鉛精錬

鉛を生産する工場は、一般に鉛製錬所と呼ばれます。鉛の一次生産^{[説明が必要]は}焼結から始まります。濃縮された鉛鉱石は、鉄、シリカ、石灰石フラックス、コークス、ソーダ灰、黄鉄鉱、亜鉛、苛性アルカリ、または汚染制御粒子とともに焼結機に投入されます。製錬では、これらの酸化元素と結合して金属を遊離させる適切な還元物質が使用されます。還元は、製錬における最後の高温ステップです。ここで酸化物は元素金属になります。還元環境 (空気不足の炉内の一酸化炭素によって提供されることが多い) により、生の金属から最終的な酸素原子が引き出されます。

鉛は通常、焼結工程で生成された鉛焼結物と熱源としてコークスを使用して高炉で精錬されます。溶融が起こると、炉内にいくつかの層が形成されます。溶融鉛とスラグの混合物は炉の底に沈み、ヒ素やアンチモンなどのスパイスと呼ばれる最も軽い元素の層が溶融物の上に浮かびます。粗地金と鉛スラグの層は「炉前部」から流れ出て「前炉」に流れ込み、そこで 2 つの流れが分離されます。焼結機に追加された「フラックス」元素のほとんど (主にシリカ、石灰石、鉄、亜鉛) を含む鉛スラグの流れは、廃棄することも、含まれている亜鉛を回収するためにさらに処理することもできます。

大量の銅を含む粗鉛地金は、その後「銅ドロス化」されます。この段階では、通常は固体の硫黄元素が溶融した粗鉛地金に加えられ、含まれる銅と反応します。この段階で「マット」層が形成され、粗鉛地金に由来する銅の大部分と、金属硫化物などの他の不純物が含まれます。スペイスとマットは通常、銅製錬所に販売され、銅処理のために精錬されます。

高炉から出た鉛は鉛地金と呼ばれ、ドロッシング工程を経ます。地金は釜で撹拌され、700～800度に冷却されます。この工程により、溶融鉛とドロスができます。ドロスとは、鉛の表面に浮かぶ鉛酸化物、銅、アンチモン、その他の元素のことです。ドロスは通常、すくい取られてドロス炉に送られ、鉛以外の成分が回収され、他の金属メーカーに販売されます。銀や金を鉛から 分離するには、パークス工程が使用されます。

最後に、溶融鉛を精製します。混合物に残っている鉛以外の成分を除去するために、通常はベッタートン・クロール法やベッツ電解法などの乾式冶金法が使用されます。鉛以外の金属は通常、他の金属加工工場に販売されます。精製された鉛は合金にしたり、直接鋳造したりできます。^[1]

このような工場で操業または作業する人々は製錬業者とも呼ばれます。

鉛の最も一般的な鉱物である方鉛鉱は、主に硫化鉛 (PbS) です。硫化物は亜硫酸塩 (PbSO ₃ ) に酸化され、熱分解して酸化鉛と二酸化硫黄ガスになります (PbO と SO ₂ ) 。二酸化硫黄(上記の例の二酸化炭素など) は排出され、酸化鉛は還元されます。 その他の鉛鉱石には、角閃石、青鉛鉱、パイロモルファイト、ミメタイト、ウルフェナイトなどがあります。

鉛鉱石によく含まれる他の元素としては、亜鉛や銀などがある。^[2]

生産される鉛のほとんどは二次資源から来ています。鉛スクラップには、鉛蓄電池、ケーブル被覆、パイプ、シート、鉛でコーティングされた金属、またはターンベアリング金属が含まれます。はんだ、製品廃棄物、ドロスも、少量の鉛含有量のために回収される場合があります。二次鉛のほとんどは、バッテリーに使用されます。

バッテリーから鉛を回収するには、バッテリーを分解して部品を分類します。鉛を含む部品は、硬質鉛の場合は高炉で、微粒子の場合は回転式反射炉で処理されます。高炉の構造は、鉄鋳物工場で使用されるキューポラ炉に似ています。炉には、スラグ、スクラップ鉄、石灰石、コークス、酸化物、ドロス、反射スラグが投入されます。コークスは鉛を溶かして還元するために使用されます。石灰石は不純物と反応して上部に浮かび上がります。このプロセスにより、鉛の酸化も防止されます。溶融した鉛は高炉から保持ポットに流れ込みます。鉛は、アンチモン、スズ、ヒ素、銅、ニッケルなどの合金と混合される場合があります。その後、インゴットに鋳造されます。^{[3] [4]}

人類は何千年もの間鉛を精錬し、その過程で自らを中毒させてきました。鉛中毒は最も古くから知られている労働災害および環境災害の 1 つですが、害を及ぼすには少量の鉛が必要であるという現代の認識は、20 世紀後半まで生まれませんでした。鉛への曝露の安全な閾値は発見されていません。つまり、体に害を及ぼすには少量すぎる鉛は知られていないのです。

米国疾病予防管理センターと世界保健機関は、血中鉛濃度が10μg/dL以上になると懸念すべきとしていますが、鉛は低濃度でも発育を阻害したり健康に有害な影響を及ぼす可能性があり、安全な暴露レベルはわかっていません。 ^[5]米国小児科学会などの権威は、血中鉛濃度が10μg/dLを超える場合を鉛中毒と定義しています。

鉛製錬所では汚染防止対策がほとんど取られておらず、周辺住民の血中鉛濃度の上昇など、さまざまな環境問題を引き起こしています。この問題は、鉛製錬所の近くで育った多くの子供たちにとって特に深刻です。^[6]

