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方鉛礦
方鉛礦(英語: Galena )，（即硫化鉛）是一種比較常見的礦物，它是一種硫化物，其中金屬（鉛）與硫的比例為1：1。它的晶體屬於等軸晶系，化學式為PbS，其中也可以包含至1%的銀。方鉛礦往往呈完美的立方體的晶體，不過有時也有平頂金字塔狀或者骨頭狀的晶體。它有鉛灰色的顏色，硬度為2.5，密度較高，為7.4至7.6克/立方厘米，金屬光澤。[1]
基本信息
中文名：方鉛礦
外文名：galena
別名：硫化鉛
分子式：PbS
領域：能源
學科：礦業工程
礦物簡介
方鉛礦（即硫化鉛）是一種比較常見的礦物，它是提煉鉛的重要礦石礦物，是分布最廣的鉛礦物。方鉛礦是一種灰色的硫化鉛，中國早在商代前就從方鉛礦中提煉鉛。方鉛礦呈立方體形狀，很多這樣的立方體晶體聚在一起形成粒狀或塊狀。它們具有金屬光澤。方鉛礦中常常還含有銀，因此也被用來作為提煉銀的資源。方鉛礦被風化後就變成白鉛礦和鉛礬。中國雲南、廣東、青海的幾個地方的鉛鋅礦出產方鉛礦（方鉛礦總是跟閃鋅礦生在一起），在一些煤礦中有時也會發現它們。
方鉛礦可能是人類最早開採的礦石之一。古埃及古王國時期人們就使用方鉛礦作為化妝品。巴比倫人就已經開始冶煉它了。在古羅馬方鉛礦也非常重要。今天方鉛礦的學術名稱Galena就是羅馬人留下來的。無線電技術早期人們使用方鉛礦作為整流器，今天人們使用二極管來整流。
方鉛礦中常含銀﹐中國自古就從含銀方鉛礦中提煉銀。方鉛礦具有氯化鈉型晶體結構。呈鉛灰色﹐強金屬光澤﹐摩斯硬度2.5﹐比重達7.5﹐具完全的立方體解理。晶體呈立方體﹐有時為八面體與立方體的聚形﹔集合體常成粒狀和緻密塊狀。主要是熱液成因的礦物﹐幾乎總是與閃鋅礦共生。方鉛礦在地表易風化成鉛礬和白鉛礦。[2]
中國鉛鋅礦的產地以雲南金頂﹑廣東凡口﹑青海錫鐵山等地最著名。最大產地是美國的新密蘇里﹐僅鉛的儲量就達3000萬噸。此外﹐英國的康沃爾﹑德國的弗賴貝格﹑澳大利亞的布羅肯希爾等也很著名。[3]
方鉛礦的化學成分為PbS，含鉛可達86.6%。晶體形態常呈立方體，集合體呈柱狀或緻密塊狀。鉛灰色，條痕灰黑色，金屬光澤，不透明。硬度2―3，密度7.4－7.6。三組解理完全。
方鉛礦是提取鉛的主要礦物。[4]
晶體化學
理論組成(wB%)：Pb 86.60，S 13.40。混入物以Ag為最常見，其次為Cu、Zn，有時有Fe、As、Sb、Bi、Cd、Tl、In、Se等。Se代替S,可形成方鉛礦－硒鉛礦的完全類質同像系列。
結構形態
等軸晶系，a0=0.594nm；Z=4。NaCl型結構。面心立方格子。化學鍵為離子鍵與金屬鍵的過渡類型。
六八面體晶類，Oh-m3m(3L44L36L29PC)；晶體常呈立方體、八面體狀。主要單形：立方體a，菱形十二面體d，八面體o，三角三八面體p及其聚形。含Ag高時晶面往往彎曲。常依(111)呈接觸雙晶，依(441)呈聚片雙晶。集合體呈粒狀或緻密塊狀。
常呈鉛灰色。條痕黑色。金屬光澤。有平行三組完全解理。成分中含Bi時常有平行的裂開。硬度2~3。相對密度7.4~7.6。具弱導電性和良檢波性。[5]
產生與組合
