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1.冶金添加剂
钢中加人微量铋,可改善钢的加工性能,可锻铸铁加入微量铋,能使可锻铸铁具备类似不锈钢的性能。
Cu-Bi多元合金可以取代目前饮水管件上用的含铅铜合金,成本相差不大,可解决自来水铅污染问题。
CuSn3Zn8Bi2-7,合金以铋代替铅可获得相同类似的复合材料,达到类似的铸造、机械和加工性能。
在铝、镁和青铜中加入铋,可改善机械加工性能和耐磨性能。
2.铋基低熔点易熔合金
易熔合金的熔点一般在38~230。(2,在熔点下不易受温度和压力的影响而发生变化。英国研究出一种无铅锡合金焊料,其成分Sn>82、Zn6.0~4.5、In约3.5、Bi约1.0。合金无毒性,适合作易于过热受损晶体管组装电路板焊接用。
铋铝配制的合金作弯曲薄壁管的填充料,能保持管内壁平滑光洁,且填料可多次反复使用。
铋锡合金配制的合金制作模具,用作金属薄板材的冷冲压成型,不低于钢模的温度,而且成型快,更新快,合金可多次返回使用。
铋与铝、锡、镉、铟组成的一系列低熔点合金,制作电器、保险器,自动装置讯号器等。用铋锡合金子弹代替铅弹。
3.医药治疗
铋化合物具有收敛、止泻、治疗胃肠消化不良症,次碳酸铋和次硝酸铋,次橡胶酸铋钾用于制造胃药,外科利用铋药的收敛作用来处理创伤和止血,在放射治疗中,用铋基合金代替铝为患者防止身体其他部位受到辐射制造护板,随着铋类药物的发展,现已发现某些铋类药物具有抗癌作用。
4.铋在阻燃剂方面的应用
在阻燃剂的添加剂中,Bi203的效果比Sb203更好,而且安全无毒,燃烧时发生的烟气致死性极小,同时不影响阻燃制品的稳定性。
5.铋在化工中的应用
铋黄颜料是钒酸铋和钼酸铋的混合体。用于取代铅、镉等颜料具有双晶面的黄色颜料,具有更好的表面抗化学腐蚀性,而且黏合力极强,色泽光亮,又不易脱落褪色,用于黄色汽车外壳最后一道工序的喷漆,黄色工业涂料,电气线圈用材的涂料,及橡胶、塑料制品印刷油墨的着色。
铋盐在生产人造纤维制品的一种原料丙烯腈时,需要大量铋盐作催化剂。
氧化铋,2005年日本计划用铋代替铅,用于生产汽车玻璃,这种玻璃含铅10%,生产商将用铋取代这部分铅,生产环保无铅玻璃。化学试剂、铋盐、高折光率玻璃,核工业玻璃和核反应堆燃料。
氢氧化铋用在塑料中作添加剂,使产品焕发美丽的珍珠光泽,还可用于制造无铅颜料和化妆品。
氯化铋用于还原燃料性的柏油、杂酚油和非干性油。
6.电子陶瓷
含铋的电子陶瓷如锗酸铋晶体,是一种新型闪烁晶体,用于核辐射探测器,x射线层面扫描仪、电光、压电激光等器件制造;铋钙钒(石榴型铁氧体是重要的微波旋磁材料和磁包材料)、掺氧化铋的氧化锌压敏电阻,含铋的边界层高频陶瓷电容器,锡铋永磁体,钛酸铋陶瓷和粉末、硅酸铋晶体,含铋易熔玻璃等10多种材料也均开始在工业上应用。
7.半导体
用高纯铋与碲、硒、锑等组合、拉晶的半导体元件,用于温差电偶,低温温差发电和温差制冷。用于装配空调器和电冰箱。用人工硫化铋可制造光电动设备中的光电阻,增大可见光谱区域的灵敏度。
8.核工业
高纯铋(99.999%Bi)用于核工业堆中作载热体或冷却剂,用于防护原子裂变装置材料。
铋主要用于制造易熔合金,熔点范围是47~262℃,最常用的是铋同铅、锡、锑、铟等金属组成的合金,用于消防装置、自动喷水器、锅炉的安全塞,一旦发生火灾时,一些水管的活塞会"自动"熔化,喷出水来。在消防和电气工业上,用作自动灭火系统和电器保险丝、焊锡。铋合金具有凝固时不收缩的特性,用于铸造印刷铅字和高精度铸型。碳酸氧铋和硝酸氧铋用于治疗皮肤损伤和肠胃病。
