Sonntag, 24. September 2017
NE-METALLE:
08. Juni 2017
Blei
Energiespeicher, Schall- und Strahlenschutz

Bleischmelze (Quelle: VARTA)
Bleischmelze
Röntgengerät
Röntgengerät
Entdeckung und kulturhistorische Bedeutung
Der Name Blei stammt vom lateinischen „plumbum metallicum“. Archäologische Funde beweisen, dass es seit ca. 2500 v. Chr. verarbeitet wurde. Es gehört somit neben Kupfer, Silber, Gold, Zinn, Eisen und Quecksilber zu den Metallen, die schon im Altertum bekannt waren. Alle bedeutenden Kulturen des Mittelmeerraums beherrschten schon früh seine Verarbeitung. Am einfachsten zugänglich war Bleiglanz, aus dem das Metall herausgeschmolzen werden konnte. In großem Stil nutzten erstmals die Römer Blei für den Bau ihrer Wasserleitungen. Der größte Teil des römischen Bleis stammte aus Minen in Spanien, in denen zeitweilig bis zu 50.000 Sklaven gearbeitet haben sollen. Blei war im alten Rom aber nicht nur ein beliebter Baustoff, sondern es wurde auch zu Trinkbechern und Essgeschirr verarbeitet. Bleiverbindungen dienten als Farben, Schminke und sogar als Heilmittel. Auch im Mittelalter war Blei ein wichtiger Baustoff. Um 1000 nach Christus gab es im Harz zahlreiche Bleigruben und Bleihütten. Auch die Anwendungsbereiche wurden mit der Zeit vielfältiger: So wurden kirchliche und weltliche Repräsentationsgebäude mit Dächern aus Bleiplatten versehen, und man fertigte Bleigläser. Aus Blei waren die Lettern für den Buchdruck und die Kugeln für Gewehre und Pistolen. Bis in die 20er Jahre des 20. Jahrhunderts stieg es zum wichtigsten Nichteisenmetall auf! Nach 1925 verlor es wieder an Boden und hat sich inzwischen nach Aluminium, Kupfer und Zink auf dem vierten Platz eingeordnet.

Vorkommen
Blei ist zumindest in geringen Mengen allgemein verbreitet. An einigen Stellen kommt es auch gediegen vor. Bleierze sind häufig vergesellschaftet mit anderen Metallen: zum Beispiel mit Zink, Kupfer oder Antimon. Von wirtschaftlicher Bedeutung ist Bleiglanz, eine sulfidische Verbindung. Die größten Vorkommen findet man in den Vereinigten Staaten, Australien, der GUS und Kanada. Die größten Förderländer in Europa sind Schweden und Polen. In Deutschland wurde Bleierz im Erzgebirge, im Harz, in der Eifel und im Ruhrgebiet abgebaut. Anfang der 90er Jahre des 20. Jahrhunderts wurde der Blei-Bergbau in Deutschland eingestellt. Im Augenblick wird wieder Exploration betrieben in der Oberlausitz und im Harz.

Physikalisch-Chemische Eigenschaften
Blei ist ein verformbares, mattgraues Metall, das die kubisch-dichteste Kugelpackung aufweist. Das Metall ist so weich, dass es auf Papier einen grauen Abrieb hinterläßt! An frischen Schnittstellen glänzt es silbrig. Das Metall ist mit 327°C niedrigschmelzend. An Luft bildet es aber sofort eine dünne, schützende Oxidschicht. In hartem Wasser ist Blei sehr beständig; in enthärtetem, CO2-reichem Wasser wird es unter Bildung von Bleihydrogencarbonat gelöst. Auch von Salzsäure, Schwefelsäure und Salpetersäure wird es zersetzt. Blei hat sehr geringe thermische und elektrische Eigenschaften. Aufgrund seiner Elektronenkonfiguration ist seine wichtigste Oxidationsstufe +2.

