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科普知识 ——铋

发布时间:2016-09-09

发现小史

·希腊、古罗马时代人们就使用铋,但不知道是一种金属元素,铋的名字取自德文白色金属(Wismut)。大约在16世纪,阿格里科拉(G.Agricola)将此名拉丁化为bismntum。长时期铋被人们误认为是铅、锡、银、锑等。直到1753年,若弗鲁瓦(C.Ggeoffroy)和伯格曼(T·Bergman)才确定铋是一种元素,1860年以后,铋开始初具工业规模。

金属性质

·铋性脆,富有光泽。铋在凝固时体积增大,膨胀率为3.3%。铋是逆磁性最强的金属,在磁场作用下电阻率增大而热导率降低。除汞外,铋是热导充最低的金属。铋及其合金具有热电效应。铋的硒、碲化合物具有半导体性质。室温下铋在湿空气中轻微氧化,加热到熔点时则燃烧生成三氧化二铋。铋同盐酸作用缓慢,同硫酸反应放出二氧化硫,同硝酸反应生成硝酸盐。

资  源

·自然界存在少量的铋,其主要矿物有:辉铋矿、泡铋矿、铋华、自然铋、方铅铋矿、菱铋矿、铜铋矿。铋单独矿床少,常与铅、锌、铜、钨、钼、锡等矿伴生,其单独开采工业品位为0.5%。 世界铋年产量约4400吨。我国铋金属量50万吨,1993年产铋约1052吨。

制  取

·铋的冶炼分粗炼和精炼两步。粗炼的方法因原料而异。以硫化铋精矿、氧化铋和铋的混合矿、氧化铋渣以及氯氧化铋等作为炼铋原料时,采用混合熔炼法,配入适量的铁屑、纯碱、萤石粉、煤粉等,在反射炉中进行混合熔炼,得到粗铋,送去精炼。 以铅的火法冶金精炼过程中产生的钙镁铋浮渣为原料的炼制方法是:先将浮渣加热,使其中所含的铅下沉取出。继续加热熔渣,熔化后,加入氯化铅或通入氯气,以除去钙和镁,得到富含铋的铅铋合金,再送精炼。 精炼一般分为四个步骤:氧化除砷、锑、碲等;加锌除银;氯化除铅锌;高温除氯。

发现小史

·铋主要用途是以金属形态用于配制易熔合金,以化合物形态用于医药。前者熔点范围为47-262℃,最常用的是铋同铅、锡、锑、铟等金属组成的二元、三元、四元、五元合金。改变这些金属在合金中所占的百分比,就可获得一系列不同熔点和不同物理性质的合金;这些合金用于消防装置,做自动喷水器的热敏元件,锅炉和压缩空气缸的安全塞,焊料,金属热处理的熔浴介质等。铋合金具有在冷凝时不收缩的特性,用于铸造印刷铅字和高精度的铸型。铋及其合金常作为铸铁、钢和铝合金的添加剂,以改善合金的切削性能。含锑11%的铋合金用于制造红外线检测计。铋锡和铋镉合金作用作硒整流器的辅助电极。利用铋在磁场作用下电阻率急剧减小的特性作制作磁力测定仪。铋锰合金可制永磁合金。铋的热中子吸收截面很小并且熔点低、沸点高,可用作核反应堆的传热介质。碲化铋广泛用于制造温差电制器元件用于太阳能电池。铋银铯合金用于制造光电放大器。硫化银铋用于制造半导体仪器。铋镉温差元件用于报警装置。


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