用于制低熔合金,在消防和电气安全装置上有特殊的重要性。
在分析化学中用于检测Mn。铋可制低熔点合金,用于自动关闭器或活字合金中。
铋属微毒类。大多数化合物、特别是盐基性盐类,在消化道中难吸收。不溶于水,仅稍溶于组织液。不能经完整皮肤粘膜吸收。铋吸收后分布于身体各处,以肾最多,肝次之。大部分贮存在体内的铋,在数周以至数月内由尿排出。
铋在体内的代谢与铅相似。在酸中毒时,组织可将积存的铋释放。铋与铅可互相影响。在体内,铋化合物能形成不易溶于水和稀酸的硫化铋,沉淀在组织中或栓塞在毛细血管中,发生局部溃疡,甚至坏死。硝酸铋在肠道内细菌的作用下,可还原为亚硝酸铋,吸收后引起高铁血红蛋白血症。严重慢性中毒时,由于铋多存在于肾脏,可出现严重肾炎,其中以肾小管上皮细胞的损害最重,肝亦可累及。反复经口或经其他途径慢性中毒患者可出现 "铋线"。
未见吸入铋及其化合物引起的职业中毒。慢性中毒主要由含可溶性铋盐的药物所引起。静脉注射或肌肉注射可溶性铋盐,曾有引起死亡的报道。
皮肤有损伤者要避免直接接触可溶性铋盐。二巯基丙磺酸钠等可作解毒剂。
工艺原理及流程:
高品位铋精矿的 处理,大部分采用火法反射炉熔炼,铋精矿和还原剂煤粉、置换剂铁屑、组溶剂纯碱等配料混合,加入反射炉混合熔炼,产出炉渣、冰铜和粗铋,粗铋经过精炼生产出精铋。中国开始致力于铋矿湿法冶金新工艺的研究。用FeCl3作浸出剂,在酸性氯化物体系中浸出铋,使矿物中的铋呈铋氯配合物的形态进入溶液,用铁粉置换产出海绵铋,经过火法精炼生产精铋,首先在云锡第三冶炼厂建成湿法车间,处理锡铋混合精矿。
二十一世纪后,中国的许多科研单位根据铋矿的不同组成和原料差异,围绕降低作业成该,解决环境污染、FeCl3的再生和溶液中的有价金属的富集问题,研究了许多湿法冶金流程。
主要试剂和仪器
盐酸(工业纯),FeCl3(化学纯)。电动搅拌器,721可见分光光度计,pH计。浸出剂由工业盐酸、FeCl3、蒸馏水按一定比例配制而成;铋矿在研钵中研磨30min,浸出在500mL烧杯中进行;搅拌器为常规的电动搅拌。
浸出工艺原理
在盐酸溶液中,三氯化铁可将铋矿中辉铋矿的硫元素氧化,使Bi转入溶液,硫元素转变为单质硫。加入盐酸,既可提高铋的浸出率,又可防止溶液中三氯化铋的水解。浸出液中加入铋矿还原,使溶液中残留的三氯化铁还原为二价,浸出液中加入铁粉置换生成海绵铋。置换后的溶液通入氯气氧化再生。
工艺流程
称量20g铋矿在研钵中研磨30min,装入500mL烧杯中,将配制好的浸出剂按液固体积比为3:1直接加入烧杯中,用搅拌器搅拌,一定时间后过滤,滤渣用1.5mol/L盐酸溶液洗涤2~3次,取1mL浸出液配制成250mL溶液,测定Bi浓度。其余滤液加入一定量的铁粉进行置换沉淀制成海绵铋,滤渣在100°C温度下烘干,测定其中铋的含量。其余尾矿用清水洗至中性,转入铜钼分选工序。部分废水用石灰中和后排放。
工艺流程如图。
染料是能够使一定颜色附着在纤维上的物质,且不易脱落、变色。染料通常溶于水中,一部份的染料需要媒染剂使染料能黏着于纤维上。
健康危害: 本品粉尘和蒸气具有刺激性。吸入后可引起咽炎、喉炎和支气管炎。可伴有腹痛。眼和皮肤直 接接触有明显刺激作用,并引起灼伤。慢性影响:慢性结膜炎,鼻粘膜溃疡和炎症。有致敏性,可引起皮疹和哮喘。 ...
