Blei
Blei steht immer wieder im Fokus der Öffentlichkeit, wenn es um seine gesundheitsgefährdende Wirkung geht, beispielsweise durch alte Wasserleitungen aus Bleirohren. Was oft vergessen wird: Blei hat auch überaus positive Eigenschaften, ist für viele High-Tech-Produkte unverzichtbar, und Blei kann die Gesundheit von Menschen sogar schützen, zum Beispiel vor Röntgenstrahlen. Blei ist außerdem ein wichtiger Werkstoff, der sogar äußerst nachhaltig ist. Er ist langlebig und hat eine sehr hohe Recyclingquote. Die Wiederverwertbarkeit liegt bei fast 100 Prozent.
Blei (lateinisch „plumbum metallicum“) gehört neben Kupfer, Silber, Gold, Zinn, Eisen und Quecksilber zu den Metallen, die schon im Altertum bekannt waren. In großem Stil nutzten erstmals die Römer Blei für den Bau ihrer Wasserleitungen. Blei war im alten Rom ein beliebter Baustoff, wurde aber auch zu Trinkbechern und Essgeschirr verarbeitet. Bleiverbindungen dienten als Farben, Schminke und sogar als Heilmittel. Die Anwendungsbereiche wurden mit der Zeit vielfältiger: So wurden kirchliche und weltliche Repräsentationsgebäude mit Dächern aus Bleiplatten versehen, und man fertigte Bleigläser. Aus Blei waren die Lettern für den Buchdruck und die Kugeln für Gewehre und Pistolen. Bis in die 20er Jahre stieg es zum wichtigsten Nichteisenmetall auf, nach 1925 verlor es wieder an Bedeutung.
Blei kommt nur an wenigen Stellen gediegen vor. Bleierze sind häufig vergesellschaftet mit anderen Metallen: zum Beispiel mit Zink, Kupfer oder Antimon. Von wirtschaftlicher Bedeutung ist insbesondere Bleiglanz, eine sulfidische Verbindung. Die größten Vorkommen findet man in den Vereinigten Staaten, Australien, der GUS-Staaten und Kanada. Die größten Förderländer in Europa sind Schweden und Polen. In Deutschland wurde Bleierz im Erzgebirge, im Harz, in der Eifel und im Ruhrgebiet abgebaut. Anfang der 90er Jahre des 20. Jahrhunderts wurde der Blei-Bergbau in Deutschland eingestellt.
Blei ist ein verformbares, mattgraues Metall, das die kubisch-dichteste Kugelpackung aufweist. Das Metall ist so weich, dass es auf Papier einen grauen Abrieb hinterlässt. An frischen Schnittstellen glänzt es silbrig. Das Metall ist mit 327°C niedrigschmelzend. An Luft bildet es aber sofort eine dünne, schützende Oxidschicht. In hartem Wasser ist Blei sehr beständig; in enthärtetem, CO2-reichem Wasser wird es unter Bildung von Bleihydrogencarbonat gelöst. Auch von Salzsäure, Schwefelsäure und Salpetersäure wird es zersetzt. Blei hat sehr geringe thermische und elektrische Eigenschaften. Aufgrund seiner Elektronenkonfiguration ist seine wichtigste Oxidationsstufe +2.
Die wichtigsten Förderländer für Bleierz sind die GUS-Staaten, die Vereinigten Staaten, Australien und Kanada. Die Bleigewinnung umfasst mehrere Schritte: Dem Erzabbau und der Aufbereitung zu einem stark angereicherten Bleikonzentrat folgt die Hüttentechnik. Die bedeutendste Methode besteht im Sinterrösten. Dabei werden die schwefelhaltigen (sulfidischen) Vorstoffe in einem ersten Verfahrensschritt unter Verbrauch von Luftsauerstoff in Bleioxide und gasförmiges Schwefeldioxid überführt. Danach wird das Schwefeldioxid zu Schwefelsäure weiterverarbeitet, während das Bleioxid im Sinter zu Blei reduziert wird. Das noch stark verunreinigte „Werkblei” wird schließlich in komplexen Raffinationsprozessen von weiteren Metallen gereinigt, bis es einen Reinheitsgrad von 99,9 Prozent und mehr hat. Moderne kontinuierliche Direkt-Bleischmelzprozesse wie das QSL- oder Badschmelzverfahren ersetzen heute das herkömmliche zweistufige Röst-Reduktionsverfahren durch einen einstufigen Prozess. Die staubförmigen Emissionen (vor allem Blei und Cadmium) konnten drastisch reduziert werden.
Blei ist ein vielseitiges Metall, das weder aus technischen Anwendungen noch aus persönlichen Lebensbereichen wegzudenken ist. Blei wird heute vorwiegend als Energiespeicher und Schutzwerkstoff verwendet. Sein größtes Anwendungsgebiet ist die Energiespeicherung in Akkumulatoren: z. B. den Starterbatterien in Kraftfahrzeugen. Seine hohe Dichte macht es besonders geeignet zur Abschirmung: So schützt es in der Medizintechnik vor Röntgenstrahlung und Radioaktivität, im Bauwesen dient es dem Schallschutz. Blei ist ein wichtiger Legierungsbestandteil. Seine chemische Beständigkeit gegenüber Säuren macht Blei zudem zu einem wertvollen Werkstoff zur Auskleidung von Rohrleitungen und Apparaten in der chemischen Industrie. Bleioxide werden zur Herstellung von Pigmenten für Farben und Lacke, optischen Gläsern und Halbzeugen eingesetzt.
Im Jahr 2018 wurden weltweit rund 11,6 Millionen Tonnen Blei produziert. In Deutschland wurden im Jahr 2018 insgesamt 334.000 Tonnen Blei verwendet, davon 240.000 in der Automobilindustrie.
Elementares Blei ist in kompakter Form für den Menschen nicht giftig. Toxisch sind gelöstes Blei und Bleiverbindungen, sowie Bleistäube, die durch Verschlucken oder Einatmen in den Körper gelangen können. Daher war die Bleiaufnahme durch Stäube und Dämpfe in früheren Zeiten ein großes Problem in der Arbeitswelt. Heute ist der Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz aber dank strenger Schutz- und Kontrollvorschriften umfassend gewährleistet. Mit der Einführung von bleifreiem Benzin ist darüber hinaus die bedeutendste allgemeine Emissionsquelle für Bleiverbindungen beseitigt worden. Moderne Umwelttechnologien zur Luftreinhaltung und Abwasserbehandlung haben weiteren Anteil daran, dass auch die industriell bedingten Bleiemissionen in den letzten Jahrzehnten ständig zurückgegangen sind und keine Gesundheitsbelastung darstellen.
Der Metallhandel erfasst Bleischrotte in Form von Blechen, Rohren und Kabelmänteln. Entsprechend der industriellen Verwendung entfällt die weitaus größte Menge des Schrottaufkommens auf Altbatterien. Das Bleirecycling aus Starterbatterien ist in Deutschland gut etabliert. Dabei werden die Blei-Säure-Batterien zunächst mechanisch aufbereitet, bei der der Verhüttung wird dann Rohblei bzw. Werkblei gewonnen. Dieses wird anschließend durch eine pyrometallurgische Raffination zu hochreinem Raffinadeblei verarbeitet. Blei kann ohne Qualitätseinbußen recycelt werden.
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Links
International Lead Association
ILZSG – International Lead Zinc Study Group