PLOMO

I. Introducción El mineral del plomo se encuentra con relativa abundancia en la corteza terrestre, esto determino que fue uno de los primeros metales extraídos por el hombre, encontrándose en la galena, la cerusita y la anglesita. Los efectos tóxicos se conocen desde hace más de 2000 años cuando se conoció a la enfermedad generada con el nombre de plumbismo; posteriormente a la intoxicación se le llamó saturnismo. En la época romana, los de la clase dirigente padecieron de este mal porque los recipientes que usaban eran cubiertos interiormente con planchas de plomo. Este metal, también, se utilizó en la edad media para decoración, ventanales y figuras en castillos e iglesias, ya en el siglo XX se usa en EEUU para fabricación de cerámicas, pinturas, cañerías y municiones. Los principales productores en el mundo se muestran en la figura, Perú es el cuarto productor de plomo. Y los principales países demandantes de este recurso son EEUU y China.

II. Descripción Es un metal gris azulado, maleable y dúctil. Resistente al ácido sulfúrico, se disuelve rápidamente en ácido nítrico y es solubilizado por los ácidos orgánicos (ácido acético, alimentos ácidos) y por el agua cuando tiene nitratos y sales de amonio. El mineral más importante es la galena, en la que el plomo existe en forma de sulfuro, PbS. Sus principales óxidos son: 1. El litargirio (PbO),

2. El bióxido de plomo (PbO2),

3. El minio (Pb3O4).1

Este mineral se bioacumula, por lo que su concentración en plantas y animales se magnifica a lo largo de la cadena alimentaria.

III.Minerale de Plomo

ANGLESITA: Mineral perteneciente a la familia de los sulfatos (menas metálicas), compuesto por sulfato de plomo de fórmula PbSO 4. Es incoloro, blanco, amarillento, pardusco y gris; brillo adamantino a graso, y raya blanca, densidad 6,3, y dureza 3 según la escala de Mohs. Frágil, exfoliación visible, básica, fractura concoidal. Cristaliza en el sistema ortorrómbico, con cristales tabulares, prismáticos, bipiramidales; masas granudas, incrustantes, Compactas

CERUSITA: Mineral formado por carbonato de plomo, de fórmula PbCO 3. Es incoloro, blanco, gris, amarillo, pardo o negruzco, por inclusión de galena, brillo graso a adamantino y raya blanca. Densidad de 6.4 a 6.6 y dureza de 3 a 3.5, según la escala de Mohs. Frágil, de exfoliación difícil de reconocer y fractura concoidal. Cerusita Cristaliza en el sistema ortorrómbicoa, con cristales prismáticos, tabulares, isométricos, masas arriñonadas, a menudo maclas acodadas.

CERUSITA CRISTAL DE CERUSITA

CROCOITA: Mineral perteneciente a la familia de los cromatos (menas metálicas) que tiene como fórmula PbCrO 4; es de color rojo intenso, algunas veces con matices anaranjados, brillo graso a adamantino y raya anaranjada. Su densidad va de 5.9 a 6.0, y su dureza entre 2 ½ a 3, según la escala de Mohs. Agregado cristalino de Crocoíta Poco tenaz, exfoliación perceptible y fractura concoidal. Cristaliza en el sistema monoclínico, con cristales aciculares prismáticos y masas compactas.

GALENA: Mineral perteneciente a la clase de los sulfuros (menas metálicas), de fórmula PbS (sulfuro de plomo). Es de color gris plomo, con intenso brillo metálico, a menudo con pátina azul y mate, y raya negra grisácea. Su densidad varía entre 7,2 y 7,6, y su dureza oscila entre 2,5 y 3 según la escala de Mohs. Es un mineral muy frágil, blando, muy pesado y de exfoliación prácticamente perfecta (se separa fácilmente en fragmentos que reproducen cubos).

MIMETITA: Mineral perteneciente a la familia de los arseniatos, que tiene como fórmula Pb 5[Cl/(AsO 4) 3]. Es incoloro, blanco, pardo, anaranjado, amarillo, verde o gris, con brillo adamantino a graso, y raya blanca. Cristales de Mimetesita. Cristaliza en el sistema hexagonal, con cristales prismáticos a aciculares, a menudo con aristas redondeadas, en forma de tonel, y también en forma de agregados incrustantes y masas compactas. Frágil, sin exfoliación aparente.

