فلز سرب چیست؟ کاربرد فلز سرب در صنایع مختلف

فلز سرب یک نوع فلز نرم تقریبا درخشان با رنگی خاکستری مایل به آبی است. البته که سرب قبل از برش خوردن و ترکیب با اکسیژن و اکسید شدن رنگ نقره ای دارد. این فلز با چگالی و چکش‌ خواری بالا به وفور در معادن و ذخایر یافت می شود اما پروسه تبدیل آن به محصولاتی مانند ورق سربی بسیار پیچیده و زمان بر خواهد بود. در بازار فلزات، تغییرات قیمت آهن معمولاً به‌ صورت غیر مستقیم بر قیمت سرب نیز اثر می‌ گذارد، زیرا هر دو در زنجیره صنایع فلزی و ساخت‌ و ساز نقش مهمی دارند.

قطعا در طی استخراج سنگ سرب و انتقال آن به آزمایشگاه ها و خالص کردن آن با درصدهای متفاوت برای کاربری های متنوع و سپس تولید و تبدیل آب به ورق های سربی، افراد بسیاری فعالیت دارند و دستگاه هایی استفاده می شوند که برای هر کدام از آن ها هزینه ای صرف شده است. در این مقاله مرکزآهن قصد داریم با دقت و جزئیات بیشتر در مورد این عنصر جدول مندلیف با نماد pb و شماره اتمی 82 بخوانیم و متوجه شویم این پروسه پیچیده تولید، چقدر ارزشمند است. قطعا خواندن این مقاله، یک داستان جالب در مورد این عنصر نرم خوش رنگ در ذهن شما می سازد.

سرب چیست؟

قطعا برای شما این سوال پیش آمده که فلز سرب دقیقا چه کاربردهایی دارد و در چه حوزه ها و صنعت هایی استفاده می شود؟ جالب است بدانید pb چیست و pb نماد کدام عنصر است؛ در واقع Pb همان نام دیگر سرب در زبان علمی است و سرب به انگلیسی Lead نامیده می‌ شود. برای پاسخ به این سؤال می‌ توانیم سؤال را برعکس بگوییم که فلز سرب دقیقاً در چه حوزه‌ ها و صنایعی استفاده نمی‌ شود؟ جالب است بدانید آرایش الکترونی سرب و ساختار اتمی آن باعث شده از نظر پایداری و رسانایی با بیشتر فلزات متفاوت باشد.

چون با توجه به حجم تقاضای بالای این فلز و کاربرد ورق های سربی، برای حوزه های فعالیت این فلز مثال های فوق العاده خواهیم داشت. به همین دلیل است که ورق های سربی با خلوص متفاوت را تولید و به بازار عرضه می کنند. همچنین اگر بپرسیم سرب چه کاربردی دارد یا سرب در چه چیز هایی وجود دارد، پاسخ این است که ردپای آن را در بیشتر صنایع و تجهیزات روزمره می‌ بینیم. در تمامی مصارف زیبایی و آرایشی، صنایع نظامی و تولید سلاح و گلوله، تولیدات پزشکی، تهیه بنزین، حروف چینی چاپخانه ها و ساخت و ساز حضور سرب را احساس می کنید و این موضوع روی قیمت ورق سرب نیز تاثیرگذار خواهد بود. تا آخر مقاله همراه ما باشید. در ادامه بیشتر به ویژگی‌ های سرب و خواص سرب خواهیم پرداخت تا بدانیم چرا این فلز سنگین چنین اهمیت بالایی دارد.

انواع سرب

فلز سرب یکی از آن عناصر شگفت‌ انگیزی است که بسته به خلوص و ترکیباتش، در شکل‌ ها و کاربردهای متفاوتی ظاهر می‌ شود. شاید برایتان جالب باشد بدانید که انواع سرب به دو گروه کلی تقسیم می‌ شوند: سرب طبیعی یا معدنی و سرب تصفیه‌ شده یا صنعتی. هر کدام از این گروه‌ ها ویژگی‌ های خاص خود را دارند و در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌ گیرند.

