Ismerje meg a törmelék fém tulajdonságait, történetét, előállítását
A bizmut egy ezüstös és törékeny fém, amely gyakran megtalálható az alacsony olvadékú ötvözetekben . A bizmutfém iránti kereslet az elmúlt 20 évben nagyrészt az ólom helyettesítésére való hatékony felhasználása miatt nőtt.
Tulajdonságok:
- Atomszimbólum: Bi
- Atomszám: 83
- Elem kategória: Post-transition metal
- Sűrűség: 9,78 g / cm3 (20 ° C)
- Olvadáspont: 272 ° F (521 ° C)
- Forráspont: 2847 ° C (1564 ° F)
- Moh keménysége: 2.25
Jellemzők:
A bizmut egy törékeny, ezüstös-zöld fém, amelynek alacsony olvadáspontja és nagy fajsúlya van.
Mindkettő stabil és nem toxikus, a bizmutot gyakran használják helyettesítve a mérgező fémeket, mint például az antimon, a kadmium, az ólom és a higany .
Mint a víz, a bizmut kevésbé sűrű, mint szilárd, mint folyadék (kibővül, ahogy lehűl), egy egyedülálló fém tulajdonság. Az összes fémelem közül a bizmut a legnagyobb elektromos ellenállással és a legalacsonyabb hővezető képességgel (kivéve a higanyt), valamint a legmagasabb Hall-effektusnak (a mágneses mezőbe helyezett elektromos ellenállás növekedése).
Történelem:
A bizmut először a középkorban ismertté vált, de a fém izolálhatósága miatt gyakran összekeverték ónnal , ólommal, antimonnal és cinkkel . 1450-ben a német szerzetes Basil Valentine először hivatkozott a wismutra , vagyis a "fehér ólomra", amelyet később bisemutumként latinizáltak.
A bizmut kivitele pigmentekhez már a 15. században kezdődött ezüstbányákból Schönbergben, Németországban. A 18. század közepén Johan Heinrich Pott és Claude Geoffroy kutatásai a bizmut és annak egyedi tulajdonságainak jobb megértését eredményezték.
Az orvosok ebben az időben szintén tudatában voltak a bizmut előnyös tulajdonságainak a gyomor-betegségek kezelésében.
A bizmut számára az első kohászati alkalmazások ötvözetekben voltak, ahol ólommal és ónnal az olvadék hőmérsékletének csökkentésére használták, valamint antimonnal készült ötvözetekhez nyomdagépes fémekhez.
A bizmut iparág egyik legfontosabb ösztönzője az 1990-es évek közepén jött létre a Safe Drinking Water Act (1995), amely tiltotta az ólom jelenlétét az ivóvízkészletekben az Egyesült Államokban. Az elmúlt 20 év során az ólommentes mozgás a bizmut elfogadása számos alkalmazásban történt.
Termelés:
A bizmut leggyakrabban természetesen a szulfidérc bismuthinite (Bi2S3) vagy az oxidérc bismit (Bi2O3). Azonban az ilyen ércek kivonása kizárólag bizmuttartalma miatt ritkán gazdaságos, és a bizmutot elsősorban az ólomolvasztás melléktermékeként állítják elő. Kínában nagy volumenű bizmutot is extrahálnak a volfrám- , ón- és cinkércekből.
A bizmutfém kivonása az ólomból általában két folyamat egyikén keresztül történik; a Betterton-Kroll folyamat vagy a Betts folyamat.
A Betterton-Kroll-folyamat elválasztja a bizmutot az ólomból a kalcium vagy magnézium bevezetésével az ólom és bizmut olvadt oldatába. A keletkező kálcium vagy magnézium bizmutid, amely könnyebb mint a megolvadt ólom, felszínre emelkedik, mint por (szilárd szennyeződések), és ezután eltávolítható. A kagylót ezután klórral kezeljük kb. 572-932 ° F (380-500 ° C) hőmérsékleten a magnézium vagy kalcium eltávolítása céljából.
A magas tisztaságú bizmut a nátrium-hidroxid használatával történik.
A Betts folyamat magában foglalja az ólomtartalmú elektrolitikus finomítást. Katalitikus oldatban tiszta fémes ólomlemezeket helyeztek az anódra, míg a bizmutok, beleértve a bizmutot, szennyezõdnek az edény aljára. A fémek olvadt keveréke megolvad, hogy fémötvözetet és bizmutban gazdag salakot kapjunk, amelyet ezután széndioxiddal redukálunk.
Kínában a bizmut kevert koncentrátumokat kiszivárgással, mágneses elválasztással és / vagy differenciál flotációs technikákkal állítják elő. A koncentrátumokat ezután olvasztva nyers bizmutot állítanak elő a finomításhoz.
A legnagyobb bizmuttermelő országok Kína, Peru, Mexikó (nyers és finomított) és Belgium (finomított). 2013-ban az US Geological Survey becslése szerint a globális világméretű bizmuttermelés mintegy 17 ezer tonna.
Ebből a kínai termelés mintegy 90 százalékot tett ki. Több mint 70 bizmutbányával Kína a globális bizmut tartalékok túlnyomó többségét is vállalja.
A fő bizmuttermelők közé tartozik a Hunan Nonferrous Group (Kína), a Shizhuyuan Nonferrous (Kína), a Penoles (Mexikó), a Sidech (Belgium) és az MCP (UK).
Alkalmazások:
A bizmut finomsága miatt a fém tiszta formáit nem alkalmazzák a kohászati alkalmazásokban. Réz , alumínium , vas és acél adalékanyagként használják, mint az ólom helyettesítésére és a keményedésre, valamint az olyan ötvözetek előállítására, amelyek gépesíthetők.
Forrás:
Elementimológia és Elemek Multidict. Bizmut.
http://elements.vanderkrogt.net/element.php?sym=Bi
US Geological Survey. Bizmut.
http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/bismuth/