висмут

 

висмут
Bi
Элемент V группы Периодич. системы; ат. н. 83, ат. м. 208,980; серебристо-серый металл с розоватым оттенком. Природный Bi состоит из одного стабильного изотопа 209Bi.
Содержание Bi в земной коре 2 • 10~5 мас. %, встречается в самородном виде и в виде соединений с кислородом (бисмит Bi₂O₃), с серой (висмутовый блеск Bi₂S₃), теллуром (тетрадимит Bi₂Te₂S). В большом кол-ве, но в малых концентрациях Bi встречается как изоморфная примесь в Pb-Zn-, Cu-, Mo-Co и Sn-W-рудах.
Bi имеет ромбоэдрич. решетку с периодом а = 0,47457 нм и углом а = 57° 14'13"; у = = 9,80 г/см³; /1И= 271,3 ^оС, /.„,, = 1560 ^оС; С₂(ГС = 123,5 ДжДкг • К); а20 .с = 1 3,3 • 10"'; Х20.с= 8,37 Вт/(м • К); рм.с= 106,8 • 10~8 Ом • м. Bi - самый диамагнитный металл. Уд. магнитная восприимчивость х = 1,35 • 10"' А/м. При комн. темп-ре Bi хрупок, но при 120—150 °С может подвергаться пластич. деформации; горячим прессованием (при 240—250 °С) из него можно изготовить проволоку диаметром до 0,1 мм, а также полосу толщиной 0,2—0,3 мм; тв. по Бринеллю измеряется в пределах 72— 93 МПа. При плавлении Bi уменьшается в объеме на 3,27 %.
В сухом виде Bi устойчив, во влажном постепенно покрывается буроватой пленкой оксидов. Заметное окисление начинается с 500 ^оС. Выше 1000 ^оС Bi горит голубоватым пламенем с образованием Bi₂O₃; не реагирует с Н₂, С, N₂, Si. С большинством металлов при сплавлении образует интерметаллич. соединения - висмутиды, напр. Na₃Bi, Mg₃Bi.
Bi не реагирует с НСl и разбавл. H₂SO₄; с HN0₃ образует нитрат. Соли Bi легко гидро-лизуются.
Около 90 % мирового потребления Bi покрывается его попутной добычей при переработке полиметаллич. руд. В свинцовом производстве Bi получают по классич. схеме: агломерирующий обжиг концентратов, шахтная восстановительная плавка свинцового Bi-содержащего агломерата с извлечением из чернового свинца (стадия обезвисмучива-ния) с выделением Bi в дроссы (висмутовые съемы) и затем электролитич. разделение висмутистого свинца с получением шла-мов и рафиниров. Bi. При плавке Cu-Bi- концентратов Bi концентрируется в пылях плавильных печей и конвертеров, из к-рых его извлекают восстановительной плавкой содой и углем. Cu-Bi-концентраты перерабатываются также гидрометаллургич. способом. Выщелачивание проводится при 105 °С НСl или H₂SO₄ с добавл. хлоридов металлов. Bi выделяют из р-ров либо гидролитич. осаждением в виде окси- или гидрооксихлоридов, либо восстановлением железом в виде металла (цементация). Идя отделения Bi от сопутств. металлов могут быть использованы экстракция или ионный обмен.
Извлечение Bi в свинцовом произ-ве составляет 86—95 %, в медном и оловянном — 73—80 %. Собственно Bi-концентраты (содер-жащ. обычно 3-5 мае. %, в редких случаях до 6 %) получают обогащением висмутовых руд флотацией и др. способами. Перерабатывают концентраты путем восстановительной плавки с добавлением металлич. железа. Известны содовая плавка, а также щелочная с NaOH.
Рафинирование Bi заключается в после-доват. обработке его расплавл. серой с добавл. угля (для удаления Fe и Сu); щелочью с добавл. окислителя или продувкой воздухом (для удаления Ag, Sb и Sn); цинком (для удаления Аu и Ag) и др. Применяют также электролитич. рафинирование как в водных р-рах BiCl₂, Bi₂(SiF₆)₃, так и в солевых расплавах. Для получения Bi высокой чистоты (не менее Ю"6— 10"'°%) используют комбинацию разных методов: электролиз, электрорафинирование с твердыми электродами в электролитах разной природы, методы дистилляции в глубоком вакууме, кристаллофиз. методы и пирометал-лургич. процессы, включающие хлорирование, обработку щелочами и др. реагентами, а также электрохим. переработку Bi-содержащих сплавов в ионных расплавах.
Значит, кол-во Bi идет для получения легкоплавких сплавов, содержащих Pb, Sn, Cd (см., напр., Сплав Вуда), к-рые применяют в зубоврачебном протезировании, для изготовл. клише, в автоматич. противопожарных устр-вах и т.п. Быстро увеличивается потребление Bi в соединениях с Те для термоэлектрогенераторов. Добавка Bi к нерж. сталям улучшает их обрабатываемость резанием. Соединения Bi применяют в стекловарении и эмалировании. Наиб, кол-во Bi потребляет фармацевтическая пром-сть для изготовл. обеззараж. и подсушивающих средств.
[http://metaltrade.ru/abc/a.htm]

Тематики

• металлургия в целом

EN

• bismuth