Kurşun Elementinin Özellikleri Nelerdir

Konusu 'Bilgi bankası' forumundadır ve Ayaz tarafından 8 Aralık 2014 başlatılmıştır.

  1. Kurşun Nedir Kurşun Elementinin Özellikleri

    Kurşun (Pb), periyodik tablonun IVa grubunda (karbon grubu) yer alan kimyasal element; gümüşsü beyaz ya da grimsi renkli, yumuşak, çok dövülgen, sünek ve yoğunluğu yüksek bir metaldir. Eski çağlardan beri bilinen ve simyacıların en eski metal olduğunu düşündükleri kurşun, elektriği çok az iletir ve yenime (korozyon) karşı çok dayanıklıdır.
    Kurşun eski çağlarda tartı ağırlıklarında, paralarda, süs eşyasında, gümüş arıtımında, lehimlerde, çanak çömlek sırlanmasında kullanılırdı. Fenikelilerin İÖ 2000’lerde İspanya’da kurşun madenleri işlettiği bilinmektedir. Yunanistan’da Laurim’de İÖ 5. yüzyılda kurşun madenleri kuruldu ve Romalılar İspanya’nın Rio Tinto bölgesinde İÖ 3. yüzyılda kurşun madenleri işlettiler. Romalıların kurşundan yaptıkları su borula- n günümüzde bile kullanılmaktadır. Ortaçağ simyacıları kurşunu bütün metallerin atası olarak kabul ettiler ve onu öbür temel metalleri altına dönüştürebilecek bir madde haline getirmeye çalıştılar.
    Günümüzde dünyanın en büyük kurşun üreticisi olan ABD’de kurşun madenciliği ve metalürjisi önce 1621’de Virginia’da gelişti; Mississippi Vadisindeki kurşun cevherleri ise 1700-1867 arasında işletildi.
    Bulunduğu yerler, özellikleri ve kullanım alanları. Doğada serbest halde ender olarak bulunan kurşun, birçok mineralde bileşik halde yer alır. Bunların içinde en önemlisi, bir kurşun sülfür (PbS) minerali olan galendir. Birincil kurşun minerali ve dünyadaki kükürt üretiminin başlıca kaynağı olan galen, çoğunlukla çinko, bakır, kadmiyum, bizmut, arsenik, antimon ve gümüş gibi katışkılar da içerir. Doğal süreçlerle oluşan öbür birincil kurşun mineralleri klosthalit, altayit, jordanit, kobelit, bulanjerit, aikinit, jamestonit ve burnonittir. Ufalanmayla oluşan kurşun karbonatlar ve sülfatlar ikincil kurşun mineralleridir ve bunların içinde en yaygın olarak bulunanı serüsit (kursun karbonat) ve anglezittir (kurşun sülfat). Daha az önemli olan oksitli mineralleri ise vulfe- nit, vanadinit, piromorfittir. Kurşun kesildiğinde hızla yükseltgenerek, kurşun ve kurşun monoksit (PbO) karışımından oluşan mat gri renkli bir katmanla kaplanır; bu katman metalin daha fazla yenime uğramasını önler. Kurşun seyreltik nitrik asit içinde çözünür, buna karşılık hidroklorik asit ve sülfürik asitten yalnızca yapay olarak etkilenir. Bunun nedeni, malzemenin üstünde tepkimenin ilerlemesini önleyici kurşun klorür ve kurşun sülfat katmanlarının oluşmasıdır. Bu kimyasal direncinden ötürü kurşun çatıların kaplanmasında, yer ve su altındaki kabloların yalıtılmasında, su borularında, yenime uğratan maddelerin taşınması ve işlenmesinde kullanılır.
    Kurşunun pek çok başka kullanım alam da vardır. Pillerde, mermi çekirdeklerinin’ yapımında, lehim, hurufat alaşımı ve sert kalay gibi erime noktası düşük çeşitli alaşımların hazırlanmasında kurşundan yararlanılır. Ses iletimini önlemek amacıyla büyük yapıların duvarlarında kurşun levhalar, ayrıca trafiğin ve başka kaynakların yol açtığı titreşimi soğurmak amacıyla yapıların temellerinde kurşun ve asbest yastıklar kullanılır. Kurşun kısa dalgaboylu elektromagnetik ışınımı etkin biçimde soğurduğundan, nükleer reaktörlerin, parçacık hızlandırıcıların, röntgen cihazlarının ve radyoaktif maddelerin taşındığı ve depolandığı kapların çeperlerindeki koruyucu örtüler de kurşundan yapılır. Kurşun ve bileşikleri zehirlidir; bunlar vücutta birikerek ölüme yol açan zehirlenmeler yaratabilir. Kurşunun çocuklarda birikmesi biliş kusuruna, büyüklerde ise ilerleyici böbrek hastalığına neden olabilir. Ayrıca bak. kurşun zehirlenmesi. Kurşunun dört kararlı izotopu vardır ve hepsi de başka elementlerin radyoaktif bozunması sonucunda oluşan son ürünlerdir; görece bolluk bakımından kurşun-204 yüzde 1,48, kurşun-206 yüzde 23,6, kurşun- 207 yüzde 22,6 ve kurşun-208 yüzde 52,3 oranındadır. Kurşunun ayrıca 20’den fazla radyoaktif izotopu da bilinmektedir.
