سرب (pb)
سرب فلزی است نرم و دارای رنگ خاکستری مایل به آبی که مقطع تازه شکسته آن سفید نقره ای و شفاف است.

جرم مخصوص  نقطه ذوب  استحکام کششی

3.11  C 327 20 تا 15

سرب مقاومت خوبی در مقابل خوردگی دارد و در مقابل اسیدها نیز مقاوم است . ترکیبات سرب فوق العاده سمی است و به همین دلیل می باید در هنگام کار با آنها دستورالعمل های بهداشتی را که در این مورد وجود دارند، با نهایت دقت مورد توجه قرار گیرند. سرب را به دلیل نرم بودن می توان چکش کاری کرد و خم نمود. برای خمکاری لوله های سربی بایستی از فنر استفاده شود.


سنگ معدنی سرب:
سرب در طبیعت بیشتر به صورت سنگ سرب یافت می شود . از مهمترین انواع آن سنگ سرب درخشان (pbs) را می توان نام برد. سولفور سرب تقریبا 86 درصد سرب دارد. معدن سربدر کشورهای امریکا، مکزیک، استرالیا، روسیه، اسپانیا، لهستان و آلمان یافت می شود.


روش تهیه سرب : 
برای تهیه سرب ، سنگ سرب را پس از خرد کردن و تغلیظ ابتدا در کوره های دوار برشته می کنند، سپس آن را در کوره های تنوره ای احیا می کنند تا سرب خام با درجه خلوص 9 درصد حاصل شود. با تصفیه ی سرب خام ، سرب با درجه خلوص 94.99 درصد به دست می آید.


خواص و کاربرد سرب: 
سرب و ترکیبات آن سمّی هستند؛ لذا در تماس با پوست یا نزدیک مواد غذایی به مار نمی روند.
سرب دارای قابلیت زیاد جذب نوترون ها و اشعه ی گاما است و به دلیل ، به شکل ورقه های سربی به عنوان سپر تشعشعی به کار برده می شود.
ورق سرب با روش نوردکاری سرد تهیه می شود و به عنوان حامل صوتی در ساختمان منازل به کار می رودو ورق سربی به ضخامت 2.0 میلیمتر معادل تخته چند لا با ضخامت 20 میلیمتر در جذب صدا کاربرد دارد.
سرب در فولادهای خوش تراش به عنوان مواد روانکار عمل می کند و اصطکاک میان لبه برنّده ابزار برش و براده را کاهش می دهد و به ایجاد سطح صاف کمک می کند.


آلیاژ سرب:
سرب را می توان تقریباً با تمام فلزات به خوبی آلیاژ کرد ولی فلزات دیگر با سرب به سختی آلیاژ می دهند، به استثنای قلع که با آن به راحتی آلیاژ می شود و لحیم های نرم را به دست می دهند.
مهمترین آلیاژ سرب که به سرب خشک میز معروف است ،دارای 5تا 25 درصد آنتیموان است .به دلیل داشتن قابلیت ریخته گری خوب در قالب های تحت فشار ،از این الیاژها درتهیه وسایل زینتی،دستگیره ها،حروف چاپ،و کلیشه سازی استفاده می شود.
فلزات یاتاقان سربی که با کادمیم آلیاژ شده باشند،خاصیت لغزندگی خوبی دارند ودر برابر سایش نیزمقاوم هستند. از نمونه این آلیاژ می توان Lg – pb Sn9 cd را نام برد. پوسته یاتاقان های ساخته شده از این آلیاژها نیروی فشاری زیادی را تحمل می کنند.
آلیاژهای ریخته گری تحت فشار سرب را می توان به عنوان وزنه های متعادل کننده در رگلاتورهای گریز از مرکز و همچنین در صنایع اسباب بازی مورد استفاده قرار دارد.
نوعی آلیاژ سرب با 7 تا 12 درصد آنتیموان،25.0 درصد قلع و مقادیر کمی آرسنیک و مس در تولید صفحات پلاک باتری ها مورد استفاده دارد.
مس سرب اندود برای پوشش بام و مخزن های ضد اسید به کار می رود.
آلیاژ فلز حروفچینی تایپ (مرد استفاده در صنعت چاپ ) آلیاژهای سرب، آنتیموان ، قلع با مقادیر کمی مس هستند. رنگدانه های سربی ترکیبات شیمیایی سرب هستند که برای تهیه رنگ بکار برده می شوند.
کرمات قلیایی سرب به رنگ قرمز است و برای اندودهای آستری ضدزنگ روی فولاد بکار برده می شود. فولادهای خوش تراش 25.0 و برنج های خوش تراش تقریباً5.0 الی 5.3 درصد سرب دارند.