植绒的原料价格是65元,植绒的原理是利用电荷同性相斥异性相吸的物理特性,使绒毛带上负电荷 ,把需要植绒的物体放在零电位或接地条件下,绒毛受到异电位被植物体的吸引,呈垂直状加速飞...
纯铋是柔软的金属,不纯时性脆。常温下稳定。主要矿石为辉铋矿(Bi2S5)和赭铋石(Bi2o5)。液态铋凝固时有膨胀现象。
性脆,导电和导热性都较差。铋的硒化物和碲化物具有半导体性质。
金属铋为有银白色(粉红色)到淡黄色光泽的金属,质脆易粉碎;室温下,铋不与氧气或水反应,在空气中稳定。.导电导热性差;以前铋被认为是相对原子质量最大的稳定元素,但在2003年,发现了铋微弱的放射性,可经α衰变变为铊-205。其半衰期为1.9X10^19年左右,达到宇宙寿命的10亿倍。
熔点 | 271.3℃ |
沸点 | 1560±5℃ |
声音的传播速率 | 1790(m/S) |
电离能 (kJ /mol) | 第一电离能7.289电子伏特 |
莫氏硬度 | 2.25 |
膨胀率 | 3.3% |
加热到熔点以上时能燃烧,发出淡蓝色的火焰,生成三氧化二铋,铋在红热时也可与硫、卤素化合。铋不溶于水,不溶于非氧化性的酸(如盐酸)即使浓硫酸和浓盐酸,也只是在共热时才稍有反应,但能溶于王水和浓硝酸。其中+5价化合物NaBiO3(铋酸钠)是强氧化剂。
原子量 | 208.9803987 |
化学符号 | Bi |
原子序数 | 83 |
原子体积(立方厘米/摩尔) | 21.3 |
铋在自然界中以游离金属和矿物的形式存在。矿物有辉铋矿、铋华等。金属铋由矿物经煅烧后成三氧化二铋,再与碳共热还原而获得,可用火法精炼和电解精炼制得高纯铋。
铋在地壳中的含量不大,为2×10%,自然界中铋以单质和化合物两种状态存在,主要矿物有辉铋矿(Bi2S3)、泡铋矿(Bi2O3)、菱铋矿(nBi2O3·mCO2·H2O)、铜铋矿(3Cu2S·4Bi2S3)、方铅铋矿(2PbS·Bi2S)。
铋在自然界中有硫化物的辉铋矿(Bi2S3)和氧化物氧化铋(Bi2O3),或称铋黄土,是由辉铋矿和其他含铋的硫化物氧化后形成的。由于铋的熔点低,因此用炭等可以将它从它的天然矿石中还原出来。所以铋早被古代人们取得,但由于铋性脆而硬,缺乏延展性,因而古代人们得到它后,没有找到它的应用,只是把它留在合金中。
据美国地质调查局资料显示,全球铋金属储量33万吨,略低于白银的40万吨。中国铋资源储量居世界首位,中国已有铋矿70多处,铋金属储量在1万吨以上的大中型矿区有6处,储量占全国总储量的78%,其中5万吨以上金属储量的大型矿区2处,储量占全国总储量的66%。中国铋资源分布在13个省市自治区,其中储量最大的是湖南、广东和江西,这三个省的储量占全国总储量的85%左右;其次分布在云南、内蒙古、福建、广西和甘肃等省。 其中,湖南省郴州市金般塘矿区勘探储量累计估算锡铋资源量82万吨(包括铋10万吨)、潜在经济价值70亿人民币,使中国成为世界铋的绝对优势国家,勘查成果使金船塘矿一跃成为世界最大铋矿床。
世界主要产铋国分别为中国、墨西哥、秘鲁、日本、澳大利亚、哈萨克斯坦、加拿大以及玻利维亚等。全球铋年产量预计在15,000吨左右,其中中国的产量超过10,000吨,占70%以上,墨西哥大约8%,比利时5%左右。由于受资源和环保因素的影响,铋产量在不断下降,日本和美国等国家由于成本和环保的要求,铋产量也在逐年减少。2010年全球金属铋产量预计接近16,000吨,其中中国的产量超过12,000吨,墨西哥大约1,200吨,比利时800吨,秘鲁650吨,日本400吨。
15世纪时已知,1737年由埃洛(J.Hellot)和日夫鲁瓦(C.J.Geoffroy)制得铋。
古希腊和罗马就使用金属铋,用作盒和箱的底座。但直到1556年德意志G.阿格里科拉才在《论金属》一书中提出了锑和铋是两种独立金属的见解。1737年赫罗特(Hellot)用火法分析钴矿时曾获得一小块样品,但不知何物。1753年英国C.若弗鲁瓦和T.伯格曼确认铋是一种化学元素,定名为bismuth。1757年法国人日夫鲁瓦(Geoffroy)经分析研究,确定为新元素。
