铋金属知识

铋基础知识

一、铋的性质：

银白色或微红色，有金属光泽，性脆，导电和导热性都较差。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。铋及其合金具有热电效应。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。

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。铋粉在氯气内着火。铋不溶于水，不溶于非氧化性的酸（如盐酸），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。

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。

铋是银白色金属，密度9.8，熔点271.3℃，沸点 1560℃，性脆，导电和导热性都比较差。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。铋及其合金具有热电效应。

二、铋的分布：

全球铋金属储量为33万吨，储量基础为68万吨。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。中国的铋储量居世界第一，储量大约为24万吨，占世界总储量的75%；储量基础约为47万吨，占世界的69%。

我国目前已有铋矿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%。我国铋资源分布在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。

三、铋的来源：

铋的主要矿物有自然铋（Bi）、辉铋矿（Bi2S3）、铋华（Bi2O3）、以及菱铋矿

（nBi2O3·mCO2·H2O）、铜铋矿（3Cu2S·4Bi2S3）等，其中以辉铋矿与铋华为最重要。铋的矿物大都与钨、钼、铅、锡、铜等金属矿物共生，很少形成有单独开采价值的矿床，所以需在其它主金属选矿过程中分离出铋精矿。另外，铋也常进入其它主金属提炼过程的副产物中，如铅阳极泥、铜熔炼及吹炼的烟尘。

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。

四、铋的冶炼：

铋的冶炼分粗炼和精炼两个步骤：

1、粗炼的方法因原料而异，以硫化铋精矿、氧化铋和铋的混合矿、氧化铋渣以及氯氧化铋等作为炼铋原料时，采用混合熔炼法，配入适量的铁屑、纯碱、萤石粉、煤粉等，在反射炉中进行混合熔炼，得到粗铋，送去精炼。

2、以铅的火法精炼过程中产生的钙镁铋浮渣为原料的炼制方法是：先将浮渣加热，使其中所含的铅下沉取出。继续加热熔渣，熔化后，加入氯化铅或通入氯气，以除去钙和镁，得到富含铋的铅铋合金，再送精炼。

精炼一般包括氧化除砷锑碲、加锌除银、氯化除铅锌、高温除氯四个步骤。

五﹑铋市产业链

部分铋矿企业主要是出售原矿和低附加值的高纯铋，基本上没有能力生产高附加值的铋矿化工产品和铋工业产品，直接出售的铋矿石广东、江西、湖北等地或国外的老板采购出去加工成高附加值的铋矿化工产品和工业产品，如电子原件、半导体、医药等，以延伸铋产业链。

六、铋的用途：

中国铋消费仍旧是以传统领域为主，主要消费领域为：氧化铋占35%、医药占28%、冶金（低熔点合金和环保合金）添加剂占17%、化工占10%、铋合金占9%、其它占1%。

近年来，作为新型功能材料的氧化铋在电容器、显象管、避雷器、压敏电阻、磁性材料、特种玻璃、高档陶瓷、烟花、铋系阻燃剂等行业用途越来越广泛，需求也在逐步增长当中。

氧化铋在中国主要用于电子行业，其中避雷器、压敏电阻和陶瓷电容是氧化铋消费的三个主要领域。由于铋的绿色特性，铋在医药行业和超导材料上的消费正呈迅速增长的势头，因此，铋在医药和超导体上的用途将逐渐占居主导地位。

1、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、电器保险丝的安全塞，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。

2、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。铋及其合金常作为铸铁、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。

3、铋作为可安全使用的“绿色金属”，除用于医药行业外，也广泛应用于半导体、超导体、阻燃剂、颜料、化妆品、化学试剂、电子陶瓷等领域，大有取代铅、锑、镉汞等有毒元素的趋势。

七、氧化铋的用途

主要用于化工行业（如化学试剂、铋盐制造等）、玻璃行业（主要用于着色）、电子行业（电子陶瓷等）以及其他行业（如防火纸的制造、核反应堆燃料等）。

1、其中，电子行业是氧化铋应用最广的行业，主要用在压敏电阻、热敏电阻、氧化锌避雷器以及显象管等领域。如果从材料来分，氧化铋主要用于电子陶瓷粉体材料、电解质材料、光电材料、高温超导材料、催化剂等。电子陶瓷粉体材料电子陶瓷领域是氧化铋应用的一个成熟而又充满活力的领域。氧化铋作为电子陶瓷粉体材料中的重要添加剂，纯度一般要求在99.5%以上。主要应用对象有氧化锌压敏电阻、陶瓷电容、铁氧体磁性材料三类。

2、在电子陶瓷的开发方面，美国走在世界前列。而日本则靠大规模生产和先进的技术占据了世界陶瓷市场60％的份额。随着纳米级氧化铋的研究开发和均匀化制造技术的创新提高，也将大大推动电子陶瓷相关元器件性能的改善和生产成本的降低。氧化铋在氧化锌压敏电阻中主要起效应形成剂的作用，是氧化锌压敏电阻具有高非线性伏安特性的主要贡献者。

3、光电材料氧化铋基玻璃由于具备非常优秀的光学性能，如高的折射率、红外传输和非线性光学性，因而在光电装置、光纤传输等的材料应用方面具有非常大的吸引力。氧化铋在铋系超导材料原料粉中的含量接近30％，纯度为4N。现在世界上主要有美国超导公司、日本住友电气公司、丹麦北欧超导技术公司等三家单位商业化供应BSCCO2223带材。美国超导公司持有BSCCO短导线实验室临界电流密度的世界纪录，提供的带材性能为工程电流密度大于13500A／cm2；日本住友电气公司是最早在世界上主导BSCCO导线发展的公司，提供的带材性能为工程电流密度大于10000A／cm2；丹麦北欧超导技术公司提供的带材性能为工程电流密度为6000A／cm2。我国自1988年以来，一直在开展铋系高温超导材料的研究，目前从事BSCCO系超导带材研究的主要有清华大学、北京有色金属研究院、西北有色金属研究院和北京英纳超导技术有限公司。北京英纳超导技术有限公司的设计生产能力为200km/a，工程电流密度超过6000A／cm2的铋系带材。

4、氧化铋在催化剂方面的应用，主要有三类一类是钼铋催化剂，是用于氧化反应的一种效果好而又经济的催化材料，在工业应用中可作为丙烯氧化为丙烯醛、从丙烯制备丙烯腊、丁烯氧化脱氢制备丁二烯、丁二烯氧化为呋喃等过程的催化剂；二类是钇铋催化剂，掺杂了氧化钇的氧化铋材料，是一种非常有吸引力的催化剂。三类是燃速催化剂，氧化铋正在逐步取代氧化铅，成为固体推进剂中重要的催化剂。因为氧化铅有毒，对工作人员和环境有着直接或间接的危害。

5、在其他方面的用途还包括作为核废物吸收材料、显像管荫罩涂层、无毒烟花等。

八﹑铋生产商

中国主要铋生产企业

昆明云铜稀贵铋业有限公司湖南柿竹园有色金属有限公司永兴大鑫有色金属有限

公司郴州金旺实业有限公司湘潭昭山冶金化工厂江西铜业集团新材料有限公司贵溪三元冶炼化工有限公司江钨集团赣州有色金属冶炼有限公司内蒙古兴业集团广东阳山湖南柏林铋业（集团）有限公司湖南铋业有限责任公司太谷盛德有色金属有限公司

铋锭主要出口商

中国有色金属进出口江西公司深圳江铜南方总公司