  • Relative Atommasse: 207,2
  • Schmelzpunkt: 327,5°C
  • Siedepunkt: 1740 °C
  • Dichte: 11,34 g/cm³
  • Oxidationszahlen: 4, 2
  • Atomradius: 175,0 pm
  • Ionenradius: 132 pm (+2); 84 pm (+4)
  • Elektrische Leitfähigkeit: 0,048 µW-1cm-1

    Industrielle Gewinnung
    Die wichtigsten Förderländer für Bleierz sind die GUS, die Vereinigten Staaten, Australien und Kanada. Die Bleigewinnung umfasst mehrere Schritte: Dem Erzabbau und der Aufbereitung zu einem stark angereicherten Bleikonzentrat folgt die Hüttentechnik. Die bedeutendste Methode besteht im Sinterrösten. Dabei werden die schwefelhaltigen (sulfidischen) Vorstoffe in einem ersten Verfahrensschritt unter Verbrauch von Luftsauerstoff in Bleioxide und gasförmiges Schwefeldioxid überführt. Danach wird das Schwefeldioxid zu Schwefelsäure weiterverarbeitet, während das Bleioxid im Sinter zu Blei reduziert wird. Das noch stark verunreinigte "Werkblei" wird schließlich in komplexen Raffinationsprozessen von weiteren Metallen gereinigt, bis es einen Reinheitsgrad von 99,9 Prozent und mehr hat. Moderne kontinuierliche Direkt-Bleischmelzprozesse wie das in Deutschland entwickelte QSL- oder Badschmelzverfahren ersetzen heute das herkömmliche zweistufige Röst-Reduktionsverfahren durch einen einstufigen Prozess. Die staubförmigen Emissionen (vor allem Blei und Cadmium) konnten drastisch reduziert werden.

    Anwendungen / Produkte
    Blei ist ein vielseitiges Metall, das aus technischen Anwendungen ebensowenig wegzudenken ist wie aus persönlichen Lebensbereichen. Blei wird heute vorwiegend als Energiespeicher und Schutzwerkstoff verwendet. Sein größtes Anwendungsgebiet ist die Energiespeicherung in Akkumulatoren: z. B. den Autostarterbatterien. Seine hohe Dichte macht es besonders geeignet zur Abschirmung: So schützt es in der Medizintechnik vor Röntgenstrahlung und Radioaktivität, im Bauwesen dient es dem Schallschutz. Blei ist ein wichtiger Legierungsbestandteil. Seine chemische Beständigkeit gegenüber Säuren macht Blei zudem zu einem wertvollen Werkstoff zur Auskleidung von Rohrleitungen und Apparaten in der chemischen Industrie. Bleioxide werden zur Herstellung von Pigmenten für Farben und Lacke, optischen Gläsern und Halbzeugen eingesetzt.

    Die wichtigsten Anwendungsgebiete von Blei finden Sie am Ende dieser Seite.


    Wirtschaftliche Bedeutung
    Weltweit werden rund 8 Millionen Tonnen Blei verwendet, davon 380.000 Tonnen in Deutschland. Die inländische Bleiproduktion aus importierten Bleierzen und Recyclingblei liegt bei rund 370.000 Tonnen, Halbzeugproduktion und Metallguss bei 58.000 Tonnen bzw. 4.000 Tonnen.

    Gesundheit
    Bleiverbindungen sind toxisch. Daher war die gesundheitsgefährdende Bleiaufnahme durch Stäube und Dämpfe in früheren Zeiten ein großes Problem in der Arbeitswelt. Heute ist der Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz aber dank strenger innerbetrieblicher Schutz- und Kontrollvorschriften umfassend gewährleistet. Mit der Einführung von bleifreiem Benzin ist darüber hinaus die bedeutendste allgemeine Emissionsquelle für Bleiverbindungen drastisch zurückgegangen. Moderne Umwelttechnologien zur Luftreinhaltung und Abwasserbehandlung haben weiteren Anteil daran, dass auch die industriell bedingten Bleiemissionen in den letzten Jahrzehnten ständig zurückgegangen sind und keine Gesundheitsbelastung darstellen.

    Recycling
    Der Metallhandel erfasst Bleischrotte in Form von Blechen, Rohren und Kabelmänteln. Entsprechend der industriellen Verwendung entfällt die weitaus größte Menge des Schrottaufkommens auf Altbatterien: Über 200.000 Tonnen Blei werden in der Bundesrepublik Deutschland über das Recycling zurückgewonnen. Das entspricht einer produktbezogenen Recyclingrate von knapp 70 Prozent. Gleiches gilt für die übrigen Anwendungsgebiete.




    Dokumente:
    Verwendung von Blei


  • MELDUNG:
    08. Juni 2017
    Blei-Links

    Links zum Thema Blei



    Links:
    Gütegemeinschaft Bleihalbzeug e.V.

    LDAI - Lead Development Association International

    ILZSG - International Lead Zinc Study Group

    Zeitschrift "Metall"

    GDMB Gesellschaft der Metallurgen und Bergleute e.V.


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