Redaktion og opdatering af indholdet på denstoredanske.dk er indstillet pr. 24. august 2017. Artikler og andet indhold er tilgængeligt i den form, der var gældende ved redaktionens afslutning.

  • Artiklens indhold er godkendt af redaktionen

bly

Oprindelige forfattere Bos, Gram, OWD, SERa og SK-M Seneste forfatter Redaktionen

Bly. Verdensproduktionen af bly, 2006.

Bly. Verdensproduktionen af bly, 2006.

bly, grundstof nr. 82, placeret i det periodiske systems 14. gruppe; atomtegn Pb. Metallet har været kendt siden oldtiden. Alkymisterne satte det i forbindelse med planeten Saturn, så endnu i 1700-t. bar det også navnet saturnus.

Ordet bly er germansk og betyder 'farvestrålende'.

Bly er et blødt tungmetal, der egner sig til fremstilling af bøjelige rør og plader, og er derfor anvendeligt til afløbsrør, vandlåse samt beklædning af elkabler, men er nu i hovedsagen afløst af plast. På grund af den høje densitet kan det benyttes til hagl.

Friske snitflader har en stærk glans, men luftens ilt angriber hurtigt metallet under dannelsen af bly(II)oxid. Med syrer som saltsyre og svovlsyre danner bly tungtopløselige salte, der lægger et beskyttende lag på metallet, således at bly er forholdsvis bestandigt mod angreb fra disse syrer.

Annonce

Egenskaber
Nummer82
AtomtegnPb
Navnbly
Relativ atommasse207,2
Densitet11,35 g/cm3 (20 °C)
Smeltepunkt327,5 °C
Kogepunkt1753 °C
Opdagelsekendt siden oldtiden

Bly benyttes som skærmning mod bl.a. røntgen- og gammastråling. I en række legeringer, fx typemetal, findes bly; ved tilsætning af antimon, alkalimetaller og alkaliske jordartsmetaller får man meget hårde legeringer (hård bly).

Geokemi og mineraler

Bly. Verdensproduktionen af bly 2006.

Bly. Verdensproduktionen af bly 2006.

Det gennemsnitlige indhold af bly i naturlige materialer er meget lavt; mindst i ultramafiske bjergarter, størst i ler (47 g/t i Atlanterhavsler; 61 g/t i Stillehavsler), granit og skifer (ca. 23 g/t).

Bly er et lithofilt grundstof, dvs. det koncentreres i jordskorpebjergarter, først og fremmest fordi bly(II)ionen har nogenlunde samme ionradius som kaliumionen og derfor i et vist omfang kan indtræde på dennes plads i kaliumholdige mineraler som fx kalifeldspat og glimmer, hvis blyindhold er hhv. 98 g/t og 26 g/t. Dette forklarer de høje indhold i granit og lerbjergarter. Den grønne farve hos kalifeldspaten amazonsten skyldes deformation af krystalstrukturen som følge af, at bly har erstattet kalium.

Blandt mere end 250 blyholdige mineraler er gruppen med sulfider og sulfosalte langt den største. Blyholdige sulfider og sulfosalte dannes under hydrotermale betingelser (fx i mineralårer), mens langt de fleste blymineraler, som indgår i de øvrige mineralgrupper, hovedsagelig opstår ved forvitringsprocesser på jordens overflade.

Mineproduktion i 1000 ton
20062012
Australien780648
Canada7959
Kina10502800
Mexico140210
Peru320249
Sverige6162
Sydafrika5055
USA430345
andre lande410742
i alt33625170
Reserverne er i 2012 opgjort til 89 mio. t.
Kilde: Mineral Commodity Summaries, 2007 og 2014.

Forekomster

Bly findes uhyre sjældent i naturen som rent metal, og stort set hele mineproduktionen af bly kommer fra mineralet blyglans (galena). Det forekommer i hydrotermale mineralårer dannet ved temperaturer på mellem 200 og 300 °C og findes ofte sammen med zinkblende som fx ved Mesters Vig i Østgrønland. Forekomster af denne type er af begrænset størrelse og brydes kun sjældent alene pga. sit blyindhold. Når hydrotermale opløsninger, der evt. kan være cirkulerende varmt grundvand, trænger ind i karbonatbjergarter, neutraliseres opløsningernes syreindhold, og opløste metaller, bl.a. bly og zink, udfældes under dannelse af store uregelmæssige malmlegemer. På denne måde er de store forekomster af bly og zink i Mississippi Valley-området i USA opstået. Bly-zink forekomsterne ved Maarmorilik i Vestgrønland findes ligeledes i karbonatbjergarter, metamorfoseret til marmor.

