Zoeken

Roofs 2004-02-30 Lood heeft geschikte eigenschappen voor toepassing in de bouw

Lood heeft vele eigenschappen, die het materiaal geschikt maken voor verwerking in de bouw. Het materiaal heeft een hoge dichtheid. Het is gemakkelijk vervormbaar en corrosiebestendig. Het smelten en recycleren van lood is daarbij relatief eenvoudig. Nico van der Vliet, directeur van loodproducent Uzimet in Rijswijk en voorzitter van Stichting Bouwlood, gaat nader in op de verschillende eigenschappen van het materiaal, het productieproces van lood en het gebruik ervan in de dagelijkse praktijk.

Eigenschappen

Lood heeft de algemene eigenschappen van metalen: het geleidt elektriciteit en warmte en heeft een relatief dichte structuur (waardoor het bijvoorbeeld röntgenstraling en geluid tegenhoudt). Vergeleken met andere metalen, heeft lood een opvallend laag smeltpunt: 327 °C. Dit maakt het materiaal gemakkelijk in de verwerking en geschikt voor de productie van allerlei legeringen: het is goed te mengen met andere metalen. Lood wordt al eeuwenlang toegepast in de bouw vanwege die eigenschappen. Zo kennen we volledig loden daken en wordt hout dat aan weer en wind blootgesteld staat afgedekt met lood.

De meest opvallende eigenschap van lood is dat het goed vervormbaar is. Dit maakt dat de meest uiteenlopende vormen gemakkelijk realiseerbaar zijn; en men kan het zeer vaak vervormen: het materiaal breekt niet snel. Bij een eventuele breuk is het bovendien (middels verhitting) weer gemakkelijk te repareren. Eenmaal aangebracht, vervormt (‘kruipt’) het materiaal daarentegen vrij snel, met ander woorden: het is minder goed bestand tegen belasting. Het hoge eigengewicht van lood maakt dan ook dat het zodanig moet worden toegepast dat het niet teveel uitzakt onder het eigen gewicht. Ook de vermoeiingsweerstand is relatief laag. De  vermoeiingsweerstand kan worden verhoogd door het materiaal te mengen met een kleine hoeveelheid tin, koper of zilver.

De corrosie van lood verloopt normaal gesproken erg langzaam, doordat het materiaal zelf een beschermingslaag vormt (patina): het metaal vormt (vooral in vochtige lucht) direct een oxidelaag op het oppervlak, dat het onderliggende materiaal beschermt tegen verdere corrosie. Lood is een duurzaam product, dat zeer geschikt is voor recyclage.

Productie

Het meeste lood wordt, vanwege de uitputting van de Europese mijnen, voornamelijk in Noord- en Zuid-Amerika gewonnen. Andere grote wingebieden zijn Australië en China. Lood wordt in de meeste gevallen gewonnen uit erts, waar zich ook andere metalen en stoffen in bevinden. Om zuiver lood te verkrijgen, moet het dus van deze stoffen worden gescheiden. Men maakt hiertoe eerst een mengsel van de erts met water en diverse chemische stoffen; daar wordt vervolgens lucht in geblazen. Er ontstaat dan een stabiele, schuimachtige substantie. Het loodmineraal komt hierin naar boven drijven, de overige stoffen hechten zich aan het schuim of zinken naar de bodem; op deze manier is het loodmineraal van de andere stoffen af te scheiden.

Het mineraal moet vervolgens worden getransformeerd in het metaal lood. De meest voorkomende methode gaat in twee fasen. In de eerste fase wordt het zwavel van de erts verwijderd door het in een speciale machine met lucht te verhitten. Hierdoor komt het zwavel vrij en transformeert het mineraal in lood-oxide. Dit lood-oxide wordt verder bewerkt met behulp van cokes (als hittebron en als scheikundige intermediair). Het lood-oxide wordt, met de cokes en een aantal andere metaalelementen (zoals ijzer-oxide) geplaatst in een ontploffingsoven, waarna een serie chemische reacties ontstaat. Het gesmolten, vloeibare, lood kan vervolgens uit de bodem van de oven worden getapt. Dit lood bevat meestal nog elementen van een aantal andere stoffen, zoals koper, arsenicum, tin, zilver en goud. Om de onzuiverheden vervolgens uit het lood te verwijderen, moet het worden geraffineerd.