PIROMORFITA: Mineral perteneciente a la familia de los fosfatos, que tiene como fórmula Pb 5(Cl/PO 4) 3, de color verde, pardo, anaranjado a incoloro, con brillo graso, y raya blanca. Piromorfita Cristaliza en el sistema hexagonal, en forma de prismas, a menudo curvados, o en forma de tonel, aciculares y agregados incrustantes o masas arriñonadas y terrosas. Frágil, sin exfoliación y con fractura concoidal, su densidad varía entre 6.7 y 7.0, y su dureza entre 3.5 y 4..Por suerte este mineral ha hecho en gran parte, tener la colecion que tengo, no por este en particular, si no por las muchas piezas que saqué en su dia e hizo posible hacer buenos cambios por otras piezas.

VANADINITA: Especie mineral perteneciente a la familia de los vanadatos, (menas metálicas), que tiene como fórmula (VO 4) 3ClPb 5.. Es de color amarillo, pardo, anaranjado o rojo, con brillo adamantino y raya blanca o amarillenta. Cristaliza en el sistema hexagonal, con cristales prismáticos a generalmente bajos, en masas radiales, esféricas y agregados compactos. Frágil, sin exfoliación, y con fractura concoidal, tiene una densidad que varía entre 6,8 y 7,1 gr/cm 3.

WULFENITA: Mineral de color amarillo o rojo anaranjado, de brillo adamantinado o resinoso, que cristaliza en el sistema tetragonal: la wulfenita se conoce también como plomo amarillo. Especie perteneciente a la familia de los molibdatos, (menas metálicas), que tiene como fórmula Pb[MoO 4] (molibdato de plomo). Puede ser de color amarillo a rojo anaranjado, gris e incluso azul.

IV.OBTENCIÓN

La fundición de los minerales de plomo puede llevarse a cabo por el método de precipitación (ya no se aplica), de reacción tostadora (para minerales puros y ricos) y de reducción tostadora (método que se utiliza actualmente) como también el horno de cilindro rotatorio.

Método de reducción tostadora: consiste en la tostación de minerales con una fusión reductora posterior:

Tostación: tiene como objeto la transformación de PbS en PbO. Consiste en la eliminación del azufre con una volatilización de As y Sb (impurezas) que se podría obtener. En presencia de Cu y S, puede formarse en el horno de cuba mata de Cu-Pb, de otro modo pasa el Cu al Pb de obra y es eliminado por lodación. El ZnO se escorifica con facilidad.

La condición previa para una buena tostación es la trituración, para que la reacción de PbS con O2 sea lo más fácil posible:

2 PbS + 3 O2 = 2 PbO + 2SO2 + 202.8 Cal.

Luego se hace tostación con insuflación o absorción de aire a temperaturas mayores de 800ºC. para evitar la formación de PbSO4.La tostación se hace en dos etapas: tostación previa y tostación definitiva.Tostación previa: se utilizan hornos de pisos, redondos con hogar giratorio y hornos de traspaleo fijos.La tostación insufladora consiste en comprimir el aire a través de la capa de mineral que se ha encendido por la parte de entrada del aire. El mineral se junta por aglomeración y forma un aglomerado sólido y poroso. Los sulfatos presentes son descompuestos, acelerando el SO2 que se desprende.

PbS + 3 SO3 = PbO + 4 SO2

El mineral debe estar en forma granulada, luego se agregan piedra caliza, residuos de pirita, residuos de la mufla, para hacerlo menos compacto. Este contenido de mezcla no debe fundir el PbS o el Pb, pues quedaría obturada la parrilla. Se obtiene Pb al 45 %, esto es lo máximo cuando se completa la tostación. La piedra caliza se añade para:

PbSO4 + CaCO3 = CaSO4 + PbO + CO2

El Sulfato de Calcio formado es descompuesto por dióxido de silicio, a una temperatura de 1000ºC, actuando el Trióxido de azufre gaseoso sobre los sulfuros metálicos como oxidantes.

CaSO4 + MeS + SiO2 + O2 = CaO + SiO2 + MeO + SO2

Me: metal cualquiera de valencia 2.Para la tostación definitiva se utilizan calderas de aglomerar fijas o móviles. Estas tienen las desventajas de trabajo discontinuo, mucho trabajo manual, perjudicial para la salud.