主要為岩漿期後作用的產物。形成於中溫熱液礦床中，常與閃鋅礦一起形成鉛鋅硫化物礦床。也可形成於接觸交代礦床中，在接觸交代礦床中，常與磁鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦等共生。在中、低溫熱液礦床中，與閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦、石英、方解石、重晶石等共生。在氧化帶不穩定，易轉變為鉛礬、白鉛礦等礦物。
工業應用
歷史應用
方鉛礦可能是人類最早開採的礦石之一。古埃及古王國時期人們就使用方鉛礦作為化妝品。巴比倫人就已經開始冶煉它了。在古羅馬方鉛礦也非常重要。今天方鉛礦的學術名稱Galena就是羅馬人留下來的。無線電技術早期人們使用方鉛礦作為整流器，今天人們使用二極管來整流。
方鉛礦中常含銀，中國自古就從含銀方鉛礦中提煉銀。方鉛礦是提煉鉛金屬的重要礦物，是最早被人類利用的礦物之一，中國早在商代前就從方鉛礦中提煉鉛，從含銀方鉛礦中提煉銀。中華民族的祖先對鉛鋅礦的開採、冶煉和利用曾做出過重要貢獻。中國古代「鉛」寫作「釒公」。商代(公元前16～前11世紀)中期在青銅器鑄造中已用鉛，西周(公元前11世紀～前771年)的鉛戈含鉛達99.75%。在古代，鉛往往被加入銅中成為合金化金屬，還用來製作鉛白、鉛丹等。古代煉鉛的原料有兩類，一類是氧化鉛，以白鉛礦為主，另一類是硫化礦，以方鉛礦為主。明代陸容在《菽園雜記》中有敘述含銀硫化鉛礦的冶煉方法。宋應星在《天工開物》中提到當時開採的三種鉛鋅礦物，一種是「銀礦鉛」，系指與輝銀礦等共生的方鉛礦；另一種是「銅山鉛」，系指含方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦等的多金屬礦；還一種是「草節鉛」，可能是指結晶粗大的方鉛礦。由於鉛礦中多含有銀，古代為了提取白銀，因此大量開採並冶煉鉛。
現代應用
方鉛礦是提取鉛的主要礦物。鉛的用途既古老又廣泛，鉛字印刷、鉛皮包電纜、鋼板鍍鉛錫合金、國防、科技、鉛筆芯等。古希臘的航海家用鉛漆清除附生在船底的藤壺等生物。原來，鉛具有很好的耐腐蝕特性，塗了鉛漆，船就像穿了一層鎧甲，神奇地排除了藻類的蠶食，保護着船底破浪前進。鉛是製作兵器材料必不可少的原料。鉛可以做屏蔽放射性核輻射的材料，在動力機械方面鉛可以做蓄電池、電極板等。
由於方鉛礦中87%的重量是鉛，因此它是最重要的鉛礦石。由於它還可以含有至1%的銀，因此過去它也被用來提取銀。鉛已廣泛應用於冶金工業、國防、科技、電子工業等。同時，鉛是一種毒性很強的重金屬元素，對環境和人類的生活生產有其不利的的一面。方鉛礦分布較廣泛，多產出於在接觸交代礦床和在中、低溫熱液礦床中，經常與閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦、等共生。在氧化帶不穩定，易轉變為鉛礬、白鉛礦等礦物。中藥里的藥用鉛，別名黑錫、黑鉛，即由方鉛礦煉出。具有鎮逆、墜痰、殺蟲、解毒等功效。[6]
藥理作用
