Lyijymalmilla on melko monimutkainen rakenne. Sitä käsitellään pitkään ja polymetallimalmien sulatuksen jälkeen saadaan lyijyä. Arkeologisen tutkimuksen perusteella lyijymalmin ja itse metallin louhintamenetelmät ovat olleet tiedossa muinaisista ajoista lähtien. Vanhin löytö löydettiin 6000 vuotta vanhasta haudasta. Esineen muoto on sauva, sen kahva oli puinen, mutta siinä oli lyijykärki.
Lyijyn ominaisuudet
Puhdas lyijy tunnetaan, mutta erittäin harvinainen. Sinertävän harmaa metalli, jolla on kirkasta metallista kiiltoa juuri leikattuna ja joka hapettuu nopeasti altistuessaan ilmalle. Se on kemikaalipöydällä numero 82. Pehmeä, naarmuuntuva ja jättää paperiin mustan raidan. Metallin ominaispaino on 11,40. Se sulaa 325 °C:ssa ja kiteytyy hitaasti jäähtyessään. Se on vähän luja, eikä sitä voi vetää lankaan, mutta silti se on helpporullattu tai puristettu ohuiksi levyiksi.
Pienet epäpuhtaudet vaikuttavat merkittävästi sen ominaisuuksiin. Lyijy uutetaan erittäin helposti yhdisteistä ja liukenee laimeaan typpihappoon. Se muodostaa useita kaupallisesti tärkeitä yhdisteitä. Esimerkiksi lyijylitharge ja punainen lyijy ovat oksideja, valkoinen lyijy on emäksistä karbonaattia.
Lyijymalmityypit
Yleisimmin sinkki- tai hopeamalmeihin yhdistetään galenia. Jälkimmäisestä saatua lyijyä kutsutaan "kovaksi" ja hopeattomista malmeista "pehmeäksi". Galenan yläosissa kerrostumat hapettuvat lukuisiksi oksisuoloiksi. Tärkeimmät lyijymineraalit ovat siis: cerussiitti, kulmasiitti, pyromorfiitti, mimetiitti, vanadiniitti, krokoiitti ja wulfeniitti.
Galeeni on pääsääntöisesti syvässä olevissa suonissa, jotka eivät ole hapettuneet. Kun suonet ovat hapettuneet ja kuluneet, kulmakohdat näkyvät muutostuotteina. Tämä mineraali on epävakaa verrattuna kerussiittiin ja muuttuu jälkimmäiseksi joutuessaan alttiiksi hiiltyneille vesille. Kun hapetusvyöhykkeen liuokset ylittävät fosfaattikivien, kehittyy pyromorfiittia. Jos galeenissa on hopeaa, hopeamineraaleja muodostuu hapettumisen seurauksena.
Jotkut maailman tärkeimmistä hopeamalmeista muodostuvat tällä tavalla. Lyijymalmisuonissa esiintyy useita mineraaleja yhdessä galeenin kanssa, yksi yleisimmistäyksi niistä on sfaleriitti. Tärkeimmät muista assosioituneista mineraaleista ovat kalsiitti, dolomiitti, sideriitti, pyriitti, kalkopyriitti, bariitti ja fluoriitti.
Kaivos- ja tuotantotekniikka
Lyijyn ja sinkin käsittelyssä on kolme pääprosessia: murskaus, jauhaminen ja rikastus. Lyijyn valmistamiseksi esimerkiksi galeenista tai cerussiitista malmi ensin pasatetaan tai kalsinoidaan osittain ja sitten sulatetaan jälkikaiunta- tai masuuneissa. Useimmat lyijymalmit sisältävät hopeaa. Tämä metalli saadaan kuppauksella tai muilla menetelmillä. Sfaleriitti yhdistetään usein galeenaan, mutta sulattimet ottavat harvoin yli 10 prosenttia sinkkiä sisältäviä lyijymalmeja, koska sen esiintyminen vaikeuttaa sulatusta. Tällaisissa tapauksissa turvaudu kahden mineraalin mekaaniseen erottamiseen (rikastus). Joskus tämän prosessin aikana tapahtuu merkittäviä sekä lyijyn että sinkin häviöitä.