• خواص عمومي، فيزيكي، مكانيكي فلز سرب:
  سرب فلزي نرم، قابل تغيير شكل به رنگ آبي خاكستري است. كه با نقطه ذوب C˚ 4/327 در C˚ 1740 به جوش مي آيد. وزن مخصوص سرب gr/cm³ 34/11 مي باشد. داراي ساختمان كريستالي a = 492/4 ^A مي باشد. ازدياد و فشار بخار در سرب ريزي وجود ندارد. عدد جرمي سرب 2/207 گرم برمول مي باشد.
  
  
  كاربرد هاي سرب و آلياژهاي آن:
  استفاده از سرب در صنايع شيميايي و براي محافظت و باطري سازي و ساخت گلوله و در سالهاي اخير به دليل وزن مخصوص زياد و براي جلوگيري از اشعه γ در فيزيك هسته اي معمول مي باشد و همچنين سرب فلز اصلي، آلياژ ياطاقانها و آلياژهاي لحيم مي باشد. حروف چاپ كه معمولا ً از سرب و آنتيموان تهيه مي شوند و آلياژهاي سرب آنيتموان و مقدار كمي آرسنيك كه تا 25% آنتيموان دارند تحت نام كلي سرب خشك، آلياژي است كه در مصارف مختلف شيميايي و صنعتي از اهميت خاصي برخور دارند. لازم به تذكر است كه در ايران اصطلاحا ً به آلياژ زاماك، سرب خشك گفته مي شود. در حاليكه سرب خشك آلياژي است از سرب، بيسموت، آنتيموان و آرسنيك.
  
  
  
  قابليت ريخته گري آلياژهاي سرب بسيار عالي است. سياليت زياد، انقباض حجمي كه اين آلياژها همراه با غير قابل حل بودن گازها و واكنش ضعيف در مقابل اكسيدسيون باعث مي شود كه ريخته گري سرب از اشكالات عمومي ريخته گري تا حدود زيادي بركنار باشد. سرباره هاي سربي معمولا ً شامل PbO، SnO، Al₂O₃، Sb₂O₅ مي باشد كه هيچكدام قابليت اتصال به سرب مذاب را ندارند و چون وزن مخصوص كم يا زياد دارند براحتي از مذاب مايع مي گردند، يعني يا در سطح مذاب و يا در كف آن جمع مي شوند.
  از فلاكسهاي پوششي فلداسپار و كلرور روي نيز در مواقعي كه عناصر آلياژي آلوده باشند استفاده مي گردد. آلياژهاي سرب دار در انواع مختلف قالب ريخته مي شوند كه از ميان آنها استفاده از قالب ماسه اي متداول نيست، زيرا سنگيني سرب مذاب باعث مي گردد كه قالبهاي ماسه اي و به خصوص قطعات بزرگ تغيير شكل دهند. قطعات باطري در قالبهاي فلزي كه با كربن پوشش داده شده است ريخته مي شوند.
  