Raffinage

Het ‘lood’ bevat elementen van verschillende soorten metaal, en moet dan ook op verschillende manieren worden behandeld. Om koper te verwijderen, wordt de substantie verhit tot net boven het smeltpunt; daar wordt de temperatuur constant gehouden. Koper heeft een hoger smeltpunt dan lood, en zal als gevolg hiervan naar de oppervlakte van de substantie komen; de koperresten kunnen nu worden afgeroomd. Elementen als arsenicum en tin worden middels oxidatie verwijderd. Om goud en zilver uit de substantie te verwijderen, wordt het lood gesmolten en met zink vermengt. Goud en zilver gaan een verbinding met dit zink aan en komen naar de oppervlakte, zodat het kan worden afgeroomd (door de verbinding tussen zink, zilver en goud opnieuw onder gecontroleerde omstandigheden te verhitten, kunnen deze metalen weer van elkaar worden gescheiden). Het overgebleven zink kan middels destillatie uit het lood worden verwijderd.

De hierboven beschreven methode om lood te produceren is effectief, maar heeft een aantal nadelen: het is een intensieve methode, die bovendien op veel manieren vervuild kan raken (waarvoor dure schoonmaakapparatuur is vereist). Op het moment vindt ongeveer 20% van de loodproductie op alternatieve manieren plaats. De meest voorkomende hiervan is een elektrisch proces, waarbij het lood met behulp van elektriciteitsdeeltjes van de andere metalen wordt gescheiden.

Recyclage

Ongeveer 65% van het wereldwijd geproduceerde lood (in West-Europa en de VS ligt dat percentage nog hoger) wordt niet uit erts gewonnen, maar uit recyclage, waarbij het materiaal op vergelijkbare wijze als hierboven is beschreven wordt gezuiverd.

Lood is een materiaal dat gemakkelijk is te recycleren, en dat is ook steeds meer de praktijk. Het materiaal kan onbeperkt opnieuw worden omgesmolten; het gerecycleerde lood is niet van het nieuw gewonnen lood te onderscheiden. In veel landen wordt recyclage van lood door de overheid financieel ondersteund, en is er een goed georganiseerde infrastructuur aanwezig om het afvalmateriaal uit de verschillende industrieën te verzamelen. Vrijwel ieder dakdekkers- en installatiebedrijf heeft een opslagplaats voor zink, lood, koper en andere bouwmetalen; en uit de opbrengsten wordt menig personeelspotje gevuld.

Toepassing

‘Lood wordt, vanwege haar vele gunstige eigenschappen, in zeer veel producten toegepast,’ aldus Van der Vliet. ‘De grootste loodgebruiker is de accu. Bijna 70% van de wereldomzet lood wordt hierbij toegepast. Daar de accu volledig recyclebaar is en een gesloten systeem, is hier bij normaal gebruik en door recycling in het geheel geen sprake van milieubelasting. Lood in PVC wordt steeds minder toegepast omdat het lood na gebruik moeilijk uit het PVC is te scheiden.’

In de bouwindustrie is bladlood, naast de eerder genoemde toepassing als afscherming voor röntgenstraling en geluid, een veel gebruikt materiaal. Dit niet alleen omdat het makkelijk vervormbaar is, duurzaam en geschikt voor recycling, maar ook omdat het vanwege de zwaarte niet op zal waaien. De toepassingen van bladlood zijn bekend: schoorstenen (loketten), aansluitingen, dakvensters, dakkapellen, voetlood en boven kozijnen, dakdoorvoeren, etc.

Van der Vliet: ‘De laatste jaren is er veel discussie geweest over de milieubelasting van lood. Over het algemeen werd wetenschappelijk aangenomen dat de afspoeling (de zogenaamde run off) van het metaal 5 gram per m2 blootgesteld materiaal aan de natuur was. TNO heeft na onderzoek echter vastgesteld dat het in werkelijk slechts 20% van dit cijfer is. Door de juiste toepassingen van bladlood te promoten, werkt de industrie actief mee het onnodig blootgesteld oppervlak tot een minimum te beperken.’