Símbolo del elemento Bi, blanco grisáceo con metal rosa, pertenece al grupo VA en la tabla periódica, número atómico 83, peso atómico 208

980, cristal rómbico, valencia común es +3

La gente usaba bismuto en Grecia y Roma, pero no lo consideraban un elemento

El nombre de bismuto proviene del alemán Wismut (metal blanco)

En el siglo XVI, Agricola (G

Agricola) latinizó este nombre como beemutum, pero durante mucho tiempo desde entonces, el bismuto todavía se confundía con plomo, estaño, plata, y antimonio Espere

Fue en 1753 cuando C

Geoffroy y T

Bergman determinaron que el bismuto era un elemento nuevo

La industria del bismuto tomó forma a principios de 1860; alrededor de 1930, debido al desarrollo de nuevos usos del bismuto en aleaciones fusibles y medicinas, la producción de bismuto se desarrolló rápidamente

Hay una pequeña cantidad de bismuto elemental en la naturaleza

Los minerales de bismuto incluyen bismutita ( Bi 2 S 3 ), bismutita ( Bi 2 O 3 o bismuto Hua), bismutita ( n Bi 2 O 3 · m CO 2 · H 2 O), mineral de bismuto de cobre ( 3Cu 2 S · 4Bi 2 S 3 ), galena (2PbS · Bi 2 S 3 ), etc

El principal recurso industrial es la bismutita, que a menudo coexiste con plomo, cobre, estaño, antimonio, tungsteno, molibdeno y otros minerales

Las principales fuentes mundiales de mineral de bismuto se encuentran en Perú y México

Las principales áreas productoras de mineral de bismuto de China se encuentran en Jiangxi, Hunan, Guangdong, Yunnan y otras provincias

Entre las materias primas para la fundición de bismuto en China, la mitad son concentrados de bismuto y la otra mitad son subproductos del beneficio y la fundición de plomo, cobre, estaño y tungsteno

Propiedades y usos:El bismuto es frágil y rico en brillo

El volumen de bismuto aumenta cuando se sospecha que está solidificado y la tasa de expansión es del 3,3%

El bismuto es el metal más diamagnético, bajo la acción de un campo magnético, la resistividad aumenta mientras que la conductividad térmica disminuye

A excepción del mercurio, el bismuto es el metal con la conductividad térmica más baja

El bismuto y sus aleaciones tienen un efecto termoeléctrico

Los compuestos de selenio y telurio del bismuto tienen propiedades semiconductoras

El bismuto se oxida ligeramente en aire húmedo a temperatura ambiente y, cuando se calienta hasta el punto de fusión, se quema para producir trióxido de bismuto ( Bi 2 O 3 )

El bismuto reacciona lentamente con el ácido clorhídrico, reacciona con el ácido sulfúrico para liberar SO 2 y reacciona con el ácido nítrico para formar nitrato

El bismuto se utiliza principalmente en la preparación de aleaciones fundibles en forma de metal y se utiliza en medicina en forma de compuesto

La primera tiene un rango de punto de fusión de 47 a 262 ° C, y las más comúnmente utilizadas son las aleaciones binarias, ternarias, cuaternarias y pentadas compuestas de bismuto y metales como plomo, estaño, antimonio e indio

Al cambiar el porcentaje de estos metales en la aleación, se pueden obtener una serie de aleaciones con diferentes puntos de fusión y diferentes propiedades físicas; estas aleaciones se utilizan en dispositivos de extinción de incendios, como componentes termosensibles de rociadores automáticos y tapones de seguridad para calderas y cilindros de aire comprimido

Soldadura, medio de baño fundido para tratamiento térmico de metales, etc

La aleación de bismuto tiene la característica de no encogerse cuando se condensa, y se utiliza para moldear moldes de tipo impresión y de alta precisión

El bismuto y sus aleaciones se utilizan a menudo como aditivos para hierro fundido, acero y aleaciones de aluminio para mejorar el rendimiento de corte de las aleaciones

Se utiliza una aleación de bismuto que contiene un 11% de antimonio para fabricar detectores de infrarrojos

Las aleaciones de bismuto estaño y bismuto cadmio se utilizan como electrodos auxiliares del rectificador de selenio

Utilizando la característica del bismuto de que la resistividad disminuye bruscamente bajo la acción de un campo magnético, se fabrica un magnetómetro

La aleación de bismuto-manganeso se puede utilizar para hacer aleaciones de imanes permanentes

El bismuto tiene una pequeña sección transversal de absorción de neutrones térmicos, un punto de fusión bajo y un punto de ebullición alto, y se puede utilizar como medio de transferencia de calor para reactores nucleares

El telururo de bismuto ( Bi 2 Te 3 ) se utiliza ampliamente en la fabricación de elementos de refrigeración termoeléctricos y fuentes de alimentación termoeléctricas de baja temperatura

El telururo de antimonio BiSbTe 3 ( BiSbTe 3 ) se utiliza como elemento termoeléctrico para células solares