در حالت طبیعی، سرب بیشتر به صورت سنگ گالن یا همان سولفید سرب در دل معادن یافت می‌ شود. تشخیص سنگ سرب معمولاً از روی رنگ خاکستری مایل به آبی و وزن زیاد آن انجام می‌ شود، چون چگالی سرب بالا است و همین ویژگی باعث می‌ شود حتی تکه‌ های کوچک آن هم سنگین به نظر برسند. اگر بپرسید سرب چه رنگی است، در حالت تازه‌ برشته نقره‌ ای مایل به آبی و با گذر زمان به دلیل اکسید شدن خاکستری مات دیده می‌ شود. این نوع از سرب بعد از استخراج و خالص‌ سازی، وارد مرحله پالایش صنعتی می‌ شود.

در مرحله صنعتی، سرب به چند نوع مختلف تقسیم می‌ شود. سرب نرم که خالص‌ ترین نوع آن است، در تولید ورق‌ های سربی و تجهیزات پزشکی کاربرد دارد. سرب سخت ترکیبی از سرب با آنتیموان یا قلع است که در تولید باتری‌ های خودرو و ساچمه‌ ها استفاده می‌ شود. علاوه بر این، آلیاژهای خاصی مثل سرب کلسیمی، سرب نقره‌ای و سرب تلوریمی هم وجود دارند که در صنایع خاص مثل الکترونیک، کشتی‌ سازی و راکتورهای هسته‌ ای به کار می‌ روند.

هر نوع از این فلزها با ویژگی سرب خاص خود شناخته می‌ شود. مثلاً فلز Pb نرم‌تر و قابل‌ انعطاف‌ تر از سایر انواع است، در حالی که آلیاژهای آن سخت‌ تر و مقاوم‌ تر هستند. همین تنوع باعث شده کاربرد سرب در صنعت بسیار گسترده باشد و از تولید گلوله گرفته تا باتری و ساخت ساختمان‌ ها، هیچ صنعتی را بی‌ نصیب نگذارد. اگر به تحقیق درباره فلز سرب علاقه دارید، حتماً این بخش از دنیای سرب را با دقت بیشتری بخوانید، چون پر از جزئیات جذاب است.

نوع سرب	ترکیب یا ویژگی اصلی	محل یا فرآیند به‌ دست‌ آمدن	کاربردها
سرب طبیعی (معدنی)	سولفید سرب (سنگ گالن)	در معادن، به‌ صورت طبیعی در دل زمین	منبع اولیه استخراج سرب
سرب تصفیه‌ شده (صنعتی)	حاصل از پالایش سنگ معدنی	در کارخانه‌ ها پس از استخراج	پایه تولید انواع محصولات سربی
سرب نرم (خالص)	تقریباً بدون آلیاژ	مرحله صنعتی	ورق‌ های سربی، تجهیزات پزشکی
سرب سخت	ترکیب سرب با آنتیموان یا قلع	مرحله صنعتی	باتری خودرو، ساچمه
سرب کلسیمی	آلیاژ سرب با کلسیم	مرحله صنعتی	صنایع الکترونیک، کشتی‌ سازی، راکتور هسته‌ ای
سرب نقره‌ای	آلیاژ سرب با نقره	مرحله صنعتی	صنایع خاص
سرب تلوریمی	آلیاژ سرب با تلوریم	مرحله صنعتی	راکتورهای هسته‌ ای و صنایع پیشرفته

کاربردهای فلز سرب

اگر بخواهیم ساده بگوییم، فلز سرب چیست و چه کاربردی دارد؟ پاسخ کوتاه است: تقریباً در همه‌ چیز! این عنصر که در جدول تناوبی با نماد شیمیایی سرب (Pb) و عدد اتمی سرب ۸۲ شناخته می‌ شود، یکی از فلزات سنگین با دانسیته بالا و مقاومت چشمگیر در برابر خوردگی است. اگر نگاهی به عکس فلز سرب بیندازید، سطحی خاکستری مایل به آبی با شکل نرم و چکش‌ خوار آن را خواهید دید. به زبان ساده، آیا سرب فلز است یا نافلز؟ قطعاً فلز است، آن‌ هم فلزی که پایه بسیاری از صنایع از پزشکی و نظامی گرفته تا ساختمان‌ سازی و تولید باتری بر دوش او قرار دارد.