Kun lyijymineraaleja kuumennetaan pelkällä hiilellä, niistä muodostuu rikinkeltainen kuori. Kun niitä kuumennetaan kaliumjodidilla ja rikillä, ne muodostavat loistavan keltaisen pinnoitteen. Natriumkarbonaatilla ja hiilellä paahdettaessa syntyy metallista lyijyä, joka näkyy lyijynharmaana pallona, joka on kuumana kirkas mutta kylmänä himmeä. Jos antimonia yhdistetään galeenaan, malmi sulatetaan usein ilman käsittelyä suoraan antimoniaalisen lyijyn tuottamiseksi.
Sovellukset
Metallista lyijyä käytetään levyjen, putkien jne. muodossa. Sitä käytetään mm.valmistaa vaakoja, luoteja ja laukauksia. Se on myös komponentti erilaisissa seoksissa, kuten juote (lyijy ja tina), kovametalli (lyijy ja antimoni) ja matalassa lämpötilassa sulavat metalliseokset (lyijy, vismutti ja tina). Pieni määrä lyijyä käytetään emäksisen karbonaatin muodossa, joka tunnetaan valkoisena lyijynä ja on erittäin arvokas väripigmentti. Lyijyn, lithargin ja punaisen lyijyn oksideja käytetään korkealaatuisen lasin valmistuksessa, savituotteiden lasiteissa ja väripigmenttien muodossa. Lyijykromaatteja käytetään keltaisina ja punaisina maaleina. Lyijyasetaatti, joka tunnetaan nimellä lyijysokeri, on tärkeä monilla teollisuudenaloilla.
Rikkaiden lyijy- ja sinkkielementtien ansiosta lyijy-sinkkimalmilla on erinomainen louhintakyky. Sitä käytetään laaj alti sähkötekniikassa, koneenrakennuksessa, sotilasteollisuudessa, metallurgiassa, kevyessä teollisuudessa, lääke- ja kemianteollisuudessa. Lisäksi sinkkimetallilla on laaja valikoima sovelluksia ydin- ja öljyteollisuudessa.
malmiesiintymät
Lyijyjäämät käsitellään kolmessa eri luokassa sen mukaan, mitä ne louhitaan: pelkkä lyijy, lyijy ja sinkki, lyijy ja hopea. Viime vuosina lyijyhopeamalmit ovat olleet metallin suurin lähde. Erittäin tärkeä on muun muassa Missourin kaakkoisalue.
Galenaa löytyy sekä kerroksista että suonista. Metasomaattisia lyijy- ja sinkkilaskimoja esiintyy kalkkikiven kosketuksessa olevissa metamorfisissa kerrostumissa. Nämä ovat Derbyshire, Flintshire, Cumberland Englannissa; Myynti sisäänRuotsi; Reibl ja Blayberg (Carinthia), Leadville (Colorado), Utah, Wisconsin jne.
Hydrotermiset alkusuonit ovat toinen tärkeä tapa, jolla galenia esiintyy. Tämä koskee sfaleriittia, rikkikiisua, kvartsia ja bariittia: Cardiganin, Minerin, Mansaaren, Cornwallin, Derbyshiren, Aspenin ja Ricon (Colorado), Broken Hillin (Uusi Etelä-Wales) ja Freibergin (Saksi) esiintymät. Amerikan yhdysvallat toimitti kerran noin 90 % maailman lyijymalmista. Viime aikoina on julkaistu paljon vähemmän. Myös Espanja, Australia, Saksa, Puola ja Meksiko tuottivat merkittäviä määriä lyijyä. Seuraavina ovat Yhdistynyt kuningaskunta, Venäjä, Ranska, Kanada, Kreikka ja Italia.
Venäjän mahdollisia lyijyvaroja koskevien arvioiden mukaan se on maailman toisella sijalla, mutta tuotannossa mitattuna maa on vasta seitsemäs. Suurimmat lyijymalmiesiintymät sijaitsevat Itä-Siperian alueella, niitä on yhteensä 68.
