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方铅矿
方铅矿(英語: Galena )，（即硫化铅）是一种比较常见的矿物，它是一种硫化物，其中金属（铅）与硫的比例为1：1。它的晶体属于等轴晶系，化学式为PbS，其中也可以包含至1%的银。方铅矿往往呈完美的立方体的晶体，不过有时也有平顶金字塔状或者骨头状的晶体。它有铅灰色的颜色，硬度为2.5，密度较高，为7.4至7.6克/立方厘米，金属光泽。[1]
基本信息
中文名：方铅矿
外文名：galena
别名：硫化铅
分子式：PbS
领域：能源
学科：矿业工程
矿物简介
方铅矿（即硫化铅）是一种比较常见的矿物，它是提炼铅的重要矿石矿物，是分布最广的铅矿物。方铅矿是一种灰色的硫化铅，中国早在商代前就从方铅矿中提炼铅。方铅矿呈立方体形状，很多这样的立方体晶体聚在一起形成粒状或块状。它们具有金属光泽。方铅矿中常常还含有银，因此也被用来作为提炼银的资源。方铅矿被风化后就变成白铅矿和铅矾。中国云南、广东、青海的几个地方的铅锌矿出产方铅矿（方铅矿总是跟闪锌矿生在一起），在一些煤矿中有时也会发现它们。
方铅矿可能是人类最早开采的矿石之一。古埃及古王国时期人们就使用方铅矿作为化妆品。巴比伦人就已经开始冶炼它了。在古罗马方铅矿也非常重要。今天方铅矿的学术名称Galena就是罗马人留下来的。无线电技术早期人们使用方铅矿作为整流器，今天人们使用二极管来整流。
方铅矿中常含银﹐中国自古就从含银方铅矿中提炼银。方铅矿具有氯化钠型晶体结构。呈铅灰色﹐强金属光泽﹐摩斯硬度2.5﹐比重达7.5﹐具完全的立方体解理。晶体呈立方体﹐有时为八面体与立方体的聚形﹔集合体常成粒状和致密块状。主要是热液成因的矿物﹐几乎总是与闪锌矿共生。方铅矿在地表易风化成铅矾和白铅矿。[2]
中国铅锌矿的产地以云南金顶﹑广东凡口﹑青海锡铁山等地最著名。最大产地是美国的新密苏里﹐仅铅的储量就达3000万吨。此外﹐英国的康沃尔﹑德国的弗赖贝格﹑澳大利亚的布罗肯希尔等也很著名。[3]
方铅矿的化学成分为PbS，含铅可达86.6%。晶体形态常呈立方体，集合体呈柱状或致密块状。铅灰色，条痕灰黑色，金属光泽，不透明。硬度2―3，密度7.4－7.6。三组解理完全。
方铅矿是提取铅的主要矿物。[4]
晶体化学
理论组成(wB%)：Pb 86.60，S 13.40。混入物以Ag为最常见，其次为Cu、Zn，有时有Fe、As、Sb、Bi、Cd、Tl、In、Se等。Se代替S,可形成方铅矿－硒铅矿的完全类质同像系列。
结构形态
等轴晶系，a0=0.594nm；Z=4。NaCl型结构。面心立方格子。化学键为离子键与金属键的过渡类型。
六八面体晶类，Oh-m3m(3L44L36L29PC)；晶体常呈立方体、八面体状。主要单形：立方体a，菱形十二面体d，八面体o，三角三八面体p及其聚形。含Ag高时晶面往往弯曲。常依(111)呈接触双晶，依(441)呈聚片双晶。集合体呈粒状或致密块状。
常呈铅灰色。条痕黑色。金属光泽。有平行三组完全解理。成分中含Bi时常有平行的裂开。硬度2~3。相对密度7.4~7.6。具弱导电性和良检波性。[5]
产生与组合
主要为岩浆期后作用的产物。形成于中温热液矿床中，常与闪锌矿一起形成铅锌硫化物矿床。也可形成于接触交代矿床中，在接触交代矿床中，常与磁铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿等共生。在中、低温热液矿床中，与闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿、石英、方解石、重晶石等共生。在氧化带不稳定，易转变为铅矾、白铅矿等矿物。
工业应用
历史应用
方铅矿可能是人类最早开采的矿石之一。古埃及古王国时期人们就使用方铅矿作为化妆品。巴比伦人就已经开始冶炼它了。在古罗马方铅矿也非常重要。今天方铅矿的学术名称Galena就是罗马人留下来的。无线电技术早期人们使用方铅矿作为整流器，今天人们使用二极管来整流。
方铅矿中常含银，中国自古就从含银方铅矿中提炼银。方铅矿是提炼铅金属的重要矿物，是最早被人类利用的矿物之一，中国早在商代前就从方铅矿中提炼铅，从含银方铅矿中提炼银。中华民族的祖先对铅锌矿的开采、冶炼和利用曾做出过重要贡献。中国古代“铅”写作“钅公”。商代(公元前16～前11世纪)中期在青铜器铸造中已用铅，西周(公元前11世纪～前771年)的铅戈含铅达99.75%。在古代，铅往往被加入铜中成为合金化金属，还用来制作铅白、铅丹等。古代炼铅的原料有两类，一类是氧化铅，以白铅矿为主，另一类是硫化矿，以方铅矿为主。明代陆容在《菽园杂记》中有叙述含银硫化铅矿的冶炼方法。宋应星在《天工开物》中提到当时开采的三种铅锌矿物，一种是“银矿铅”，系指与辉银矿等共生的方铅矿；另一种是“铜山铅”，系指含方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等的多金属矿；还一种是“草节铅”，可能是指结晶粗大的方铅矿。由于铅矿中多含有银，古代为了提取白银，因此大量开采并冶炼铅。
