Bly och dess föreningar

Metallen bly (Pb) är en slutprodukt efter flera millioner års sönderfall av tidigare radioaktiva ämnen (den s.k. halveringsprocessen), därav dess stabila egenskaper. Våra egna atomsopor kommer också att sluta som en blyförening i jordskorpan om sisådär 2 milliarder år. Huruvida släktet Homo Sapiens då fortfarande existerar förefaller ytterst tveksamt ...

Bly har en ganska låg smältpunkt på 327.5°C. Metallen är mjuk och lätt att forma medelst gjutning, valsning eller smide. Bly är dock inte särskilt elastiskt eller draghållfast och en ganska dålig ledare för elektrisk ström och värme.

En ny snittyta av rent bly är glänsande blåvit men får i fuktig luft ett tunt oxidskikt med matt blågrå färg (den som gjuter ser ju skillnad på nya och gamla kulor). Denna oxidhinna gör att blyet inte oxiderar vidare i luft och vanlig temperatur. Först om man värmer till 600-800° C (dvs långt över kulgjutningsgrytans temperatur runt 400 grader Celsius) oxiderar allt det smälta blyet till blyoxid.

Om man tillsätter koncentrerad svavelsyra får blyytan ett överdrag av ett tätt lager svårlösligt blysulfat som hindrar vidare påverkan av svavelsyran. Om man i stället använder koncentrerad saltsyra får man en hinna av blyklorid. Däremot salpetersyra löser blyet till blynitrat. Organiska syror (t.ex. ättiksyra) löser också blyet, om luft samtidigt har tillträde. Bly reagerar med fluor redan vid rumstemperatur och med klor vid uppvärmning. Smält bly reagerar med svavel till blysulfid.

Hur används bly?

Räknar man i använda ton metall ligger bly som nummer fem, efter järn, koppar, aluminium och zink. I regel används blyet inte rent utan i legeringar, främst med antimon (2-10% inblandning ger "hårdbly") och tenn. Dessa legeringar har högre hållfasthet än rent bly men de har fortfarande en låg smältpunkt, goda korrosionsegenskaper och hög täthet.

Cirka hälften av blyproduktionen i världen går till ackumulatorer (batterier) och en hel del till rör och reaktorkärl inom kemisk industri. Ett minskande användningsområde är som färgpigment och tetraetylbly (bensintillsats). Elkabelhöljen, glas/keramik, ammunitionsprojektiler och lödtenn är andra användningsområden.

Genom sin täthet skyddar blyet mot radioaktiv strålning och röntgenstrålning. Bly används också till motvikter (tätheten ger ju stor tyngd på liten volym) och för att dämpa ljudvågor och mekaniska vibrationer.

Blyhanteringens omfattning

Världsproduktionen av bly var 1990 ca 5.7 miljoner ton. Drygt hälften utgjordes av återvunnet bly.

I Sverige bryts ca 80.000 - 100.000 ton blymalm varje år. 75% kommer från blygruvan i Laisvall, som är Europas största. Vid Rönnskärsverken, som förädlar blymalmen, producerades 1992 ca 54.000 ton rent bly.

Blyåtervinningsverket i Landskrona producerar årligen ca 40.000 ton bly. Av det inkommande blyet för återvinning utgöres ungefär hälften av batterier, resten är skrot och aska. Av det i Sverige återvunna blyet exporteras drygt hälften, resten används för tillverkning inom landet av ackumulatorer, blymantlad kabel och lödtenn.

Sverige är en nettoexportör av bly. Vi använder i landet för närvarande ca 34.400 ton bly, nytt och återvunnet, varje år (siffran har varit relativt konstant sedan 1992) fördelade på ett stort antal användningsområden:

 

 
Användning av bly  

ton 1992

Ackumulatorer  

22.000

Kabelmantel  

3.000

Plasttillsatser  

2.000

Glas, halv- och helkristall  

1.320

Elektronik, TV/PC-bildskärmar, lödning

 

1.300

Balansvikter för bilhjul   1.000
Jakt, hagel   900
Metallindustri, legeringar   900
Fiske, blysänken för mete och nät   600
Byggbranschen, skorstensbeslag   500
Bensin, etylblytillsats   340
Skytte, kulor   300
Övrig användning   150
Färg, pigment, torkmedel, mönja (rostskydd)   90
Blylödda konservburkar   25
SUMMA   34.425
     
Siffrorna för elektronik, jakt, metallindustri, fiske och byggbranschen avser 1992. Siffrorna för glas och färg avser 1991. I övrigt saknas nya uppskattningar varför 1988 års mängder har använts.