  
  معرفي تعدادي از آلياژهاي غير آهني:
  * پر آلومان: آلياژي از Al+Mg مي باشند كه مقدار منيزيم آن از 1% تا 7% است.
  * سيلومين: آلياژي از Al+Si كه محتوي 11% تا 13% سيليسيم مي باشد كه مي تواند حاوي مقادير كمي مس و منيزيم نيز باشد.
  * آلوفون: آلياژي است از Al + Cu كه حدود 4% تا 5% مس دارند.
  * دورآلومين: آلياژي است از Al+Cu+Mg كه حاوي 4% مس و 9/0% تا 8/1% منيزيم دارد.
  * آلپاكس (آاپاكا): خانواده اي از آلياژهاي Al كه حاوي حدود 3% سيليسيم و مقدار كمي تيتانيم دارند كه در ساخت قاشق و چنگال و ظروف غذايي به كار مي روند.
  * آلياژ توپ: آلياژي است با 88% + 10% قلع و 2% روي هستند.
  * Cu + Sn + Zn + Pb (85% مس + 5% قلع + 5% روي + 5% سرب)
  * برنز آلومينيم: آلياژي از مس و آلومينيم كه حاوي حدود 14% آلومينيم مي باشد. Cu + Al
  * برنج سيليسيم: آلياژي از مس، روي و سيليسيم است. Cu(81%) + Zn(15%) + Si(4%)
  *ورشو: آلياژي است از Cu + Ni + Zn كه به نقره آلماني نيز معروف است.
  * طاعون قلع: Tin Pest: تبديل قلع سفيد به قلع خاكستري در دماي C˚2/13 را طاعون قلع گويند.
  
  
  
  جنبه هاي متالورژيكي آلياژ لحيم Pb-Sn
  نمودار تعادل آلياژهاي سرب – قلع در شكل بالا نشان داده شده است. تركيب يوتكتيك داراي 9/61 درصد قلع است و يك درجه حرارت ساليدوس 361 درجه فارنهايت دارد.
  تركيب يوتكتيك به صورت يك لحيم ظريف بكار مي رود كه در آنجا نيازهاي حرارتي بحراني هستند. تركيب لحيم نرم معمولي تا 50 درصد قلع كاهش داده و سرب تا 50 درصد افزايش داده مي شود. براي كاهش مصرف قلع بجاي آن از چند لحيم از چند ديگر استفاده مي شود.
  
  
  فلزترن (سربي) Terni metal
  فلز ترن يك آلياژ سرب – قلع محتوي 10 تا 25 درصد قلع است اين آلياژ براي پوشش ورقه هاي فولاد در مواردي نظير سقف سازي و مخازن سوخت اتومبيل مصرف مي شود.
  
  
  فلزهاي حروفچيني (تايپ) Type metal
  فلزات تايپ بكار رفته در صنعت چاپ عموما ً از سرب، آنتيموان و قلع و با مقادير اندكي از مس در سخت ترين آلياژها هستند. ساختمان ميكروسكپي يك فلز لاينوتايپ است. اين آلياژ سياليت زيادي دارند و داراي خصوصياتي هستند كه براي چاپ از اهميت زيادي برخوردار است. برخي از اطلاعات درباره فلزات تايپ به غلط به هنگام انجماد انبساط كمي را به آنها نسبت داده اند. در حقيقت اين فلزات عموما ً بين 2 تا 3 % انقباض حاصل مي كنند. اكثر فلزات تايپ را مي توان پير سختي و مقاومت سايشي آن را بهبود داد. اندازه دانه اي در فلز تايپ ريختگي بسرعت سرد در مدت انجماد بستگي دارد. افزودن آلياژهاي كوچكي نظير كاسيم، ليتيم يا منيزيم ممكن است براي انجماد دانه هاي ريز مطلوب مصرف شوند.
  