Teknisk fremstilling

Halvdelen af den årlige blyproduktion kommer fra primærproduktionen — udvinding af nyt bly fra malm — mens den anden halvdel kommer fra sekundærproduktionen — genvundet bly fra skrot og affald .

Den fortsatte stigning i produktionen, der tidligere kunne registreres, standsede i 1980'erne, efter at en række blyanvendelser enten er ophørt eller stærkt på retur (især tilsætning af bly til benzin). En stigende mængde bly anvendes imidlertid til fremstilling af batterier, især startbatterier til biler, og metallet bliver systematisk genvundet fra kasserede batterier. Den andel af det samlede forbrug, som dækkes af genvundet bly, steg fra 36-37 % omkring 1980 til 50 % i 2006. Der forventes fortsat en stigende genanvendelse og en faldende primærproduktion af bly.

Den primære blyproduktion er helt overvejende baseret på mineralet blyglans (blysulfid), som i nogle områder findes alene, men de fleste steder sammen med kobber-, zink- eller sølvholdige malme. Efter malmbrydningen følger knusning og sortering ved flotation for at opkoncentrere og adskille blyglans fra de øvrige mineraler. Af det fremkomne blykoncentrat udvindes metallet gennem en række processer: ristning, smeltning og raffinering.

Ristning er en forbrændingsproces, som omdanner blysulfidet til blyoxid, idet svovlet brænder til svovldioxid, som udnyttes til fremstilling af svovlsyre. Oxidet bliver derefter reduceret til metallisk bly ved 1000-1200 °C, almindeligvis i en skaktovn, som fødes med det ristede blykoncentrat, koks og slaggedannere. Fra ovnen tappes et råbly med en renhed på ca. 98 %.

Mange slags blyaffald og skrot kan smeltes og reduceres i samme type skaktovne; derfor er grænsen mellem primær- og sekundærproduktion ikke skarp, fx oparbejdes store mængder kasserede batterier ad denne vej. I andre tilfælde smeltes batterier og andet blyholdigt affald efter forudgående knusning og sortering i roterende eller faststående reduktionsovne (flammeovne). Resultatet er i alle tilfælde et råbly, hvis præcise sammensætning afhænger af udgangsmaterialerne, men som skal gennemgå en lignende raffinering som primærbly.

Forskellige processer er udviklet til direkte smeltning af blymalm uden den forudgående ristning, som repræsenterer en væsentlig omkostning, bl.a. til miljøbeskyttelse. Til gengæld påløber der andre omkostninger, fx brug af ilt i stedet for almindelig luft og efterbehandling af store mængder metalholdige slagger. Disse processer anvendes på enkelte værker, men har ikke i større omfang fortrængt den klassiske ristning og smeltning.

Bly smelter ved 327 °C og de fleste blylegeringer ved endnu lavere temperaturer; derfor kan det smeltede metal raffineres i forholdsvis simple ovne eller åbne gryder af jern. Ved røring med forskellige kemikalier fjernes urenhederne en efter en i form af slagger eller asker, som afskummes.

En meget benyttet proces er selektiv oxidation med luft eller ilt, som blæses gennem det smeltede metal; derved oxiderer legeringsbestanddele, navnlig antimon, frem for blyet selv. Da antimon er en vigtig bestanddel i mange blylegeringer, hvor det giver hårdhed, kaldes processen, der fjerner antimon, softening ('blødgøring'). Det rene metal kaldes tilsvarende blødt bly i modsætning til antimonlegeret bly.

Ved de beskrevne processer kan bly bringes frem til en renhed på 99,97 % eller bedre. Renhed på 99,99 % og derover kræver alternativ eller supplerende raffinering, fx ved elektrolyse. Mest benyttet er Betts proces, der anvender kiselflussyre (hydrogensiliciumfluorid) som elektrolyt.