鉛在治療上很少應用，但在工業上用途很廣，慢性鉛中毒系重要職業病之一。銀的吸收甚緩，主要經消化道及呼吸道吸收。吸收後絕大部分沉積於骨中。沉積骨中的鉛鹽並不危害身體，中毒的深淺主要決定於血液及組織中的含鉛量，血中鉛含量如超過0.O5-0.1mg%，即產生中毒症狀。鈣與鉛的代謝有平行關係，凡能影響體內鈣代謝的因素也能影響鉛的代謝。鉛主要由腸與腎排泄，腸排泄量一般較腎多。尿中鉛量超過0.05-0.08mg/l時，應考慮有鉛中毒可能。慢性中毒症狀極為多樣化，特徵也多，主要有：腸胃道的紊亂如食欲不振、便秘(有時為腹瀉)、由於小腸痙攣而發生鉛絞痛，齒齦及頰粘膜上由於硫化鉛的沉着而形成的灰藍色鉛線等。神經系統受侵犯而發生頭痛、頭暈、疲乏、煩躁易怒、失眠，晚期可發展為鉛腦病，引起幻覺、譫妄、驚厥等；外周可發生多發性神經炎，出現鉛毒性癱瘓。中毒早期，血液中出現大量含嗜鹼性物質的幼稚紅細胞，如點彩紅細胞、網織紅細胞、多染色紅細胞等，一般認為這是骨髓中血細胞生長障礙的表現，晚期可抑制骨髓及破壞紅細胞而產生貧血。治療的特效藥為螯合劑依地酸鈣鈉，或青黴胺。二巰基丙醇療效常不可靠。
鉛中毒
鉛對人類的生活、生產也有其不利的的一面。據研究，古羅馬帝國不是亡於女色而是亡於鉛中毒，他們生活中使用的一些器皿就是鉛製品。微量元素分析測試數據表明，過量的鉛塵和大量的鉛化物的廢塵對人體的健康有害。飲水中每升含量超過0.1毫克，則會造成腹脹、便泌、乏力。汽車和工廠排出的廢氣，含有四烷基鉛，能使小麥的產量降低15％。在提供冶煉的鐵礦石中，如鉛超過了允許含量要求，爐襯將被損壞，爐的壽命縮短。
一般飲用水中鉛含量的安全界限是100微克/升，而最高可接受水平是50微克/升。後來又進一步規定自來水中可接受的鉛最大濃度為50微克/升（0.05毫克/升）。此外，為了研究鉛對人體健康的影響，科學家着手檢測人體血樣的鉛濃度，作為是否鉛中毒的先期指標。數據表明：如果飲用水接近50微克/升，那麼該病人血樣的鉛濃度約在30微克/升以上。吃奶的嬰兒要求應該更為嚴格，平均血鉛濃度要不超過10--15微克/升。
水廠處理水過程中可能加入鈣和重碳酸鹽以保持水呈鹼性，繼而減少水對輸水管道的腐蝕，這個過程會帶來新的風險。但是腐蝕問題很複雜，不是如此這般所能解決的，應該總體淨化，但又價格昂貴。
許多化學品在環境中滯留一段時間後可能降解為無害的最終化合物，但是鉛無法再降解，一旦排入環境很長時間仍然保持其可用性。由於鉛在環境中的長期持久性，又對許多生命組織有較強的潛在性毒性，所以鉛一直被列為強污染物範圍。
急性鉛中毒目前研究的較為透徹，其症狀為：胃疼，頭痛，顫抖，神經性煩躁，在最嚴重的情況下，可能人事不醒，直至死亡。在很低的濃度下，鉛的慢性長期健康效應表現為：影響大腦和神經系統。科學家發現：城市兒童血樣即使鉛的濃度保持可接受水平，仍然明顯影響到兒童智力發育和表現行為異常。我們只有降低飲用水中鉛水平才能保證人們對鉛的攝取總量降低。
無鉛汽油的推廣應用為降低環境中的鉛污染立了大功，特別是降低了大氣中的顆粒物中的鉛與顆粒物一起被風從城市輸送到郊區，從一個省輸送到另一個省，甚至到國外，影響其它地區，成了世界公害。科學家在北美格陵蘭地區的冰山上逐年積冰的地區打鑽鑽取冰柱，下層的年頭久遠，頂層的年頭捱近，易不同層次測定冰的鉛含量。結果表明：1750年以前鉛含量僅為20微克/噸；1860年為50微克/噸；1950年上升為120微克/噸；1965年劇增到210微克/噸。近代工業的發展，全球範圍的污染日趨嚴重。[7]
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