Erfahren Sie mehr über Wismut

Informieren Sie sich über die Eigenschaften, Geschichte, Produktion dieses spröden Metalls

Bismut ist ein silbrig-sprödes Metall, das häufig in niedrig schmelzenden Legierungen vorkommt . Die Nachfrage nach Bismutmetall ist in den letzten 20 Jahren zum großen Teil durch seine effektive Verwendung als Bleiersatz gestiegen.

Eigenschaften:

• Atomsymbol: Bi
• Atomzahl: 83
• Elementkategorie: Post-Übergangsmetall
• Dichte: 9,78 g / cm ³ (20 ° C)
• Schmelzpunkt: 272 ° F (521 ° C)
• Siedepunkt: 1564 ° F (2847 ° C)
• Mohs Härte: 2,25

Eigenschaften:

Bismut ist ein sprödes, silbrig-grünes Metall, das eine niedrige Schmelztemperatur und ein hohes spezifisches Gewicht aufweist.

Da es sowohl stabil als auch nicht toxisch ist, wird Wismut oft als Ersatz für toxische Metalle wie Antimon, Cadmium, Blei und Quecksilber verwendet .

Wie Wasser ist Wismut als Feststoff weniger dicht als als Flüssigkeit (es dehnt sich aus, wenn es abkühlt), eine Eigenschaft, die für ein Metall einzigartig ist. Von allen Metallelementen hat Wismut auch den höchsten elektrischen Widerstand und die niedrigste Wärmeleitfähigkeit (mit Ausnahme von Quecksilber) sowie den höchsten Hall-Effekt (Zunahme des elektrischen Widerstands im Magnetfeld).

Geschichte:

Bismut wurde zuerst im Mittelalter entdeckt, aber ohne die Fähigkeit, das Metall zu isolieren, wurde es oft mit Zinn , Blei, Antimon und Zink verwechselt. Im Jahr 1450 nahm der deutsche Mönch Basil Valentine erstmals Bezug auf Wismut oder "White Lead", das später als Bisemutum latinisiert wurde.

Die Extraktion von Wismut zur Verwendung in Pigmenten begann bereits im 15. Jahrhundert aus Silberminen in Schönberg, Deutschland. In der Mitte des 18. Jahrhunderts führten Forschungen von Johan Heinrich Pott und Claude Geoffroy zu einem besseren Verständnis von Wismut und seinen einzigartigen Eigenschaften.

Mediziner wurden zu dieser Zeit auch auf die vorteilhaften Eigenschaften von Bismut bei der Behandlung von Magenbeschwerden aufmerksam.

Die ersten metallurgischen Verwendungen für Wismut bestanden in Zinnlegierungen, wo es mit Blei und Zinn verwendet wurde, um die Schmelztemperaturen zu senken, und in Legierungen mit Antimon für Metalle der Druckpresse.

Ein wichtiger Impuls für die Wismutindustrie kam Mitte der 1990er Jahre mit der Änderung des Safe Drinking Water Act (1995), die das Vorhandensein von Blei in Trinkwasserinstallationen in den USA verbot. In den letzten 20 Jahren hat die bleifreie Bewegung dazu geführt, dass Wismut in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt wurde.

Produktion:

Wismut kommt am häufigsten im Sulfiderz Wismuthinit (Bi2S3) oder im Oxiderzbismit (Bi2O3) vor. Die Extraktion solcher Erze allein aufgrund ihres Wismutgehaltes ist jedoch selten wirtschaftlich, und Wismut wird stattdessen hauptsächlich als Nebenprodukt der Bleiverschmelzung erzeugt. In China werden große Mengen Wismut auch aus Wolfram- , Zinn- und Zinkerzen gewonnen.

Die Extraktion von Wismutmetall aus Blei erfolgt üblicherweise über einen von zwei Prozessen; der Betterton-Kroll-Prozess oder der Betts-Prozess.

Der Betterton-Kroll-Prozess trennt Wismut von Blei durch die Einführung von Calcium oder Magnesium in eine geschmolzene Lösung von Blei und Wismut. Das resultierende Calcium- oder Magnesiumbismuthid, das leichter als geschmolzenes Blei ist, steigt als Krätze (feste Verunreinigungen) an die Oberfläche und kann dann entfernt werden. Die Krätze wird dann bei Temperaturen von etwa 572 bis 932ºF (380 bis 500ºC) mit Chlor behandelt, um das Magnesium oder Calcium zu entfernen.

Wismut mit hoher Reinheit wird nach Behandlung mit Natriumhydroxid hergestellt.

Das Betts-Verfahren beinhaltet die elektrolytische Raffination von Bleibarren. In einer katalytischen Lösung setzen sich rein metallische Bleiplatten auf der Anode ab, während Verunreinigungen, einschließlich Wismut, sich am Boden des Gefäßes absetzen. Die schlammige Mischung von Metallen kann geschmolzen werden, um eine Metalllegierung und eine bismutreiche Schlacke zu erzeugen, die dann mit Kohlenstoff unter Bildung von Wismutmetall reduziert wird.

In China werden gemischte Konzentrate von Wismut durch Auslaugen, magnetische Trennung und / oder differentielle Flotationstechniken hergestellt. Die Konzentrate werden dann zur Herstellung von rohem Wismut zur Raffination geschmolzen.

Die größten Wismut produzierenden Länder sind China, Peru, Mexiko (roh und raffiniert) und Belgien (raffiniert). Im Jahr 2013 schätzte der US Geological Survey die Weltraffinierte Wismut-Produktion weltweit auf rund 17.000 Tonnen.

Davon entfielen rund 90 Prozent auf die chinesische Produktion. Mit mehr als 70 Wismutminen macht China auch den größten Teil der weltweiten Bismut-Reserven aus.

Zu den wichtigsten Bismutproduzenten gehören die Hunan Nonferrous Group (China), Shizhuyuan Nonferrous (China), Penoles (Mexiko), Sidech (Belgien) und MCP (UK).

Anwendungen:

Aufgrund der Bismut-Sprödigkeit werden reine Metallformen in metallurgischen Anwendungen nicht verwendet. Es wird jedoch als eine Zusatzlegierung in Kupfer , Aluminium , Eisen und Stahl als Ersatz für Blei verwendet und zum Härten und zur Herstellung von Legierungen, die besser bearbeitbar sind.

_Quellen:

_{Elementymology & Elements Multidict. Wismut.}

_{http://elements.vanderkrogt.net/element.php?sym=Bi}

_{U.S. Geologische Befragung. Wismut.}

_{http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/bismuth/}