Ontvang informatie over de eigenschappen, geschiedenis, productie van dit broze metaal
Bismuth is een zilverachtig en bros metaal dat vaak wordt aangetroffen in laagsmeltende legeringen . De vraag naar bismut metaal is de afgelopen 20 jaar grotendeels gegroeid vanwege het effectieve gebruik als vervanging voor lood .
eigenschappen:
- Atomic Symbol: Bi
- Atoomnummer: 83
- Elementcategorie: metaal na de overgang
- Dichtheid: 9,78 g / cm3 (20 ° C)
- Smeltpunt: 272 ° F (521 ° C)
- Kookpunt: 1564 ° F (2847 ° C)
- Moh's hardheid: 2,25
Kenmerken:
Bismuth is een bros, zilverachtig groen metaal met een lage smelttemperatuur en een hoog soortelijk gewicht.
Omdat het zowel stabiel als niet-toxisch is, wordt bismut vaak gebruikt als vervanging voor toxische metalen zoals antimoon, cadmium, lood en kwik .
Net als water is bismuth minder dicht als een vaste stof dan als een vloeistof (het expandeert als het afkoelt), een eigenschap die uniek is voor een metaal. Van alle metalen elementen heeft bismuth ook de hoogste elektrische weerstand en de laagste thermo-geleidbaarheid (behalve kwik), evenals het hoogste Hall-effect (toename van de elektrische weerstand bij plaatsing in een magnetisch veld).
Geschiedenis:
Bismut werd voor het eerst erkend in de Middeleeuwen, maar zonder het vermogen om het metaal te isoleren, werd het vaak verward met tin , lood, antimoon en zink . In 1450 verwees de Duitse monnik Basil Valentine eerst naar Wismut , oftewel 'White Lead', die later zou worden gelatiniseerd als Bisemutum .
Extractie van bismut voor gebruik in pigmenten begon al in de 15e eeuw vanuit zilvermijnen in Schönberg, Duitsland. In het midden van de 18e eeuw leidde onderzoek van Johan Heinrich Pott en Claude Geoffroy tot een beter begrip van bismut en zijn unieke eigenschappen.
Artsen werden zich op dit moment ook bewust van de gunstige eigenschappen van bismut bij de behandeling van maagaandoeningen.
De eerste metallurgische toepassingen voor bismuth waren in tinlegeringen, waar het werd gebruikt met lood en tin om de smelttemperaturen te verlagen, en in legeringen met antimoon voor metalen van het drukperstype.
Een belangrijke stimulans voor de bismutindustrie kwam halverwege de jaren negentig met de Safe Drinking Water Act Amendment (1995), die de aanwezigheid van lood in drinkwaterarmaturen in de VS verbood. De afgelopen 20 jaar heeft de loodvrije beweging geresulteerd in de adoptie van bismut in een breed scala van toepassingen.
Productie:
Bismut komt het meest van nature voor in het sulfide-ertsbismutiniet (Bi2S3) of het oxide-erbismiet (Bi2O3). De extractie van dergelijke ertsen uitsluitend vanwege zijn bismutgehalte is echter zelden economisch en bismut wordt in plaats daarvan in de eerste plaats geproduceerd als een bijproduct van loodsmelten. In China worden ook grote hoeveelheden bismut gewonnen uit wolfraam , tin en zinkertsen.
Extractie van bismut metaal uit lood komt gewoonlijk voor via een van de twee processen; het Betterton-Kroll-proces of het Betts-proces.
Het Betterton-Kroll-proces scheidt bismut van lood door de introductie van calcium of magnesium in een gesmolten oplossing van lood en bismut. Het resulterende calcium- of magnesiumbismutide, dat lichter is dan gesmolten lood, stijgt naar het oppervlak als slak (vaste verontreinigingen) en kan vervolgens worden verwijderd. Het schuim wordt vervolgens behandeld met chloor bij temperaturen van ongeveer 572-932 ° F (380-500 ° C) om het magnesium of calcium te verwijderen.
Bismut met hoge zuiverheid wordt geproduceerd na behandeling met natriumhydroxide.
Het Betts-proces omvat elektrolytische raffinage van loodmetaal. In een katalytische oplossing, zuiver metalen loodplaten op de anode, terwijl onzuiverheden, inclusief bismut, zich vestigen op de bodem van het vat. Het modderige mengsel van metalen kan worden gesmolten om een metaallegering en een bismutrijke slak te produceren, die vervolgens wordt gereduceerd met koolstof om bismutmetaal te produceren.
In China worden gemengde concentraten van bismut geproduceerd door uitloging, magnetische scheiding en / of differentiële flotatietechnieken. Concentraten worden vervolgens gesmolten om ruw bismut te produceren voor raffinage.
De grootste bismutproducerende landen zijn China, Peru, Mexico (ruw en geraffineerd) en België (verfijnd). In 2013 schatte de US Geological Survey de mondiale wereldberoemde bismutproductie op ongeveer 17.000 ton.
Hiervan was de Chinese productie goed voor ongeveer 90 procent. Met meer dan 70 bismutmijnen is China ook verantwoordelijk voor de overgrote meerderheid van de wereldwijde bismuth-reserves.
Grote bismutproducenten zijn Hunan Nonferrous Group (China), Shizhuyuan Non-ferro (China), Penoles (Mexico), Sidech (België) en MCP (VK).
toepassingen:
Vanwege de broosheid van bismut worden zuivere vormen van het metaal niet gebruikt in metallurgische toepassingen. Het wordt echter gebruikt als een additieve legering in koper , aluminium , ijzer en staal als vervanging voor lood en voor het harden en maken van legeringen die beter te verwerken zijn.
bronnen:
Elementymology & Elements Multidict. Bismut.
http://elements.vanderkrogt.net/element.php?sym=Bi
US Geological Survey. Bismut.
http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/bismuth/