第三章 無機顏料(Inorganic Pigments)I─白色不透明顏料
二、從鉛製造的白色不透明顏料(White opaque pigments Derived from lead)
1.鹼性碳酸鹽白鉛(basic caibonate white lead)
(白鉛)(white lead)白顏料l(PW-1)(77597)
性質和用途(Properties & uses)鹼性碳酸鹽白鉛，經常用分子式2PbCO3．Pb
(OH)2來代表，這理論分子式相當於含有68.9%的碳酸鉛，商業上的白鉛顏
料(white lead pigments)此較複雜，含有62%∼80%PbCO3。假使PbCO3約含量
超過了75%，白色顏料的品質要減低，因為他們含有正常的碳酸鉛
（normalleadcabonate)，他們本身不是一種合適的油漆顏料，是比較粗，同
時遮蓋力差。白鉛顏料，具有低成份碳酸鉛的（62∼66%)，是比較好，他
們是更鹼性(more basic) ，具有更細的顆粒和高的遮蓋力，製成的油漆，他
們的稠度(consistency)此較高。商業用白鉛顏料，實際上至少含有三個化合
物，2PbCO3．Pb(OH)2 ,4PbCO3．2Pb(OH)2，PbO，和PbCO3。
正常的碳酸鉛2PbCO3．Pb(OH)2是種粗而短厚(chunky)的顆粒，不是一種理
想的顏料。鹼性碳酸鉛(PbCO3)顆粒，具有六邊形外表，他們是片狀(flaky)
或平面狀(tabular) ，同時有比正常碳酸鉛為細的顆粒。更鹼性的碳酸鉛
4PbCO3．2Pb(OH)2．PbO，是更屬片狀，不規則的顆粒，他們也有六邊形
的外觀。
鹼性碳酸鉛在過去是曾用作為各種的室內油漆，但自二十世紀初期，因有
更好的室內漆，鹼性碳酸鹽白鉛不再作為室內油漆，現在祇作為戶外木材
表面油漆用。他們是唯一的白色顏料，成功的單獨應用在油質油漆中，一
般都和其他種鉛質顏料、氧化鋅、二氧化鈦，和其他擴展劑一起使用，製
造容易混合的油質油漆，在這一用途上，碉性碳酸鹽白鉛可以改進附𤥢度
(adhesion)、彈性度(flexibility)，對水抵抗性(resistance to water)和一般的耐久
度(general durability)。
製造方法：製造鹼性碳酸白鉛有五種方法。
嫎老荷蘭方法(old Dutch process) 第一個商業化的製造方法，是首先在荷蘭
發展出，所以如此命名。他們在北美洲和歐洲地區已不再有商業價值，他
們是把金屬鉛先鑄成小孔鉛片，然後放置在陶器罐中，稀醋酸溶液之上。
這些罐排列在木架上，用棵樹皮圈堆住。當棕樹皮開始醱酵後，產生出許
多熱量和二氧化碳，熱量使醋酸蒸發，而與鉛反應，形成鹼性醋酸鉛(basic
lead acetate)，再和二氧化碳反應，形成白色的鹼性碳酸鉛。約需100∼120
天，拆除架子，取下白色粉末，在水中研磨，形成水漿(Pulp)，然後過濾乾
燥成為商業產品，也可以加以亞麻仁油（linseed oil) ，成為油劑白鉛糊漿(
white lead-in-oil pastes）。 因為白鉛和亞麻仁油有非常大的親和力，所以亞
麻仁油，可以從白鉛糊漿中替代出水來，成為油劑糊漿。
娋Cart方法(Carter process)這個方法是在1885年為Levi Carte首先發明的。粉
狀的鉛浮懸在水中，放置在一個大的旋轉木製圓柱體中，加入醋酸，再通
過二氧化碳。大約有60%的鉛粉粒反應了，停止反應，取出反應物，打碎
後，重行裝進圓柱體反應器中，繼續反應，一直至產品變白。普通使用含
有14%CO2的煙道氣。整個操作約需要二週。用這方法製成的產品，比老
的荷蘭法，他們的遮蓋力要稍為大一點。在一九三○年代又發明H.T.S.