Fusión: por la fusión reductora del mineral tostado, se pasa el contenido de Pb o de otros minerales a Pb de obra, mientras que la ganga sale como escoria. Como reductor se usa coque, pudiéndose considerar como agente sólo el carbón sólido, en la zona de fusión o de formación de escorias y por el contrario en las zonas superiores, sólo el CO. La temperatura aumenta de 100ºC en tragante hasta 1600ºC en las toberas. Hay evaporación de Pb que se deposita en la columna de carga y a causa de la concentración reciente, pasa al crisol a través de la zona de fusión. Los procedimientos en el horno de cuba tienen gran parecido a los de la fusión reductora de la mata de cobre, con la diferencia de que aquí se trabaja obteniendo metal y se reduce a un mínimo la formación de mata. Productos plomo de obra, mata de plomo y azufre peis.

Horno de cuba: se parecen a los empleados en la fusión de la mata de cobre, pero se distinguen de éstos por la carga del horno de crisol y el pozo de plomo, así como el empleo de cargas de agua sólo hasta el comienzo de la columna de carga, que está construida con ladrillos refractarios.

V. Refinación

Este contiene impurezas como, cobre, estaño, arsénico, bismuto y antimonio, que influyen desfavorablemente sobre las propiedades mecánicas, la resistencia a los ataques químicos; además, metales nobles en cantidades que resultan remuneradores para su obtención.Los métodos de eliminación son los siguientes:1) Eliminación de cobre: el cobre es sólo poco soluble en plomo líquido y da un eutéctico situado a 99.945 % plomo, ascendiendo la curva de solidificación en sentido casi vertical. Por esto, se puede separar el cobre calentando el plomo hasta un poco por encima del punto eutéctico; se forma un producto sólido más rico en cobre que nada sobre el plomo líquido, llamado lodo de cobre, que está impurificado por plomo adherido, mientras que el plomo líquido tiene sólo poco cobre. Las costras son retiradas del baño de plomo y fundidas, junto con la mata de plomo, para eliminar una parte del plomo adherente, resultando así una mata de cobre enriquecida.2) Eliminación de estaño, arsénico y antimonio:a) Oxidación selectiva sencilla: Al tener estos tres metales mayor afinidad hacia el oxígeno que el plomo, pueden separarse de él por oxidación, cediendo el plomo oxidado al mismo tiempo su oxígeno parcialmente al antimonio según la ecuación:2 Sb + 3 PbO = Sb2O3 + 3 PbEl óxido antimonioso es oxidado por el aire dando óxido antimónico que se combina con el óxido plumboso dando antimoniato de plomo, el cual puede oxidar más al antimonio.3 (2 PbO.Sb2O5) + 8 Sb = 6 Pb + 7 Sb2O3El óxido plumboso forma con arsénico, antimonio y estaño, arseniato de plomo líquido, antimoniato de plomo líquido y estannato de plomo sólido. Estos productos son llamados "costras de arsénico, antimonio o estaño". Se forma litargio puro, lo cual significa el fin del proceso de oxidación.b) Método de Harris: este método está basado en el hecho de que los compuestos de mayor grado de oxidación de estaño, arsénico y antimonio pasan calentados con una sal alcalina, a compuestos alcalinos que están prácticamente exentos del plomo.Las ventajas de éste método está en la producción de productos intermedios libres de plomo, de manera que también las pérdidas en metal noble son muy pequeñas, además se recuperan las sales utilizadas hasta en un 95 % puras.3) Eliminación de los metales nobles: la eliminación se efectúa, según el método de Parkes, por adición de zinc metálico puro. El método está basado en el hecho de que, después de añadir zinc al plomo líquido, se separa, al enfriar, una aleación sólida de plata, zinc y plomo, que contiene todos los metales nobles. De esta aleación puede expulsarse el zinc por destilación, y de la aleación de plata y plomo que queda, llamado "plomo rico", el plomo, por oxidación.4) Eliminación de zinc: está fundada en la mayor afinidad del zinc por el oxígeno en comparación con el plomo. Esta oxidación se efectúa por agitación del zinc al rojo vivo con ramas verdes, o burbujeo de vapor de agua o agua. Ésta entra por un tubo que llega casi hasta el fondo de la cadena y por la descomposición del vapor de agua se produce un fuerte burbujeo en el baño, que oxida el zinc, obteniéndose óxido de zinc, plomo y óxido plumboso. Estos se llaman óxidos pobres, de punto de fusión elevado que flotan encima del baño de plomo y se saca cazos.

VI. Usos y fuentes de exposición

El plomo se usa de múltiples formas; las principales fuentes profesionales de exposición son:

Minas de plomo y zinc

Metalurgia de plomo y zinc.