Forbindelser

Bly står i 14. gruppe af det periodiske system og kan i overensstemmelse hermed optræde med oxidationstallet +4. Forbindelser med oxidationstal +2 forekommer imidlertid langt hyppigere, og det er også med dette oxidationstal, at bly optræder i naturen.

Halogenforbindelser. Typiske bly(II)forbindelser, der alle er tungt opløselige i vand (PbCl2 dog noget opløseligt i varmt vand), kan skrives som PbX2, hvor X kan være et af halogenerne fluor, F, klor, Cl, brom, Br, jod, I. Bly(II)fluorid, PbF2, kan med fluor oxideres til bly(IV)fluorid, PbF4, der er et hvidt, krystallinsk stof; bly(IV)klorid, PbCl4 er en væske (smp. —15 °C). Begge forbindelser reagerer meget let med luftens indhold af vanddamp. De øvrige halogener danner ikke bly(IV)forbindelser, da bly(IV)ionen er oxiderende.

Oxygenforbindelser. Smeltet bly reagerer med oxygen og danner PbO, bly(II)oxid. Der findes to former, en rød, der er den stabile form op til 488 °C, og en gul, der er stabil over denne temperatur. Ved oxidation af bly(II)forbindelser, fx ad elektrolytisk vej, dannes bly(IV)oxid, PbO2, der er et sort, fast stof. Mønje, Pb3O4, der er et rød-orange, fast stof, indeholder bly i begge oxidationstrin. Dobbeltoxider med blyoxider kaldes plumbater, fx bariumplumbat(II), BaPbO2, og bariumplumbat(IV), BaPbO3.

Svovl-, selen- og tellurforbindelser.Bly(II)sulfid, PbS, findes i naturen i store mængder som mineralet blyglans. Det er meget tungt opløseligt i vand, og udfældning af blysulfid med hydrogensulfid, H2S, (svovlbrinte) tjener som en følsom analysemetode for bly. Blyselenid, PbSe, og blytellurid, PbTe, er som blysulfid halvledere og anvendes i elektronikindustrien.

Anvendelser af blyforbindelser

Alle blyforbindelser er giftige, men trods dette har bly og dets forbindelser siden oldtiden fundet udbredt anvendelse i dagligdagen. Selvom anvendelsen af bly og dets forbindelser nu søges begrænset, er den stadig stor. En af de største anvendelser er i bilbatterier (akkumulatorer), hvor bly som grundstof samt bly(IV)oxid er de vigtigste komponenter. Tetraethylbly, Pb(C2H5)4, har igennem mange år været anvendt som additiv i benzin (for at undgå motorbankning), men anvendelsen er nu aftagende.

Da blyholdige malerfarver har god dækkeevne, har de tidligere været meget anvendte. Nogle af de vigtigste er blyhvidt, basisk blycarbonat, Pb(OH)2,2PbCO3, det ovenfor nævnte mønje, samt chromgult, der er bly(II)chromat, PbCrO4. Anvendelsen af de nævnte malerfarver søges begrænset, og titanhvidt, TiO2, erstatter nu i stort omfang blyhvidt.

Blyacetat med tre molekyler krystalvand, Pb(CH3COO)2∙3H2O, kaldes også blysukker, da det har en stærkt sødlig smag. Det opløses let i vand, og de vandige opløsninger kaldes også blyeddike. Blyacetatopløsninger bruges som udgangsstof for fremstilling af mange tungtopløselige blyforbindelser, der kan udfældes herfra. En anden letopløselig blyforbindelse er blynitrat, Pb(NO3)2, der ligeledes tjener som udgangsprodukt for fremstilling af blyforbindelser.

Læs mere om bly i underemnerne herunder.

Referér til denne tekst ved at skrive:
Ole Bostrup, Niels F. Gram, Ove W. Dietrich, Svend Erik Rasmussen, Sven Karup-Møller: bly i Den Store Danske, Gyldendal. Hentet 22. april 2019 fra http://denstoredanske.dk/index.php?sideId=48573