سرب و محافظت در مراکز پزشکی

همه ما می دانیم در مراکز پزشکی مانند رادیولوژی، سی تی اسکن، اتاق عمل، اتاق سنگ شکن، ماموگرافی، آنژیوگرافی، دندان پزشکی و… مقداری اشعه نامرئی خطرناک وجود دارد که پزشک ها و دستیاران تاکید می کنند افرادی با شرایط خاص مانند زنان باردار در معرض این اشعه ها قرار نگیرند. اما آیا ما مستقیما در محاصره این اشعه ها قرار می گیریم؟ هیچ کاری برای محافظت ما در برابر این اشعه های خطرناک انجام نمی دهند؟

قطعا اینطور نیست. فلز سرب با قدرت هر چه تمام در این عرصه پا به میدان می گذارد و مانند یک دیوار دفاعی عمل می کند. به نوعی می توانید در این زمینه فلز سرب را مانند یک جنگجو که سپر خود را در برابر تیر دشمن جلوی ما قرار داده تصور کنید که تا آخرین لحظه از هیچ تلاشی برای حفظ سلامت ما فروگذار نیست.

اشعه ایکس نمی تواند از 3 فلز طلا، نقره و سرب عبور کند. بنابراین، با وجود سرب، پوشش محیط با فلزهای طلا و نقره بسیار گران و خارج از منطق خواهد بود. چون قیمت ورق سربی منطقی تر است. حتی این هزینه ها را با توجه به استفاده و نوع اتاق و انتخاب ورق های سربی با ضخامت کمتر می توان کاهش داد.

سرب با هدف ایمنی در صنایع خطرناک

در برخی از صنایع و محیط ها کارکنان در یک محیط پر از اشعه قرار می گیرند. برای نمونه، افرادی که در صنایع هسته ای و رادیوگرافی فعالیت دارند این موضوع را با تمام وجود حس می کنند. البته که هر کشوری در این عرصه ها نیاز به فعالیت مستمر دارد تا موفقیت را سریع تر لمس کند. اما آیا افرادی که قصد دارند در این مکان ها مشغول به کار شوند جان خود را از سر راه آورده اند؟! اینجا نیز به کاربرد ورق فلز سرب دوباره پی می برید و این فلز جنگجو دوباره برای محافظت از جان افراد واقع در محیط وارد می شود تا هر گونه خطر و حمله را پاسخگو باشد. در حقیقت ورق سرب و به طور کلی فلز سرب در زمینه حفظ ایمنی کاربردهای فوق العاده ای را در کارنامه خود ثبت کرده است. این فلز با وجود چگالی کم و جذب بیشتر لرزش ها، دست و پای بیشتر اشعه ها را بسته است.

سرب در ساخت و ساز

کاربرد ورق های سربی را در ساخت و ساز نیز شاهد خواهید بود. با توجه به اینکه ورق های سربی انعطاف پذیری بالا و قیمت پایینی دارند و البته از همه مهم تر یک عایق قوی صوتی و حرارتی عالی هستند، در عرصه ساخت و ساز نیز توانسته اند حضور پیدا کنند. فلز سرب و ورق های سربی در بیشتر پاراوان، درها، پارتیشن ها و دیوارکوب ها حضور دارد.

سرب و ساخت سلاح و لوازم آرایشی و بنزین

بله. کاملا حق دارید که با خواندن این تیتر گیج شوید اما دایره فعالیت فلز سرب همینقدر پیچیده است. سرب در ساخت بسیاری از مهمات و گلوله ها نقش دارد. از طرفی دیگر در سال های پیش نیز شاهد حضور آن در عرصه لوازم آرایشی و بیشتر محصولات مانند رژ و لاک خشک کن ها بودیم. حتی در رنگ ها نیز استفاده می شد.

اما از زمانی که متوجه سمی بودن فلز سرب شدند و فهمیدند این عرصه با روحیات فلز سرب سازگار نیست تصمیم گرفتند آن را از لوازم آرایشی حذف کنند. البته این فلز ساک خود را در دست گرفت و به عرصه تولید بنزین نقل مکان کرد! در حقیقت تلاش سرب بر این بود که جای خالی عرصه لوازم آرایشی را با حضور در فرآیند تولید بنزین پر کند! اما در آنجا نیز با توجه به تولید گاز سمی و خطرناک بودن برای محیط زیست حذف شد.