  
  بابيت Babbit 
  بابيت يك آلياژ ياتاقاني سرب، محتوي، سرب، قلع، آنتيموان و معمولا ً آرسنيك مي باشد. اين آلياژها براي صفحات باتري ذخيره، فلز تايپ، ورق، لوله و آلياژهاي ريختگي بكار مي رود. افزوده هاي آنتيموان درجه حرارت تبلور مجدد را نيز افزايش مي دهند. قلع نيز سختي و استحكام را زياد مي كند ولي به علت خصوصيات ذوب آن و بدين سبب كه قابليت به لحيم باي پيوند شدن با فلزاتي شدن با فلزاتي نظير فولاد و مس را زياد مي كند اكثرا ً در لحيم نرم مصرف مي شود.

• • فرایند تولید سرب

    سرب و روي مي توانند به صورت پيرومتالورژي و هيدرومتالورژي ، بسته به نوع کاني به کاررفته به عنوان بار الکتريکي توليد شوند. در فرايند پيرومتالورژيکي ، سنگ معدني که متمرکز مي شود شامل سرب، روي يا هر دوي آنهاست. تمرکز سرب مي تواند 50 الي 70 درصد و محتواي سولفور کانه هاي سولفيدي در حدود 15 الي 20 درصد باشد. تمرکز روي در حدود 40 تا 60 درصد است وبه همراه محتواي سولفور در کانيهاي سولفيدي حدود 26 تا 34 درصد مي باشد.
    مواد معدني که به صورت مخلوط سرب و روي متمرکز مي شوند، معمولا به نسبت کمتري حاوي فلز متمرکز مي باشند. در حين عمل سينترينگ (کلوخه سازي) از جريان اکسيژن يا هواي گرم براي اکسيده کردن سولفور موجود در به دي اکسيد سولفور استفاده مي شود.
    کوره هاي جريان هواي گرم در پروسه هاي متداول، براي تبديل و پالايش ترکيبات سرب به سرب توليدي مورد استفاده قرار مي گيرند.
    
    
    
    
    فرايند سرب اوليه
    
    
    فرايند توليد سرب اوليه به صورت پيرومتالورژي متداول ، شامل 4 مرحله است: کلوخه سازي(سينترينگ)، ذوب شدگي، تفاله گيري(رويه گيري) و پالايش. ماشين کلوخه سازي توسط ميله تغذيه که به طور عمده از تجمع سرب ساخته شده است تغذيه مي شود. ديگر مواد خام نيز شامل آهن، سيليس، جريان سنگ آهک، کک، کربنات سديم، خاکستر، پيريت، روي و ذرات ريز تجمع يافته از آ لودگي وسائل کنترل شده احتمالا اضافه مي شوند. خوراک کلوخه سازي، همراه با کک به طرف يک کوره جريان هواي گرم به منظور کاهش دادن هدايت مي شود، جائيکه کربن به مانند سوخت عمل مي کند ومواد در بر گيرنده سرب را مي سوزاند.
    
    
    سرب مذاب به طرف انتهاي پايين کوره جريان پيدا مي کند، جائيکه 4 لايه زير شکل مي گيرد:
    speiss(سبکترين مواد، به طور عمده آرسنيک و آنتيموان)،
    matte(سولفيد مس و ديگر سولفيدهاي فلزي)، سرباره کوره جريان هوا (سيليکاتهاي اوليه) و شمش سرب (با98% وزني).
    
    
    matteو speiss
    براي بازيافت مس و فلزات گرانبها به ذوب کننده مس فروخته مي شود. سرباره کوره هواي گرم که شامل روي، آهن، سيليس و آهک است در پيلها ذخيره شده و اندکي از آن مجددا استفاده مي شود. انتشار اکسيد سولفور در کوره هاي جريان هوا از ميزان هاي کم سولفيد سرب باقيمانده و سولفاتهاي سرب در خوراک سينتر بوجود مي آيد. شمش سرب ناهموار حاصل ازکوره هواي گرم، معمولا قبل از آنکه دستخوش عمل پالايش گردد به عمليات مقدماتي در کوره نياز دارد. در ضمن عمل تفاله گيري ، شمش در کوره به هم زده و سرد مي شود درست تا بالاي نقطه انجماد ، 370 – 425 درجه سانتي گراد.يک تفاله از اکسيد سرب همراه با مس ، آنتيموان و ديگر فلزات که به سمت بالا شناور است تشکيل شده ودر بالاي سرب مذاب متبلور مي شود. تفاله به سمت کوره براي بازيافت مقادير عناصر غير سربي منتقل مي شود.
    