La aleación de bismuto-plata-cesio se utiliza para fabricar amplificadores fotoeléctricos

El sulfuro de plata de bismuto ( BiAgS 2 ) se utiliza en la fabricación de instrumentos semiconductores

El elemento de diferencia de temperatura de bismuto-cadmio se utiliza en el dispositivo de alarma

 

Las principales propiedades físicas del bismuto

 

Producción y precioA fines de la década de 1970, se estimaba que la producción anual mundial de mineral de bismuto (calculada como bismuto) era de 3

630 a 4

080 toneladas

Perú es el país con mayor producción de mineral de bismuto del mundo, seguido de Bolivia y Australia

El país que más bismuto consume es Estados Unidos, era de 1093 toneladas en 1976 y de 1

153 toneladas en 1979, dependiendo principalmente de las importaciones

Entre ellos, el 25,5% se utiliza para fundir aleaciones fusibles, el 27% se utiliza como aditivos metalúrgicos, el 45,7% se utiliza para productos farmacéuticos y aproximadamente el 1,8% se utiliza para otros fines

Los precios del bismuto con pureza del 99,99% y 99,999% en 1976 fueron de USD 16,52 / kg y USD 17,62 / kg respectivamente

En los últimos años, la producción anual de bismuto en China es de unas 400 a 500 toneladas

La fundición del bismuto sedivide en dos pasos: desbaste y refinado

Piro-refinar el método de fundición en bruto difiere dependiendo de la materia prima

Cuando se utiliza concentrado de sulfuro de bismuto, mineral mezclado de óxido de bismuto y sulfuro de bismuto, escoria de óxido de bismuto y oxicloruro de bismuto como materias primas para la fundición de bismuto, se utiliza el método de fundición mixta y la cantidad adecuada de limaduras de hierro, hierro puro, polvo de fluorita , carbón en polvo, etc

, en el horno de reverberación para mezcla y fundición se obtiene el bismuto crudo y se envía a refino

El método de refinado que utiliza calcio, magnesio, bismuto y escoria producida en el proceso de refinado pirometalúrgico de plomo es el siguiente: primero se calienta la escoria para hundir el plomo que contiene

Continúe calentando la escoria y, después de fundir, agregue cloruro de plomo o introduzca cloro gaseoso para eliminar el calcio y el magnesio para obtener una aleación de plomo-bismuto rica en bismuto, que luego se envía a refinar

El pirorefinado sedivide generalmente en cuatro pasos: Eliminación de arsénico, antimonio, telurio, etc

por oxidación; Eliminación de plata mediante la adición de zinc; Eliminación de plomo y zinc mediante cloración; Eliminación de cloro a alta temperatura Consulte la figura de la página siguiente para ver el proceso de refinado al fuego

El bismuto crudo se funde a 680-720 ° C y el hierro, arsénico, antimonio, etc

se oxidan en escoria seca

Para reducir la eliminación de bismuto, se suele utilizar hidróxido de sodio como fundente para fundir la escoria seca y luego eliminarla

La explosión tiene como objetivo oxidar aún más el arsénico, el antimonio, el telurio, el hierro, el estaño y otras impurezas, de modo que el arsénico y el antimonio forman As 2 O 3 y Sb 2 O 3 , la mayoría de los cuales se volatilizan

La plata en el bismuto crudo se puede eliminar agregando zinc

El zinc, el plomo y el cobre restantes en el bismuto crudo se eliminan mediante la introducción de cloro gaseoso a 350-500 ° C

Finalmente, bajo la cubierta de hidróxido de sodio y sal fundida de nitrato de potasio, el árbol de corte se declora y la pureza del lingote de bismuto obtenido puede alcanzar el 99,99%

Si la materia prima contiene un alto contenido de plomo, clore y elimine el plomo antes de eliminar la plata

 

Extracción húmeda de bismuto “Lasmaterias primas que contienen bismuto se lixivian con ácido clorhídrico (ver lixiviación) y la solución de lixiviación se diluye con una gran cantidad de agua para hidrolizar el cloruro de bismuto en precipitación de oxicloruro de bismuto

Si necesita mejorar la pureza, puede repetir la operación varias veces

El oxicloruro de bismuto se puede reemplazar y precipitar con polvo de hierro o polvo de zinc en presencia de ácido clorhídrico para preparar bismuto esponjoso; o se puede mezclar con carbonato de sodio y carbono y luego fundir y reducir para preparar directamente bismuto crudo

China selecciona el mineral de bismuto del mineral de estaño y lo lixivia con ácido clorhídrico

Después de que el estaño y el arsénico se separan, la solución de cloruro de bismuto se somete a electrólisis de diafragma para producir bismuto esponjoso

El bismuto esponjoso es un producto intermedio y debe refinarse

El refinado electrolítico es muy efectivo para separar una gran cantidad de plata, pero cuando se refina bismuto de alta pureza, aún debe combinarse con refinado al fuego