现代应用
方铅矿是提取铅的主要矿物。铅的用途既古老又广泛，铅字印刷、铅皮包电缆、钢板镀铅锡合金、国防、科技、铅笔芯等。古希腊的航海家用铅漆清除附生在船底的藤壶等生物。原来，铅具有很好的耐腐蚀特性，涂了铅漆，船就像穿了一层铠甲，神奇地排除了藻类的蚕食，保护着船底破浪前进。铅是制作兵器材料必不可少的原料。铅可以做屏蔽放射性核辐射的材料，在动力机械方面铅可以做蓄电池、电极板等。
由于方铅矿中87%的重量是铅，因此它是最重要的铅矿石。由于它还可以含有至1%的银，因此过去它也被用来提取银。铅已广泛应用于冶金工业、国防、科技、电子工业等。同时，铅是一种毒性很强的重金属元素，对环境和人类的生活生产有其不利的的一面。方铅矿分布较广泛，多产出于在接触交代矿床和在中、低温热液矿床中，经常与闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿、等共生。在氧化带不稳定，易转变为铅矾、白铅矿等矿物。中药里的药用铅，别名黑锡、黑铅，即由方铅矿炼出。具有镇逆、坠痰、杀虫、解毒等功效。[6]
药理作用
铅在治疗上很少应用，但在工业上用途很广，慢性铅中毒系重要职业病之一。银的吸收甚缓，主要经消化道及呼吸道吸收。吸收后绝大部分沉积于骨中。沉积骨中的铅盐并不危害身体，中毒的深浅主要决定于血液及组织中的含铅量，血中铅含量如超过0.O5-0.1mg%，即产生中毒症状。钙与铅的代谢有平行关系，凡能影响体内钙代谢的因素也能影响铅的代谢。铅主要由肠与肾排泄，肠排泄量一般较肾多。尿中铅量超过0.05-0.08mg/l时，应考虑有铅中毒可能。慢性中毒症状极为多样化，特征也多，主要有：肠胃道的紊乱如食欲不振、便秘(有时为腹泻)、由于小肠痉挛而发生铅绞痛，齿龈及颊粘膜上由于硫化铅的沉着而形成的灰蓝色铅线等。神经系统受侵犯而发生头痛、头晕、疲乏、烦躁易怒、失眠，晚期可发展为铅脑病，引起幻觉、谵妄、惊厥等；外周可发生多发性神经炎，出现铅毒性瘫痪。中毒早期，血液中出现大量含嗜碱性物质的幼稚红细胞，如点彩红细胞、网织红细胞、多染色红细胞等，一般认为这是骨髓中血细胞生长障碍的表现，晚期可抑制骨髓及破坏红细胞而产生贫血。治疗的特效药为螯合剂依地酸钙钠，或青霉胺。二巯基丙醇疗效常不可靠。
铅中毒
铅对人类的生活、生产也有其不利的的一面。据研究，古罗马帝国不是亡于女色而是亡于铅中毒，他们生活中使用的一些器皿就是铅制品。微量元素分析测试数据表明，过量的铅尘和大量的铅化物的废尘对人体的健康有害。饮水中每升含量超过0.1毫克，则会造成腹胀、便泌、乏力。汽车和工厂排出的废气，含有四烷基铅，能使小麦的产量降低15％。在提供冶炼的铁矿石中，如铅超过了允许含量要求，炉衬将被损坏，炉的寿命缩短。
一般饮用水中铅含量的安全界限是100微克/升，而最高可接受水平是50微克/升。后来又进一步规定自来水中可接受的铅最大浓度为50微克/升（0.05毫克/升）。此外，为了研究铅对人体健康的影响，科学家着手检测人体血样的铅浓度，作为是否铅中毒的先期指标。数据表明：如果饮用水接近50微克/升，那么该病人血样的铅浓度约在30微克/升以上。吃奶的婴儿要求应该更为严格，平均血铅浓度要不超过10--15微克/升。
水厂处理水过程中可能加入钙和重碳酸盐以保持水呈碱性，继而减少水对输水管道的腐蚀，这个过程会带来新的风险。但是腐蚀问题很复杂，不是如此这般所能解决的，应该总体净化，但又价格昂贵。
许多化学品在环境中滞留一段时间后可能降解为无害的最终化合物，但是铅无法再降解，一旦排入环境很长时间仍然保持其可用性。由于铅在环境中的长期持久性，又对许多生命组织有较强的潜在性毒性，所以铅一直被列为强污染物范围。
急性铅中毒目前研究的较为透彻，其症状为：胃疼，头痛，颤抖，神经性烦躁，在最严重的情况下，可能人事不醒，直至死亡。在很低的浓度下，铅的慢性长期健康效应表现为：影响大脑和神经系统。科学家发现：城市儿童血样即使铅的浓度保持可接受水平，仍然明显影响到儿童智力发育和表现行为异常。我们只有降低饮用水中铅水平才能保证人们对铅的摄取总量降低。
无铅汽油的推广应用为降低环境中的铅污染立了大功，特别是降低了大气中的颗粒物中的铅与颗粒物一起被风从城市输送到郊区，从一个省输送到另一个省，甚至到国外，影响其它地区，成了世界公害。科学家在北美格陵兰地区的冰山上逐年积冰的地区打钻钻取冰柱，下层的年头久远，顶层的年头捱近，易不同层次测定冰的铅含量。结果表明：1750年以前铅含量仅为20微克/吨；1860年为50微克/吨；1950年上升为120微克/吨；1965年剧增到210微克/吨。近代工业的发展，全球范围的污染日趋严重。[7]
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