Carter方法改用氧化鉛和40％鉛粉，作為原料，操作時間縮短，產品的遮
蓋力變高，不反應留剩物減少，後來又發展出Carter方法和槽製的連合方
法（Combination Carter-tank finishing process)，用氧化鉛在圓柱體內腐蝕反
應二天後，再放置反應槽中，完成碳酸化，全部操作需時三天，所產自鉛
有相當高的𤥢色強度，大約為180。
䊼Euston法或法國方法(French process)在十九世紀末期由Edwin Euston發展
出，使用傾倒融化精製的鉛進入水中所製成的長毛或生苔（messy)的鉛為
原料，在一正常醋酸鉛溶液中，用空氣吹化金屬鉛，然後再通人二氧化碳
，鹼性碳酸鹽白鉛作為沈澱形成，過濾回收為醋酸鉛溶液並重複使用，這
方法也已不再便用。
𤒈電解方法electrolytic process或Sperry方法，由Elmer A.Sperry發展出，使用
一多孔薄膜隔分的水泥製電解池。在電解池中的一部份，懸掛鉛陰極在一
醋酸鈉溶液中，另一部份鐵的陽極，放置在一鹼性碳酸鈉溶液中。接通電
流，使自陰極處把鉛作為醋酸鉛移走，這醋酸鉛在電解質中作為鹼性碳酸
鉛沈澱出。這個方法也不再應用。
㜬Thompson-Stewart方法(Thompson-Stewart process) 因此法產生的鹼性碳酸
鹽白鉛是有高品質，高的鹼性度，和非常細的顆粒。密陀僧(lithage)、鉛、
或鉛和密陀僧的混合物，鄱在細碎的狀態，浮懸在水中成為漿狀。加入醋
酸，然後通入空氣和二氧化碳，形成的鹼性碳酸鹽用過濾回收。
目前在美國所採用的三種主要製造鹼性碳酸鹽白鉛的方法，是H.T.S.Carter
法，Carte和槽作最後完成處理的連合方法，以成直接沈澱方法。直接沈澱
方法有幾種，但Thompson-Stewart法是更新和最實際。
所有製造白鉛的方法，大體上他們的化學反應都是差不多的。金屬鉛經過
水份濕氣和氧，氧化成氧化物，具有不同程度的水化。氧化鉛加上醋酸，
形成醋酸鉛。當有少量醋酸存在作為觸媒劑，同時有過量的氧化鉛存在，
形成具有不同鹼性度的鹼性醋酸鉛。碳酸化鹼性醋酸鉛，就產生鹼性碳酸
鉛，這樣又再生醋酸，同時這循環反應重複操作，一直到全部的反應完成
。
他們的化學反應各步驟如下:
2Pb+O2→2PbO
PbO+2HAc→PbAc2 +H2O
PbAc2+3PbO→PbAC2．3PbO
PbAC2．3PbO+CO2+H2O→2PbCO3．Pb(OH)2+PbAC2
在這沉澱和碳酸化氧化鉛漿，產生碳酸鉛的過程中，有三個不同的pH範圍
。最初那氧化鉛漿的pH大約為9.2;當碳酸化作用進行時，pH值有一個特然
的變化到一穩定值等於pH=6.8，這表示形成4PbCO3．2Pb(OH)2．PbO的完
成。碳酸化作用繼續進行，那鹼性的4PbCO3．2Pb(OH)2 ,PbO變化成
2PbCO3．2Pb(OH)2，pH下降到另一穩定狀態為5.9，表示這一反應的完成
。如果碳酸化作用還繼續進行，pH會下降到5.9之下，則正常的碳酸鉛
PbCO3形成。
若干典型的碳酸鉛(白鉛)化學組成份，為各種方法製成的如下表:
白鉛的物理和光學性質約如下表：
一九六八年美國鹼性碳酸鉛顏料的需要量，估年總需要量為75.6百萬磅。
用途分配為油漆15.3百萬磅(59.7% )，其他用途10.1百萬磅(39.5%)、陶瓷
(ceramics)0.2百萬磅(0.8%)。