Betydande andelar återvinns för ackumulatorer, kabelmantel, balansvikter och metallindustri. Kvantiteterna är därför ur exponeringssynpunkt ej direkt jämförbara med övriga.

För blylödda konservburkar kan man göra en intressant reflektion. Metalliskt bly anses tydligen inte farligare än att man kan tillåta användning av blylödning i konservburkar för mat. Och observera att det är fråga om helkonserver, där maten kan ligga i direktkontakt med blylödningen i åratal!

Enligt ovanstående redovisning hamnar sportskyttarnas kulor fyra (4) från slutet. Deras 300 ton bly utgör knappt nio (9) promille av totalförbrukningen!

 Blyföreningar

Bly förekommer i tre naturliga föreningar och många industriellt framställda föreningar. Vi skall här försöka ge en överblick av de vanligast använda, utan att alltför mycket gå in på komplicerad kemi. Namnändelsen på blyföreningen signalerar vad det är man har kombinerat blyet med.

 

nitrat kväveföreningar, t.ex. salpetersyra
klorat kloratjoner i förening, eller klorsyra
acetat ättiksyra
sulfat svavelsyra
karbonat kolsyra
kromat kromsyra
fosfat fosforsyra
molybdat negativt laddade komplexa joner av molybden
sulfid svavel
   

Naturligt förekommande blyföreningar i jordskorpan:

Blysulfid

Finns i naturen som mineralet blyglans. Svart, svårlöslig i vatten, löslig i salpetersyra och koncentrerad saltsyra. Blir elektriskt ledande i belysning och används därför i fotoceller. Har också användningsområden inom infrarödtekniken och i transistorer.

Blysulfat

Förekommer i naturen som mineralet anglesit. Mycket svårlösligt i vatten, löses i koncentrerade syror/alkaliska lösningar. Kan också framställas genom att antingen blymonoxid, blyhydroxid eller blykarbonat behandlas med varm svavelsyra eller genom att svavelsyra blandas med ett lösligt blysalt, vilket ger vit fällning. Blysulfat bildas i blyackumulatorer vid urladdning. (Det ser man ofta på bilens batteri...)

Blykarbonat

Förekommer i naturen som mineralet cerussit. Färglösa kristaller, sönderfaller vid omkring 315° C. Praktiskt taget olösligt i kallt vatten. Lösligt i syror/alkaliska lösningar. Kan framställas genom att koldioxid leds genom en kall vattenlösning av blyacetat. Mycket användbart inom industrin.

 

Blyföreningar som är industriellt framställda för sina specifika användningsområden:

Blyfluorid

Vitt fast ämne, smältpunkt 855 grader Celsius, som används för glas, infrarödteknik, elektrooptik och som katalysator.

Blyklorid

Vitt, smältpunkt 501° C, som används som grundmaterial för blyorganiska föreningar, i vissa batterier och som tillsats vid galvanisering av stål.

Blybromid

Vitt, smältpunkt 373° C, mörknar då det utsätts för ljus. Har därför använts inom fototekniken och dupliceringstekniken, i vissa plaster samt i vissa svetstekniker.

Blyjodid

Gul (på grund av jodens färg), smältpunkt 402° C. Används inom fototekniken, i vissa batterier, kvicksilverlampor, termoelektriska material och smörjoljor. En kuriositet: har också använts som aerosol från flygplan i USA (i Sovjet med raketer) för att på artificiell väg utlösa regn!!

Blyoxid/blymonoxid

Röd med smältpunkt upp till 489° C (kallas också blyglete), övergår därefter till en gul form med smältpunkt 897° C. Löser sig i både syror och alkaliska lösningar. Framställs som en reaktion mellan smält bly och luft/syrgas i en ugn. Är en viktig industrikemikalie, främst för tillverkning av blyackumulatorer, men även för glas- och keramikindustrin (kan också ingå i glasyrer och emaljer, varvid den omvandlas till svårlösliga blysilikater). Används också inom gummi- och plastindustrin samt i färgpigment och i fernissor.

Blydioxid

Brunsvart, delar sig vid 290° C till blyoxid och syre. Är elektriskt ledande och används i blyackumulatorer. Detta är ett kraftigt oxidationsmedel och används inom färgindustrin, till tändstickor samt inom pyrotekniken.

