鉍的產(chǎn)品性能和生產(chǎn)方法

1、鉍的產(chǎn)品性能和生產(chǎn)方法 鉍 (bismuth）元素符號bi，原子序數(shù)83。穩(wěn)定同位素209。相對原子質(zhì)量208.98037。 1產(chǎn)品性能 帶極淺紅白灰色金屬，有金屬光澤，具菱形晶體結(jié)構(gòu)。其粉末為黑色，性極脆，不具展性和延性。在空氣中幾乎不發(fā)生變幻，在水中通入空氣則氧化成氧化物。此種氧化物與空氣中的化合后即生成針狀具有光澤的碳酸鉍。它不溶于鹽酸和稀硫酸，溶于、濃和王水中。金屬鉍可從鉍鹽溶液中被zn, cd,al, sn, mn, fe所置換出來。相對密度為9.80，熔點271.4，沸點1552。加熱時燃燒發(fā)生淡藍(lán)色火焰，并生成黃色或褐色的。熔融的金屬在凝固時體積增大。鉍合金具有優(yōu)良的熱電敏性和充

2、填性能。 2生產(chǎn)辦法 (1)還原法工業(yè)上將輝鉍礦緞燒成三氧化二鉍后，與炭共熱還原得到鉍。 2bi2033c4bi3co2 (2)還原法先把粗鉍氯化，得bic13。然后將其水解成bioci，用純凈的氫在800-950還原出bi，同時放出h2o和bic13，當(dāng)bicl3逸出時又帶走了其他金屬雜質(zhì)。用本法生產(chǎn)的高純bi經(jīng)光譜分析不含b, pb, cu, ag, ti和al。氯化、水解、區(qū)域熔煉和分步分解亦可除去其中某些雜質(zhì)。 2bi3c122bic13 bicl3h2obioci2hcl 3blocl3h22bi3h20bic13 (3)用氫還原法工業(yè)鉍與反應(yīng)生成硝酸鉍，水解得硝酸氧鉍，干燥后灼燒得

3、三氧化二鉍，用還原得到高鈍鉍。 bi6hn03bl(n03)33no23h20 bi(n03)3h2obion032hn03 2bion03bi203nono202 bi203h2bih20 3工藝流程 (1)還原法 (2)氧化鉍氫還原法 4生產(chǎn)工藝 (1)氯氧化鉍還原法將300g工業(yè)鉍在充純氮的玻璃管中加熱到500，然后以20l/h的流速通入，氯化2h。將所得的bicl3舉行水解得bloci沉淀，再將沉淀洗凈干燥后，置于石英管中，于900下用純氫30l/h的流速還原15min，得到高純鉍。 (2)氧化鉍氫還原法將16kg 99.9的工業(yè)鉍置于不銹鋼的反應(yīng)鍋內(nèi)，用少量稀硝酸洗去表面污物，把硝酸

4、放出，關(guān)緊閥門。再用電導(dǎo)水洗滌金屬鉍，把水放出，關(guān)緊閥門。然后漸漸地加入1：1高純hn0335kg hn03 (d=1.42）加20l電導(dǎo)水，約需1h加完。加完后反應(yīng)10min左右（如反應(yīng)速率慢可以用蒸汽加熱，加速反應(yīng)），盡量使鉍過量些。稍冷后過濾，將濾液吸入不銹鋼反應(yīng)鍋中舉行濃縮，直至相對密度1.9(溫度在65-70時），將該液倒入特制不銹鋼盤內(nèi)，在攪拌下舉行冷卻結(jié)晶，須要時可舉行重結(jié)晶。 將上述結(jié)晶再行溶解，使之成為飽和溶液，然后倒入盛有大量煮沸的熱電導(dǎo)水中，在攪拌下舉行水解。水解完畢后靜置5min，傾出上層清液，吸濾白色結(jié)晶性粉末次硝酸鉍。 在水解的過程中除去了大量可溶性硝酸鹽。然后將次

5、硝酸鉍用不銹鋼小型離心機甩干，并用電導(dǎo)水洗滌成品。用瓷匙將成品移入大號的瓷蒸發(fā)皿中，上蓋一蒸發(fā)皿，移至馬弗爐中，在600時灼燒6-7h。冷卻后取出，研成粉末，仍放入瓷皿中再行灼燒6-7h，獲得高純氧化鉍。 然后將氧化鉍移至石英舟中，放入石英管內(nèi)在管式爐中加熱至550，用氫還原為金屬鉍。送樣分析，如能符合99.99即可；如純度不夠，可用真空蒸餾提純。 第一階段的蒸餾是在指定的真空度下，開頭緩慢地上升溫度，例如在1.33-0.013pa下，溫度達到600-620時，揮發(fā)性較鉍大的元素如as, s, te, mg和zn等不會在冷凝器中冷凝，而是通過蒸發(fā)而除去。同時，略微加熱蒸餾器外端（與冷凝器延續(xù)部

6、分），在0.133pa, 540下保持0.5h，此時揮發(fā)性較大的元素可所有除去。原料鉍的損失為5一10（按分量計）。 接著開頭其次階段的蒸餾。往冷凝器內(nèi)通入惰性氣體（氬或氮），降低真空度至規(guī)定的壓力(1-4)×133.3pa時，逐漸上升溫度至鉍的餾出溫度。這樣，蒸氣壓較鉍低的元素例如fe,co,ni,pb和sn等就作為殘渣而分別。假如餾出溫度達到720-750時，則較鉍難揮發(fā)的元素有餾出的危急，須停止加熱。所以，只要適當(dāng)控制真空度和餾出溫度，終于產(chǎn)物是可以符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的。 5產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)（高純品，） 6產(chǎn)品用途 高純鉍可用于制作bi2te3半導(dǎo)體，應(yīng)用于溫差電領(lǐng)域。鉍合金具有優(yōu)良的熱電敏性。鉍與鉛、錫等金屬組成一系列低熔合金，用于保險絲、自