы.

Так назвали…

Происхождение названия металла неявно до сих пор. В старину олово и свинец частенько путали, хотя просвещенные люди (тот же Плиний) различали их: Plumbum nigrum (свинец), Plumbum album (олово). Для англичан водопроводчик — plumber.

Во многих славянских языках нашего героя называют оловом. Хотя в старорусском это (свинець), словенском (svinec), на белорусском (свінец). А вот в языках Прибалтики названия похожи — svinas (литовский), svin (латышский).

Свойства

Свинец (Plumbum, Pb) — элемент с номером 82 в таблице Менделеева. Находится в 14 группе (старая классификация «держала» металл в главной подгруппе VI группы).

Это тяжелый, мягкий металл. Цвет имеет светло-серый, с металлическим блеском.

Поговорим о химических свойствах цветного металла.

Основные степени окисления +2 и +4; в каждой из них металл амфотерный, принимает роль катиона или входит в состав аниона.

Физические свойства востребованы во многих сферах жизни. Металл отлично плавится, быстро принимает нужную форму и застывает без трещин. К тому же он такой мягкий, что на поверхности слитка легко продавить черту ногтем, или отрезать ножом кусочек. Плотность 11,34 г/см3. Свинец плавится при 300оС, кипит при 1749 градусов. При температуре 7,26 по Кельвину становится сверхпроводником.

Измерения оптических свойств металлов основано на свойствах поляризованного луча света, отраженного от металлической поверхности.

Оптические свойства свинца:

• отсутствует плеохроизм;
• отсутствует люминисценция;
• в отраженном свете имеет серо-белый с коричневатым оттенком цвет с коричнево-красным внутренним отражением.

Структура кристаллической решетки гранецентрированная, кубическая.

Природный свинец содержит пять стабильных изотопов:

• 208Pb (изотопная распространённость 52,%);
• 207Pb (изотопная распространённость 22%);
• 206Pb (изотопная распространённость 24%);
• 204Pb (изотопная распространенность 1,4%);
• 202Pb (изотопная распространённость — следы).

Соединения металла

Галогениды свинца образуются, когда степень окисления +2 (для каждого галогена). Это фториды, бромиды, йодиды и хлориды свинца. Металл может вступать в реакции с фтором и хлором (степень окисления +4).

Халькогениды свинца являются теллурит, сульфид, селенит свинца. Их химические формулы PbTe, PbS, PbSe. Как видим, и галенит, важнейшая свинцовая руда, тоже халькогенит.

Оксиды свинца могут быть основными или амфотерными. Чистая, свежая свинцовая отливка быстро покроется пленкой оксида («союз» металла с кислородом воздуха). У металла два простых оксида — PbO и PbO2, и один смешанный — свинцовый сурик, Pb3O4. Им кораблестроители покрывали днища кораблей, а мастеровитые советские автовладельцы брюшко своих железных коняшек — у свинцового сурика отличные антикоррозионные качества.

К соединениям свинца относятся его соли. Вот некоторые из них:

Свинец хорош коррозионной стойкостью, хорошими литейными качествами, а вот его высокая ползучесть и просто никакая прочность отталкивает производителей. Другое дело — сплавы. Но добавки нужно выбирать с умом.

Висмут, мышьяк не годятся: первый уменьшает кислотоупорность свинца, второй сильно уменьшает пластичность. Теллур и медь повысят кислотоупорность. Но сплав свинца и меди нежелателен в производстве свинцовых белил и глета для хрусталя.

Сурьма улучшит кислотоупорность сплава и твердость, но уменьшит электропроводность с пластичностью.

Серебро и никель повысят устойчивость сплава к серной кислоте.

Месторождения свинцовых руд

Образуется свинец в гидротермальных месторождениях, в зонах окисления полиметаллических руд, в черных глинах и сланцах.

Нахождение в природе в основном в виде соединений, минералов. Основной минерал для добычи металла галенит, PbS, свинцовый блеск.