فلز سرب و شیشه

عجیب ترین عرصه ای که تقریبا هیچ فلزی در آن وجود نداشته اما سرب این مرزهای تفاوت را جابه جا کرده عرصه تولید ظروف شیشه ای است. شاید برای شما کاملا دور از ذهن باشد اما نوعی شیشه به نام کریستال وجود دارد که 30 درصد مواد تشکیل دهنده آن را از فلز سرب تامین کرده اند و وجود این فلز در این نوع کریستال نه تنها آن را کدر نمی کند، بلکه به درخشش بیشتر آن می افزاید و مقاومت و ضریب تاب آوری شیشه را نیز افزایش می دهد.

خواص فیزیکی و شیمیایی سرب

ما قبل تر خواص شیمیایی و فیزیکی سرب را تا حد کمی توضیح دادیم ایم. البته که این توضیحات مقداری پراکنده بود. در این قسمت قصد داریم تمام ویژگی های شیمیایی و فیزیکی سرب را به صورت جامع و کامل توضیح دهیم. فلزی پودری به رنگ سفید یا کرم که در آب حل نمی شود و دمای جوش بالا و خاصیت چکش خواری، قابلیت برش، نرمی، جلای فلزی، انعطاف و شکل پذیری خوبی دارد.

مهم ترین خاصیت و ویژگی فلز سرب که تا حدودی و البته بسیار کم باعث محدودیت مصرف آن می شود سمی بودن آن است. البته با رعایت نکات بهداشتی در فرآیند ساخت می توانید این ویژگی را برعکس کنید تا این فلز به یک محافظ تبدیل شود. سرب در برابر اسیدها مقاومت بسیار فوق العاده ای دارد و به راحتی با آن ها واکنش نمی دهد. البته این مقاومت در واکنش فقط به اسیدها محدود نمی شود بلکه سرب با اکسیژن نیز میانه خوبی ندارد! همین موضوع باعث می شود که دیرتر شاهد زنگ زدگی آن باشیم چون در این واکنش نیز مقاومت دارد.

 خاصیت چکش خواری آن نیز باعث شده در صنایع مختلف نظامی، تولید ساچمه، گلوله و تولید لوله های سربی تا آلیاژهای لحیمی و قسمتی از اجزای الکترونیکی کاربرد داشته باشد. حتی در بیشتر موارد چون فلز سرب با اکسیژن و آب واکنش کمی دارد آن را به عنوان درزگیر در ساختمان ها در قسمت اتصالات نیز مشاهده می کنیم که مانع از نفوذ آب می شود. سرب حتی در صنعت شیشه سازی و سرامیک نیز پای خود را باز کرده و عمل مقاوم سازی آن را به عهده دارد! به علاوه در حوزه الکترونیک با توجه به اینکه سرب رسانایی کمی دارد می توانید آن را ایمن تر فرض کنید چون سایر فلزها از رسانایی الکترونیکی بالایی برخوردار هستند که ممکن است خطرساز باشد. همین موارد و گسترده بودن کاربرد فلز سرب در صنایع و سازه های متفاوت باعث شده شاهد تنوع ورق های سربی و البته قیمت ورق متفاوت باشیم.

روش تشخیص فلز سرب

تشخیص سرب اصل فقط در آزمایشگاه ها و با طیف سنجی و تحلیل های پیچیده امکان پذیر است. این آزمایش ها با نام ها و اعمالی مانند طیف سنجی جذب اتمی با نور خورشید و اندازه گیری مقدار پرتوهای جذب شده توسط فلز، طیف سنجی جرمی با پلاسمای جوشان و اندازه گیری یون ها با ماس اس، ردیابی اسپکترومی جرمی دوباره با پلاسمای جوشان و اینبار با میدان مغناطیسی و میزان انحراف، تحلیل سنگ شناسی و تست های فیزیکی و شیمیایی انجام می شود. انجام هر کدام از آن ها با دستگاه ها توسط افراد متخصص در آزمایشگاه امکان پذیر است. در این فرایند معمولاً چگالی سرب و وزن سرب نیز برای تشخیص دقیق‌ تر سنجیده می‌ شود.