    Cevher hazırlama, ergitme ve arıtma: Galen minerali yüzde 86,6 kurşun içerirse de, çoğunlukla başka minerallerle birlikte bulunur. Bazı yerlerde yüzde 3-30 arası gibi düşük oranda kurşun içeren cevherler de çıkarılır. Kurşun, cevherin yansımalı fırınlarda (reverber) kavrulması ya da yüksek fırında kavrulup ergitilmesi yoluyla elde edilir. Cevher kavrulmadan önce öğütülür, yüzdürme yoluyla ayrılır ve deriştirilir. Öğütülen cevher tane büyüklüğüne göre ayrıldıktan sonra, kurşun sülfür ve gang (artık malzeme) karışımı yüzdürme tankına verilir. Suyla karıştırılmış uygun bir ıslatıcı yalnızca gangı ıslatır. Ayrılmış cevher, su ve yağ türü bir ıslatıcıyla karıştırıldığında, kurşun sülfür parçacıkları yağa tutunur ve tankın içinden geçirilen hava kabarcıklarıyla birlikte yüzeyde bir köpük oluşturur. Islanan gang ise dibe çöker. Üstten toplanan küçük kurşun sülfür taneleri kireç ya da şap yardımıyla yığışım haline getirilerek deriştirilir ve süzüldükten sonra ergitmeye verilir. Derişkide yüzde 45-60 arası kurşunla birlikte, yüzde 10-30 arası kükürt, yüzde 15 çinko, yüzde 8 demir, yüzde 3 kalsiyum oksit, yüzde 3 bakır, yüzde 2 antimon ve düşük miktarlarda arsenik, bizmut, altın, gümüş ve başka elementler de bulunur. Kurşun derişkileri tanlara yüklenmeden önce içindeki kükürt miktarını düşürmek amacıyla kireçtaşı, silis, kok, demir cevheri gibi maddelerle karıştırılarak kavrulur. Bu maddeler kurşun sülfürün içindeki kükürtle ergiyerek bileşikler oluşturur; kükürt ise kükürt dioksit olarak uzaklaşır ve çoğunlukla sülfürik asit üretiminde kullanılır. Kavurma sonunda başta kurşun oksit, demir oksit ve çinko oksit olmak üzere az miktarda kurşun metali ve kükürt içeren gözenekli sinter (topak) kütlesi oluşur. Büyük parçalar halinde kırılan sinter, kok, kireçtaşı silis ve başka eritici maddelerle belirli oranda karıştırıldıktan sonra yüksek firma yüklenir ve ergitme yoluyla indirgenerek kurşun metali elde edilir. Cüruf ve mat (kükürtlü külçe), erimiş kurşunun toplandığı potanın üstünden alınır.
    Yansımalı fırınlar kurşun arıtma işlemlerinde ender olarak kullanılır. Çünkü bu fırınlarda yüzde 70 ya da bunun üzerinde kurşun içeren cevherler gereklidir.
    Yüksek fırından çıkan kurşun, külçe halindedir ve metal ve ametal (oksitler ve sülfürler) halde pek çok çözünmüş katışkı içerir. Bu kütle bir köpüklendirme tankında erime noktasının biraz üstünde bir sıcaklıkta erimiş halde tutularak, metal oksitler, sülfürler, metal bileşikleri gibi katışkılar cürufa (köpük) çekilerek kurşun arıtılır. Bu işlemler sonucunda oldukça katışkısız hale gelen malzeme, sıvı halde ya da dökülmüş bloklar biçiminde arıtma tesisine taşınarak ya elektroliz yöntemiyle ya da potalarda son arıtma işleminden geçirilir. Elektroliz yönteminde külçeler anot halinde hazırlanır ve elektroliz tankına daldırılır. Katışkısız kurşun, katot olarak kullanılan ince kurşun levhaların üzerinde çökelir. Potada arıtma işlemi ise karmaşık bir süreçtir, ama bu işlemle gümüş ve çinko yan ürünlerinin geri kazanılması daha kolay ve hızlı olur. Bütün pota arıtma işlemleri yumuşatma, gümüşün alınması, çinkonun alınması ve bizmutun alınması aşamalarından geçer. Arıtma işlemleri sonucunda, yüzde 99,999 arılıkta kurşun elde edilir.
    Kurşun Alaşımları: Katışkısız kurşunun mekanik özellikleri oldukça zayıftır ve daha dayanıklı olması istendiğinde başka elementlerle alaşımlanır. Bu amaçla en yaygın kullanılan alaşım metali antimondur. Kurşuna yüzde 12’ye kadar antimon katılmasıyla oluşan alaşımın kopma dayanımı katışkısız kurşununkine göre dört kat fazladır ve erime noktası daha düşüktür. Antimonlu kurşun pillerde kullanılır. Yüzde 2-70 arasında değişen oranlarda kalay içeren alaşımlardan ise sanayide lehimleme işlemlerinde yararlanılır. Kalay oranının artmasıyla alaşımın dayanımı artar ve erime noktası düşer. Antimon ve kalay içeren kurşun alaşımlarından, döküm özelliği çok iyi ve erime noktası düşük birçok hurufat alaşımı hazırlanır. Bunlardan linotip, stereotip ve elektrotip metalleri baskı makinelerinde ve yazıcılarda kullanılır. Kurşun temelli yatak metalleri ise, çoğunlukla sıkışma dayanımını artırmak amacıyla bakır, kalay ve arsenik katkılı antimonlu kurşundan yapılır.