    
    شمش سرب براي استفاه در روشهاي پيرومتالورژي براي انتقال و جا به جا کردن مواد غير سربي باقيمانده (به طور مثال طلا،نقره، بيسموت، روي و اکسيدهاي فلزي مانند اکسيدهاي آنتيموان، ارسنيک، قلع و مس) پالايش مي شود.سرب در يک کوره آهني ريخته گري در 5 مرحله پالايش مي شود: ابتدا آنتيموان، قلع و ارسنيک حذف مي شوند، پس از آن طلا و نقره توسط اضافه شدن روي برداشته مي شوند. عمل تصفيه با اضافه شدن کلسيم و منيزيوم که با بيسموت ترکيب ميشود،براي شکل دادن به ترکيب نامحلول که از کوره به صورت سرباره گرفته شده است، ادامه مي يابد. در مرحله نهايي، کربنات سديم قليايي، نيتراتها يا هر دوي آنها شايد براي انتقال هرگونه اثر ناخالص فلز باقيمانده ، اضافه شوند. سرب تصفيه شده خلوص 99.90 تا 99.99 درصد خواهد داشت و ممکن است براي تشکيل آلياژ، با ديگر فلزات مخلوط شود يا اينکه به طور مستقيم براي شکل گيري در قالب قرار داده شود. 
    
    
    
    
    جداسازی
    سرب محلی در طبیعت یافت میشود اما کمیاب است.امروزه معمولاً سرب در کانیهایی همراه با روی ، نقره و ( بیشتر) مس یافت میشود و به همراه این مواد جدا میگردد.ماده معدنی اصلی سرب گالن(PbS) است که حاوی ۶/۸۶٪ سرب میباشد.سایرکانیهای مختلف و معمول آن سروسیت ( PbCO۳ ) و انگلسیت (PbSO۴) میباشند.اما بیش از نیمی از سربی که امروزه مورد استفاده قرار میگیرد بازیافت ی میباشد. سنگ معدن بهوسیله مته یا انفجار جداشده سپس آنرا خرد کرده و روی زمین قرار میدهند.بع از آن سنگ معدن تحت تأثیر فرآیندی قرار میگیرد که در قرن نوزدهم در Broken Hill استرالیا بوجود آمد.یک فرآیند شناورسازی ، سرب و دیگر مواد معدنی را از پس ماندههای سنگ جدا میکند تا با عبور سنگ معدن ، آب و مواد شیمیایی خاص از تعدادی مخزن که درون آنها دوغاب همیشه مخلوط میشود ، عصارهای بوجود آید.درون این مخزنها هوا جریان یافته و سولفید سرب به حبابها میچسبد و بصورت کف بالا آمده که میتوان آنرا جدا نمود.این کف ( که تقریباً دارای ۵۰٪ سرب است) خشک شده سپس قبل از پالایش به منظور تولید سرب ۹۷٪ سینتر میشوند. بعد ازآن سرب را طی مراحل مختلف سرد کرده تا ناخالصیهای(ریم) سبک تر بالا آمده و آنها را جدا میکنند.سرب مذاب با گداختن بیشتر بهوسیله عبورهوا از روی آن وتشکیل لایهای از تفاله فلز که حاوی تمامی ناخالصیهای باقی مانده میباشد تصفیه شده و سرب خالص ۹/۹۹٪ بدست میآید.