به گفته‌ ی کارشناسان، تشخیص سنگ سرب از روی ظاهر ممکن نیست و فقط با آزمایش‌ های دقیق علمی انجام می‌ شود. بسیاری از نتایج تحقیق درباره فلز سرب نشان داده‌ اند که این فلز به دلیل ساختار خاصش به‌ سختی از سایر مواد معدنی تشخیص داده می‌ شود. در واقع، اگر بپرسیم عنصر pb چیست یا نام عنصر Pb چه مفهومی دارد، باید گفت همان فلز سنگینی است که در جدول تناوبی با نماد Pb شناخته می‌ شود.

سرب از کجا پیدا کنیم؟

سؤال جالبی است؛ واقعاً سرب از کجا پیدا کنیم؟ این فلز در دل زمین و معادن سنگ گالن نهفته است و معمولاً همراه با روی و نقره استخراج می‌شود. بعد از استخراج، سنگ‌ها وارد کوره‌های مخصوص می‌شوند تا فلز خالص به‌دست آید. این فرآیند زمان‌بر اما ارزشمند است، چون در نهایت به فلزی می‌رسیم که در صنایع بی‌شماری کاربرد دارد. اگر سری به مناطق کوهستانی و معدنی بزنید، خواهید دید که تحقیق در مورد فلز سرب هنوز هم در جریان است. زمین‌ شناسان با تحقیق درباره‌ ی سرب به دنبال شناسایی لایه‌ های جدید معدنی‌ اند تا ذخایر تازه‌ ای از این فلز کشف کنند. در ایران نیز معادن بزرگی از سرب در نواحی مرکزی و شمال‌ غرب کشور وجود دارد که بخش مهمی از نیاز صنایع داخلی را تأمین می‌ کنند.

وقتی به ترکیب سنگ‌ ها نگاه می‌ کنید، نام عنصر Pb به‌ عنوان یکی از اصلی‌ ترین اجزای ترکیب مشخص می‌ شود. در واقع، فلز سرب چیست را باید این‌طور تعریف کرد: فلزی سنگین، قابل شکل‌ دهی و با دانسیته بالا که از دل خاک گرفته تا کارخانه، مسیر پر زحمتی را طی می‌ کند تا به دست ما برسد. در آخر بد نیست بدانید که تحقیق درباره سرب فقط در استخراج خلاصه نمی‌ شود؛ بلکه شامل بررسی‌ های دقیق روی رفتار شیمیایی، واکنش‌ پذیری و مقاومت در برابر خوردگی نیز هست. شاید برای همین است که در بسیاری از پروژه‌ های صنعتی و دانشگاهی، عنصر سرب همیشه موضوعی جذاب برای مطالعه است.

آلیاژهای سرب

فلز سرب آلیاژهای متنوع زیادی دارد. در این قسمت نام هر یک از آن ها به همراه کاربردی که دارد را بازگو می کنیم. اولین آلیاژ پرکاربرد فلز سرب با آنتیموان است. این آلیاژ در باتری های سرب اسیدی، مهمات، روکش کابل، قسمت آندها، آلیاژهای ریختگی سرب آنتیموان و آلیاژ های سرب آنتیموان قلع استفاده می شود.

آلیاژ دومی آلیاژ سرب کلسیم است که به علت مقرون به صرفه بودن بیشتر به عنوان جایگزین آلیاژ آنتیموان سرب عمل می کند. آلیاژهای سرب کلسیم برای آندهای الکترونیک، روکش و آستین کابل، کیل های مخصوص قایق و نوارهای مخصوص استفاده می شود.

آلیاژ سومی آلیاژ سرب مس است. این آلیاژ با استفاده مکرر در صنایع برق به شدت معروف شده و خاصیت بازسازی آن در برابر خوردگی جای بحث بسیاری دارد.