Blymönja

En blandning av blyoxid och blydioxid. Framställs genom att blyoxid upphettas i luft till 450-500° C. Lysande orangerött, används som rostskyddsmedel för järn och stål. Används mycket inom ackumulatortekniken, för glas-, keramik- och gummiindustrin samt som strålningsskydd för gamma- och röntgenstrålar.

Blyhydroxid

Svårlöslig i vatten, löslig i syror och alkaliska lösningar. Framställs genom reaktion mellan natriumhydroxid och blynitrat och används bl.a. i nickel-kadmium-batterier.

Blynitrat

Färglös, lättlöslig i vatten och ganska löslig i alkohol. Framställs genom att metalliskt bly eller svårlösliga blyföreningar löses i salpetersyra. Stor användning inom industrin.

Blyazid

Färglösa nålkristaller. Ett känsligt initialsprängämne, som detonerar vid 350° C. Har låg löslighet i vatten och transporteras/hanteras därför under vatten för att reducera explosionsfaran. Stora kristaller kan detonera spontant.

Blyacetat

Ett vitt kristalliniskt ämne som sönderfaller vid uppvärmning över smältpunkten, som är 280° C. Mycket lättlösligt i vatten och framställs genom att blymonoxid (blyglete) eller blykarbonat löses i ättiksyra. Lösligt i etanol.

Blyacetattrihydrat

Ett vitt kristalliniskt ämne. Vid uppvärmning avgår vattnet. Lösligt i vatten men olösligt i etanol. Intensivt söt smak, kallades förr blysocker, men är giftigt. Används bl.a. som betmedel vid bomullsfärgning.

Blyacetat, blytetraacetat

Färglös, smältpunkt 175° C. Bildas av blymönja och varm vattenfri isättika. Ett verksamt oxidationsmedel som bl.a. används vid syntes av organiska ämnen.

Basiskt blykarbonat, blyhydroxidkarbonat

Bildas av blykarbonat i varmt vatten eller genom upplösning av bly i ättiksyra och efterföljande behandling med koldioxid. Har länge använts som vitt färgpigment under namnet blyvitt, men har numera ersatts av titandioxid (titanvitt) som täcker bättre och inte är giftigt. Används dock i många andra industriella processer.

Blysilikater

Olika sammansättningar mellan blyglete (blymonoxid) och kvarts. Används inom glas/keramik/emaljindustrin.

Blytitanat

Används som gult färgpigment.

Blyzirkonat

Färglösa kristaller med goda piezoelektriska egenskaper - sådana används bl.a. i klockor.

Tetraetylbly och tetrametylbly

Används i sjunkande utsträckning som tillsatser i bensin. Har smörjande effekt.

 

Vad händer i industrin om bly förbjuds?

Förmodligen skulle det bli totalkaos och ett ramaskri från den del av näringslivet som är basen för vår ekonomi, nämligen industrin.

När det gäller ackumulatorer ligger man relativt långt framme med att framställa blyfria produkter, men det är långt kvar tills att dessa blir ekonomiskt konkurrenskraftiga.

Bensin med blytillsats har till stor del försvunnit. I bensinen för de nyare bilarna används en annan smörjande tillsats (som förhoppningsvis inte är lika giftig som bly??).

Inom den keramiska industrin försöker man eliminera blyanvändning i produkter som skall användas för mat. För övriga produkter råder ett mörkertal.

Inom färgindustrin är man medveten om riskerna med bly i produkterna.

Länsstyrelserna i industrilänen får varje år ett antal ansökningar från olika industrier om dispens för att släppa ut ett antal miljöfarliga ämnen i luften, bland dessa bly. Oftast leder ansökan till ett beviljande. Men har man därefter någon verklig kontroll (inte bara industrins egen partiska "kontroll") av hur stora utsläpp som sker? De rapporter vi får via massmedia tyder på att det är stor skillnad mellan teori (tillstånd) och verklighet (utsläpp) i många fall.

Om bly förbjuds inom industrin, hur många industrier kommer att läggas ner?

Vad innebär detta av arbetslöshet, avfolkning, sociala problem?

 

*) Piezoelektricitet (piezo, av grekiska ordet för tryck):

mekanisk deformation ger elektrisk spänning, och omvänt att den elektriska spänningen kan ge mekanisk deformation. En växelspänning ger mekaniska vibrationer. Resonanssvängning i kristaller utnyttjas för att få exakt frekvens och för att alstra ultraljudvågor. Effekten upptäcktes av bröderna Pierre och Jacques Curie.