最も古い鋳造鉛ビーズはアナトリア（トルコ）のチャタルヒュユク遺跡で発見されたと考えられており、紀元前6500年頃のものとされています。後に、それらは実際には鉛を豊富に含むが鉛とは異なる鉱物である青鉛鉱と方鉛鉱から作られていたことが判明しました。 ^[7] 古代の製錬は、屋外の炉床と炉で大量の鉛鉱石と木炭を使用して行われました。

鉛はありふれた金属だが、その発見は古代世界に比較的小さな影響しか与えなかった。鉛は柔らかすぎるため、武器（投石器で発射する以外）や構造要素には使えない。しかし、鋳造や成形が容易なため、古代ギリシャや古代ローマの古典世界では配管や貯水に広く使われるようになった。また、石造りの建物のモルタルや筆記具としても使われた。 製錬所は水力で鉛やその他の金属を製錬する工場だった。ローマの鉛製錬は地球規模の汚染の証拠となった。紀元前500年から紀元後300年までのグリーンランドの氷床コアは、大気中の鉛含有量が測定可能なほど高かったことを示している。^[8]モンテ・ローザ山塊のスイス側にあるコレ・ニフェッティの氷床コアを研究している研究者らは、ヨーロッパにおける歴史的に高い大気中の鉛汚染レベルは、西暦640年以降の金から銀への通貨制度の変更と関連しており、その主な発生源はフランスのメレ鉱山である可能性が高いことを発見した。西暦1170年から1216年の間のその後の大気汚染は、産業革命時に見られたレベルと同時期に記録されたイギリスのピーク・ディストリクトの鉱山からの鉛と銀の生産とさらに強く相関している。^{[9] [10] [11]}

ゲオルギウス・アグリコラ（1494-1555）は、鉱業と冶金に関する論文『金属論』第9巻で、16世紀前半のヨーロッパで流行していた鉛製錬の方法と設備の詳細を示した。方法は、原始的な平炉（基本的には鉛鉱石を積んだ焚き火）から、連続運転が可能な高炉まで多岐にわたる。^[12]

アメリカには1930年代から1960年代にかけて操業していた、忘れ去られた鉛製錬会社が400社あり、付近の土壌に危険なレベルの鉛汚染物質を堆積させた可能性がある。^[13]

• ガジムルスキー・ザヴォド

• ブーラルー、ニューサウスウェールズ州
• アルジェントン、ニューサウスウェールズ州
• コックルクリーク製錬所

• グリントン スメルト ミル、ノース ヨークシャー、イングランド
• ミルフォード、ダービーシャー
• メンディップヒルズ
• ワークスワース
• オランダのアーネムにある錫と鉛の製錬所は1990年代に閉鎖された。
• オーバーハルツ、ドイツ
• コプシャ・ミカ作品、トランシルヴァニア
• ランメルスベルク、ドイツ
• バリーコーラス鉛鉱山
• ダルネゴルスク
• イース・アニー
• ジルバーヒュッテ（ハルツゲローデ）

• カリフォルニア州ヌーンデイキャンプ
• トライステート地区 (カンザス州南東部、ミズーリ州南部、オクラホマ東部)
• ミズーリ州南東部リード地区
• ミズーリ州オールドマインズ
• ASARCO ユタ州マレー
• ユタ州ミッドベール
• 国際製錬・精製会社 ユタ州トゥーイル
• ユタ州シルバーシティ
• カロンデレット、セントルイス
• バンカーヒル鉱山と製錬所、アイダホ州
• アイダホ州ケッチャム
• テキサス州エルパソ
• アリゾナ州デューイ・ハンボルト
• プリーストマイン、カナダ
• セロ・ゴルド鉱山
• モンタナ州ビュート
• ハーバーアイランド（シアトル）
• ウィスコンシン州シンシナワ
• インディアナ州イーストシカゴ^[14]

• キトウェ、ザンビア

• ニルスター ポートピリー
• ブロークンヒル、ニューサウスウェールズ州
• マウントアイザ鉱山

• インド・ラジャスタン州チットールガル地区のチャンデリヤ製錬所

• ロンスカー銅製錬所はスウェーデンのシェレフテハムンにあり、主な製品は銅、亜鉛クリンカー、鉛、貴金属です。
• スウェーデン南部ランツクルーナ郊外のベルグソー鉛精錬所では、廃自動車バッテリーから鉛を抽出している。
• タラ鉱山
• プロヴディフのKCMは、高炉を使用して60年以上鉛を生産しており、現在は老朽化した高炉を置き換えるために、6,000万ユーロをかけて新しい製錬所TSL炉を稼働させているところです。

• Doe Run Resources Corporation は、北米最大の総合鉛生産者であり、西側諸国でも最大の一次鉛生産者です。
• ヘイデン・スメルター、アリゾナ州
• ニューブランズウィック州ベルデュン
• レッドドッグ鉱山、アラスカ
• Teck Trail Operations、トレイル、ブリティッシュコロンビア州、カナダ。

• ラ・オロヤ
• セロ・デ・パスコ、ペルー

• 2009年中国の鉛中毒事件
• アルミニウム製錬
• 鋳鉄
• デスロージリードカンパニー
• ローマ時代のブリテン島における鉱業
• タジキスタンの鉱業
• イギリスの鉱業
• モリブドマンシー
• トレイル製錬所紛争
• 亜鉛製錬

• チャールズ・バサースト製錬所、アーケンガースデール、イギリス