آلیاژ چهارم سرب نقره نام دارد. این آلیاژ به دلیل دمای جوش بالا بیشتر در آندها و لحیم کاری استفاده می شود.

آلیاژ پنجم سرب تلوریم است. این آلیاژ بیشتر برای محافظ در راکتورهای هسته ای برای زیردریایی ها، لوله ها و ورق ها و پوشش کابل ها کاربرد دارد.

آلیاژ ششم سرب قلع است که به دلیل کاربرد گسترده آن در صنایع مختلف به نوعی مثال های آن در مقال نمی گنجد.

آلیاژ هفتم نیز با نام آلیاژ لحیم کاری شناخته می شود. در حقیقت آلیاژ سرب قلع برای آبکاری فلزات و اتصال آن ها به یکدیگر کاربرد دارد. در این آلیاژها 35 تا 40 درصد را قلع قرار می دهند و بقیه حجم آن را از سرب استفاده می کنند. در حقیقت بیشتر مبدل های حرارتی با این آلیاژ کار می کند.

آلیاژ هشتم نیز نام آلیاژ ری اکتیو سرب است. از نظر عملکرد شیمیایی ری اکتیو سرب بسیار شبیه به آلیاژ سرب کلسیم عمل می کند. به علاوه در شبکه های باتری نیز با کاربرد فوق العاده این آلیاژ مواجه هستیم. در حقیقت آلیاژ ری اکتیو سرب یا آلیاژ سرب استرانسیوم به دلیل شباهت زیاد به آلیاژ سرب کلسیم و البته قیمت بالا زیاد استفاده نمی شود و سعی می کنند برای آن جایگزین بیاورند.

فلز سرب سمی است؟

بیایید به یکی از مهم‌ ترین بخش‌ ها برسیم؛ آیا فلز سرب سمی است؟ بله، بدون شک. در صورتی که در محیط‌های غیراستاندارد از آن استفاده شود، عوارض سرب در بدن می‌ تواند خطرناک باشد. این فلز وارد جریان خون می‌ شود و به مرور زمان روی کلیه، مغز و استخوان‌ ها تأثیر می‌ گذارد. همین دلیل کافی است تا بدانیم چرا فلز سرب سمی است و چرا در بسیاری از تحقیق درباره فلز سرب به‌ عنوان یک عنصر پر خطر معرفی شده است.

مضرات سرب برای بدن شامل خستگی، مشکلات عصبی و حتی کاهش تمرکز است. دلیل اصلی این اثرات، واکنش یون سرب با بافت‌ های بدن و جایگزینی آن با عناصر حیاتی مانند کلسیم است. به همین خاطر در محیط‌ های کاری که با این فلز سر و کار دارند، استفاده از تجهیزات ایمنی الزامی است. اگر کسی دچار مسمومیت با سرب شود، باید فوراً برای درمان مسمومیت با سرب به پزشک مراجعه کند تا با داروهای مخصوص، میزان فلز در بدن کاهش یابد. در موارد خفیف‌ تر، درمان خانگی مسمومیت با سرب نیز ممکن است مؤثر باشد. مصرف سبزیجات سبز، نوشیدن آب زیاد و استفاده از مواد غذایی حاوی کلسیم و آهن، می‌ تواند به خروج سریع‌ تر این فلز از بدن کمک کند. البته بهترین درمان، پیشگیری است؛ یعنی رعایت بهداشت در زمان کار با مواد حاوی سرب.

جمع بندی

در این مقاله متوجه شدیم که فلز سرب یکی از عناصر مهم و پرکاربرد جدول مندلیف است که با نماد Pb و عدد اتمی ۸۲ شناخته می‌ شود. این فلز نرم و چکش‌ خوار، با وجود ظاهر ساده‌ اش، در صنایع متنوعی از پزشکی و نظامی تا ساخت‌ و ساز نقش اساسی دارد. همچنین دیدیم که فرآیند استخراج و تولید ورق‌ های سربی چقدر پیچیده و ارزشمند است. در نهایت، یاد گرفتیم که با وجود سمی بودن سرب، اگر به‌ درستی از آن استفاده شود، یکی از مفید ترین و محافظ‌ ترین فلزات در زندگی روزمره انسان است.

سوالات متداول