铋

铋（Bismuth）原子序号为83，其拉丁名称bismuth和化学符号其实源于德文，意为“白色物质”。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。主要用于医药，低熔点合金，保险丝，玻璃和陶瓷，也用作生产橡胶的催化剂。

1、基本信息

中文名：铋英文名：Bismuth元素符号：Bi原子序号：83原子量：208.98038熔点：271.3℃沸点：1560±5℃密度：9.8g•cm-3CAS登录号：7440-69-9

2、发现历程

早期古希腊和罗马就已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。

3、存在形式

铋在地壳中的含量不大，为2×10-5%，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。

铋是由阿格里科拉首先明确它是一种金属的。铋的拉丁名称bismuthum和元素符号来自德文weissemasse(白色物质)，但是金属铋并非银白色，而是粉红色。

4、资源分布

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。铋资源主要分布在中国、澳大利亚、秘鲁，墨西哥、玻利维亚、美国、加拿大和日本。铋年产量较小，近年来全球年产1.6万吨左右，少于白银每年2万吨的产量，属于稀有金属品种。

中国是铋金属资源大国，储量24万吨，约占全球总储量的70%以上，但铋很少形成单独的矿床，多数与钨、钼、锡、铜、铅、锌、铁等矿物共生。中国铋矿的主要产地在湖南、江西、广东、云南、内蒙古等地区，此外，福建、广西、青海、甘肃、*等地区也有少量的含铋伴生矿。

5、理化性质

物理性质

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，导电和导热性都较差。铋在凝固时体积增大，膨胀率为3.3%。铋的硒化物和碲化物具有半导体性质。

元素类型：金属

晶体：晶胞为三斜晶胞

熔点：271.3℃

沸点：1560±5℃

密度：9.8g•cm-3

颜色：银白色或微红色，有金属光泽

声音在其中的传播速率：1790(m/S)

莫氏硬度：2.25

电离能(kJ/mol)：第一电离能7.289电子伏特

化学性质

周期：6

族：ⅤA

原子量：208.98037

化学符号：Bi

原子序数：83

原子体积(立方厘米/摩尔)：21.3

晶胞参数

a=667.4pm

b=611.7pm

c=330.4pm

α=90°

β=110.33°

γ=90°

氧化态

主要：Bi+3

其它：Bi-3,Bi+1,Bi+4,Bi+5

室温下，铋不与氧气或水反应，在空气中稳定，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NaBiO5(铋酸钠)是强氧化剂，在分析化学中用于检测Mn。

6、主要来源

金属铋的生产分为粗炼和精炼两个阶段。通过对原料冶炼产出粗铋或铋合金，冶炼分火法和湿法两种。铋的火法熔炼适用于含铋较高的原料，主要设备是反射炉或回转炉。湿法提取适用于含铋较低，成分较复杂的原料。精炼是除去粗铋中杂质元素产出高纯度铋，分火法精炼和电解精炼，目前国内企业普遍采用火法精炼，金属铋冶炼生产技术不复杂，没有关键工艺及技术壁垒。

中国生产铋的原料主要有两大类，一类是来自选矿厂产出的铋精矿，一般含铋大于15%，有的甚至高达60%以上，另一类是来自铅、锌、铜、锡、钢铁冶炼的中间产品和副产品。

1、铅冶炼的含铋物料主要是阳极泥。铅阳极泥是国内企业提取金属铋的主要原料之一，大多采用火法处理铅阳极泥产出氧化铋渣，经过富集后氧化铋渣中的铋含量一般可以达到15%-70%不等。

2、锌冶炼主要指以次氧化锌为原料生产锌锭、纳米氧化锌、硫酸锌等湿法冶炼过程中回收的海绵铋、氯氧铋以及低品味铋渣。

3、铜冶炼中的含铋物料主要是来自转炉电收尘烟尘和铅滤饼。国内一般采用鼓风炉还原成铅铋合金，再电解回收铋。

4、锡冶炼的含铋物料有两类，一类是从阳极泥回收铋，另一类是从真空炉分离锡铋合金。

5、钢铁厂冶炼生铁时，有的铁精粉含有少量的铋，约有80%的铋富集于高炉烟尘中，其余的铋与铁精粉中的铅一同被还原成铅铋合金，沉于炉底，在高炉排铅时回收。

7、生产工艺与流程

合成铋

铋的生产是铋精矿和其他含铋物料，通过火法或湿法工艺最终产出含铋大于60%以上的粗铋。目前中国精炼铋工艺都是采用火法生产，通过如下工艺获得精铋。

1、熔析除铜，如果含铜高于5%，一般先熔析后加硫除铜。

2、氧化除砷锑，向铋液中鼓入压缩空气，砷锑优先氧化成渣。

3、碱性精炼除碲，加入1.5%-2%的固体碱，鼓入压缩空气搅动产生碲碱渣。

4、加锌除银，加入锌锭使银与锌反应形成锌金和锌银化合物，并以固体银锌壳的形态浮于铋液表面与铋分离。

5、氯化精炼，分为氯化除锌，氯化除铅两部分。向铋液中通入氯气，锌被首先氧化，产生白色氧化锌渣，继续通氯除铅，产生深灰色的氯化铅渣。

6、最终精炼，分为高温法和低温法。高温法是将铋量1%-2%的碱加入铋液，通入压缩空气在680摄氏度-720摄氏度高温精炼，以除去残留的铅，锌、氯，获得合格精铋。低温法是将温度控制在550摄氏度左右，精炼方法与高温法类似。

8、发展前景

根据USGS(美国地质调查局)数据显示，2010年以来全球铋产量稳定在15000-16000吨左右。据中国有色金属工业协会铟铋锗分会估计，2013年中国铋金属总产量在12000吨，比2012年减少200吨，按照算数平均计算，也就是每月平均1000吨，半年6000吨左右的产量。从以上数据看，泛亚的新增库存，基本上就是上半年上游企业的全部产量。

小金属铋主要应用在化工、电子、医药材料等方面。其中氧化铋对金属铋的需求占国内总消费的41%，医药行业占28%，冶金添加剂行业占8%，铋合金及焊料占21%，其他占2%。2010-2012年间，我国铋消费量就保持着5%的平均增长率。

2014年以来，铋的投资需求增加迅猛，出口状况也较为良好，下游企业需求保持较好的态势。受制于产量方面的因素，市场供不应求的情况日趋严峻，这也是价格强势上涨的重要原因。