铋基材料的发展综述总结
环境友好型铋基材料的制备及其性能研究 1 概述 能源危机和环境问题的日益加重已成为影响全人类可持续发展的重要 问题。近年来,可再生与不可再生资源日益枯竭,使得人们不得不高度重 视排放物、废弃物的妥善处理和循环再生,减少不可再生资源的消耗和环 境的污染,同时寻求绿色环保、可持续发展的新能源就逐渐受到世界各国 的广泛关注。 光催化实际上是光催化剂在某些波长光子能量的驱动下,体内的空穴 电子对分离,后又引发了一系列氧化还原反应的过程。光催化氧化技术由 于其具有环境友好,能有效去除环境中尤其是废水中的污染物,且能耗少, 无二次污染等优点已被慢慢重视起来。 自 1972 年 Fujishima 等[1]在《Nature》报道了 TiO 2在紫外光照射下可 以催化水的分解后,半导体光催化剂一直是广大学者们研究的热点。光催 化被认为是解决能源问题的关键有效方法之一,近年来受到广大研究者的 不断探究。 为
材料代用 功能相同 成本降低 价值工程在耐火材料原料采购上的应用
工矿企业物资供应工作应用价值工程,主要是通过对所购物资的功能与成本进行定量和定性的对比分析,达到所购物资在实现必要功能的前提下,降低采购成本的目的。 一、课题选定 我厂是全国耐火材料生产的重要基地之一,主要生产耐火材料。耐火材料是用于热工设备中抵抗高温作用的结构材料和用作其它高温容器或部件的无机非金属固体材料。
辉铋矿是硫化物矿物,其中铋含量为81.3%,是提炼铋的最主要矿物原料。辉铋矿具有金属光泽,灰白锡色,晶体为长柱或针状,许多这样的晶体聚集在一起呈放射的柱状或粒状。辉铋矿分布非常广,但有开采价值的大矿床却非常少,一般都混在其他金属矿床中。辉铋矿容易被风化。
化学组成:Bi2S3,Bi铋81.3%,S18.7%;类质同象混入物有Pb、Cu、Sb、Fe、其中Pb2+置换Bi3+的同时,Cu+相应地进入晶格,使电价得到补偿;
鉴定特征:鉴定特征与辉锑矿相似,为锡白色,光泽较强,解理面上无横纹;鉴定与和它相似的辉锑矿的区别是辉铋矿具有更强的光泽,更大的比重,并且二者与KOH之反应不同(参看辉锑矿);
成因产状:辉铋矿为分布最广的铋矿物;主要见于高温热液钨锡矿床,与黑钨矿、辉钼矿、黄玉和毒砂等共生;在中温热液和接触交代矿床中也有产出;
著名产地:世界著名产地有玻利维亚(六斯纳、乔罗尔克等地)、秘鲁(雪谘·德·巴斯科)、俄罗斯中亚细亚布利亦的摩拉矿床等地。
名称来源:根据成份而命名;
辉铋矿是铋的硫化物(BiS3)矿物,含铋81.3%,是炼铋的最主要矿物原料。正交(斜方)晶系,晶体呈长柱状或针状,柱面具纵条纹。集合体为放射柱状或致密粒状。微带铅灰色的锡白色,金属光泽,莫氏硬度2~2.5,比重6.5~6.8。辉铋矿是硫化物矿物,其中铋含量为81.3%,是提炼铋的最主要矿物原料。辉铋矿具有金属光泽,灰白锡色,晶体为长柱或针状,许多这样的晶体聚集在一起呈放射的柱状或粒状。辉铋矿分布非常广,但有开采价值的大矿床却非常少,一般都混在其他金属矿床中。辉铋矿容易被风化。
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。
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。
铋合金具有凝固时不收缩的特性,用于铸造印刷铅字和高精度铸型。
铋合金常作为铸铁、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。铋锡和铋镉合金用于制造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制作磁力测定仪。铋锰合金可用作永磁材料。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元件用于太阳能电池,并且碲化铋可大大提高计算机芯片的运行速度和工作效率。
铋银铯合金可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。