Industria de la construcción. (Ejm. Cañerías de conducción)

Fabricación de municiones. (Ejm. Balas y perdigones)

Fabrica de acumuladores, mayor uso se da para la fabricación de baterías para autos2.

Industria de las pinturas, barnices, esmaltes, etc.

Fabricación de insecticidas

Utilización del plomo para la fabricación de barreras antiruído y antivibración (mezcla de plomo y plástico).

Producción de pantallas antirradiaciones.

Soldadura y corte con soplete o al arco eléctrico de piezas metálicas de plomo.

Fábrica de cables y alambres.

Industria automovilística.

Tallado de diamantes.

Utilización de lubricantes.

Fabricación y empleo de compuestos orgánicos volátiles.

Protección contra la radiación de energía atómica.

Catalizadores en la fabricación de espuma de poliuretano. Preservante del algodón contra la descomposición y el moho. Etc.

VI. Producción de plomo en el Perú

En nuestro país hay una gran producción de plomo, en el 2006 nos posicionamos cuartos a nivel mundial con 313 mil toneladas producidas, las principales mineras responsables de este hecho son Volcan Cía. Minera, Empresa Minera Los Quenuales, Socidad Minera El Brocal, Empresa Administradora Chungar, Cía. Minera Milpo y Cía. Minera Atacocha. En cuanto a regiones con mayor producción son Pasco y Lima, seguidos de Junín y Ancash

VII. Contaminación por plomo

Según la O.P.S / O.M.S, “La tendencia al incremento en la producción y el consumo de plomo en América Latina ha aumentado el riesgo de exposición de daños en la salud de la población” (“Plomo”,1989). Existen estudios en América Latina que encontraron concentraciones elevadas de plomo en sangre de trabajadores expuestos; en Perú se estudió 935 centros de trabajo con 30729 obreros, encontrando que 12102 de éstos (39%) estaban expuestos al plomo. La intoxicación por plomo siempre ha sido una de las enfermedades ocupacionales más conocidas, con el consecuente monitoreo para la reducción de casos más graves. Pero ahora se sabe que los niveles, antes aceptados, pueden producir efectos adversos. El daño al ser humano se centra en varios sistemas, siendo los más importantes los siguientes: nervioso, hematopoyético, urinario, gastrointestinal, renal, reproductivo y endócrino. Hay estudios donde encontraron correlaciones inversamente proporcionales entre concentraciones en el nivel de plomo sanguíneo en niños y la distancia entre residencias y empresas que trabajan el plomo (fundiciones), así como también correlación directamente proporcional con el grado de contaminación ambiental.

En países latinoamericanos se calcula que el 80% de la contaminación, es debida a la combustión y transformación del tetraetilo de plomo proveniente de los combustibles. Entre las poblaciones de alto riesgo (mayor probabilidad de efectos producidos por el plomo sean graves) se pueden señalar las siguientes:

Trabajadores de industrias donde haya plomo. Personas residentes en zonas cercanas a fuentes mineras o industriales

emisoras de plomo. Residentes vecinos a vías o carreteras con alto tránsito vehicular. Personas oriundas de regiones donde haya contaminación elevada del

ambiente por plomo. Familiares de trabajadores de industrias que utilizan plomo. Mujeres embarazadas. Niños menores de 5 años. Personas con enfermedades de la sangre, principalmente anemias. Personas con enfermedades neurológicas. Personas con deficiencias nutricionales, principalmente hierro, calcio, fósforo y

proteínas. Alcohólicos.

Fumadores.

VIII. Medidas de control de la exposición

Los monitoreos ambientales y biológicos son las mediciones de la concentración ambiental (lugares de trabajo y ambientes comunitarios) y biológicos (población trabajadora y población general) de plomo para luego contrastarlas con los valores de referencia.

Los monitores biológicos manejan dos tipos de indicadores: de exposición y de efecto.

La Plumbemia (concentración de plomo en sangre) es el indicador de exposición y está influida por la carga corporal de plomo y por la exposición reciente. Refleja esencialmente la dosis de plomo absorbida durante las semanas precedentes. Los indicadores de efectos que se utilizan son la medición del deltaalurinario, (ácido delta amino levulínico urinario o ALA) y de la protoporfirina eritrocitaria libre en sangre o zincprotoporfirina. Los valores por encima de los considerados aceptables, implican efecto bioquímico.