Плиний в «Естественной истории» сообщает о добыче металла:

«Черный свинец мы употребляем для труб и плит; его с трудом выкапывают в Испании и во всех Галлиях, но в Британии он добывается из верхнего слоя земли в таком изобилии, что издан закон, ограничивающий добычу известной мерой».

Черным свинцом тогда называли собственно свинец, белым или серебристым — олово. Ну, не было тогда образованных минералогов…

Добыча и производство

По оценке Геологического бюро США запасы металла в мире достигают полутора миллиардов тонн. Основной их частью владеют страны:

• Китай;
• США;
• Россия;
• ЮАР;
• Перу;
• Канада;
• Мексика.

Годовое производство металла в мире составляет около 3 миллионов тонн. Дефицит свинца на этом рынке создает Китай. Его спрос на металл составляет около 45% мировой добычи.

Получение нашего серого героя происходит из минералов и из вторичного сырья (тонны аккумуляторов с отработавших срок машин).

От атомной энергетики до рыбацких утех

В промышленности и быту обширно применение свинца.

В медицине без укрытий из металла не обойтись в рентгенологических исследованиях.

В геологии «тяжёлый» металл используется для определения возраста Земли и в частности ее минералов и горных пород. Это геохронологические методы с помощью изотопов различных элементов, в том числе свинца.

Исчезни завтра все свинцово-кислотные аккумуляторы, нам пришлось бы пересаживаться на лошадей, велосипеды или пойти пешком. Свинец движет все автомобили на планете.

Он же, наш серый герой, входит в составы для пайки. И попробуйте доказать рыбаку, что без грузила из свинца он как-нибудь обойдется.

Как металл стал орудием убийства

Создается впечатление, что человечество не может без войн, драк, разборок или хотя бы охоты. Увлечение сильной половины человечества всегда означало близкий контакт со свинцом. Свинец прост в обработке. Еще в Древнем Риме снаряды для пращей отливали из свинца. Позже из него столетиями изготавливали пули. По сей день пули делают из свинца по одной простой причине — большой пробивной способности относительно размера и скорости полета пули.

В первых огнестрельных орудиях убийства пули были просто свинцовыми шариками, сейчас это прекрасно сбалансированные, имеющие разные конструкции, маленькие убийцы. Но будь это обычная или специальная (бронебойная, экспансивная, разрывная), пуля содержит свинец. Сердечники пули делают из свинцовой проволоки (для 45 калибра проволока потолще, для 20 калибра пойдет тонкая). Сердечники «одевают» в гильзы из меди.

Нитраты, перхлораты и азиды свинца применяют в приготовлении взрывчатых веществ.

Мрачное прошлое металла

Об ядовитых свойствах металла писали Плиний и врач Диоскорид (их беспокоили свинцовые трубы водопровода и плитки из металла, которыми выкладывали стены и иногда пол).

Русский царь Алексей Михайлович, проводя реконструкцию Кремля, приказал установить на Водовзводной башне машину, которая поднимала воду в Кремль. Все хорошо, только вот трубы были свинцовые. Часть историков и медиков винят воздействие металла на потомство царя. Его дети, Федор и Иван были очень больными. На Петре Великом питье свинцовой воды тоже отразилось. В кино царь-батюшка красавец, а в жизни был нескладным, узкие плечи, широкий таз, длинные руки и ноги.

Отравление соединениями токсичного металла продолжались и дальше.

ТЭС (тетраэтилсвинец)

Наша любовь к четырехколесным и скорости привела к разработке этого вещества. Точнее, к его добавлению в бензин, который стали звать «этилированным». На таком бензине машинки бегали быстрее, и становилось их все больше. Дело шло к геохимической катастрофе — ТЭС был в земле, в воздухе, в человеческих организмах. Правительства стран спохватились — такими темпами, со свинцовыми отравлениями править скоро станет некем. И ввели запрет на этилированные бензины.

Мне 42 года и я специалист в области минералогии. Здесь на сайте я делюсь информацией про камни и их свойства — задавайте вопросы и пишите комментарии!