铋(卷名：矿冶)
bismuth
元素符号Bi，灰白带粉红色金属，在元素周期表中属ⅤA族，原子序数83，原子量208.980，菱形晶体，常见化合价为+3。
在希腊、罗马时代人们就使用铋，只是不把它看作一个元素。铋的名称来自德文Wismut（白色金属），16世纪阿格里科拉（G.Agricola），将这个名称拉丁化为bisemutum，但此后很长时期铋仍被误认是铅、 锡、银、锑等。1753年，若弗鲁瓦（C.Geoffroy）和伯格曼（T.Bergman）才确定铋是一种新元素。铋工业于 1860年初具规模；1930年前后由于发展了铋在易熔合金和医药方面的新用途，铋的生产才发展较快。
自然界存在少量单质铋。铋矿物有辉铋矿(Bi2S3)、泡铋矿(Bi2O3，或称铋华)、菱铋矿(nBi2O3·mCO2·H2O)、铜铋矿(3Cu2S·4Bi2S3)、方铅铋矿(2PbS·Bi2S3)等。主要工业资源为辉铋矿，常与铅、铜、锡、锑、钨、钼等矿物共生。世界铋矿的主要产地在秘鲁和墨西哥。中国铋矿的主要产地在江西、湖南、广东、云南等省。中国炼铋原料中，一半是铋精矿，另一半是铅、铜、锡、钨等选矿和冶炼的副产品。
性质和用途 铋性脆，富有光泽。铋在疑固时体积增大，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，铋是热导率最低的金属。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(Bi2O3)。铋同盐酸作用缓慢，同硫酸反应放出SO2，同硝酸反应生成硝酸盐。
铋主要以金属形态用于配制易熔合金，以化合物形态用于医药。前者熔点范围为47～262℃，最常用的是铋同铅、锡、锑、铟等金属组成的二元、三元、四元、五元合金。改变这些金属在合金中所占的百分比，就可获得一系列不同熔点和不同物理性质的合金；这些合金用于消防装置，做自动喷水器的热敏元件，锅炉和压缩空气缸的安全塞，焊料，金属热处理的熔浴介质等。铋合金具有在冷凝时不收缩的特性，用于铸造印刷铅字和高精度的铸型。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。铋锡和铋镉合金用作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来制作磁力测定仪。铋锰合金可制永磁合金。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(Bi2Te3)广泛用于制造温差电致冷元件和低温温差电源。三碲化锑铋(BiSbTe3)作为温差电器元件用于太阳能电池。铋银铯合金用于制造光电放大器。硫化银铋(BiAgS2)用于制造半导体仪器。铋镉温差元件用于报警装置。
产量和价格 70年代后期，世界铋矿(以铋计)年产量估计为3630～4080吨。秘鲁是世界铋矿产量最高的国家，其次为玻利维亚和澳大利亚。消费铋最多的国家是美国；1976年为1093吨，1979年为1153吨，主要依靠进口。其中25.5％用于冶炼易熔合金，27％用作冶金添加剂，45.7％用于制药，其他用途约占1.8％。纯度为99.99％和99.999％的铋，1976年的价格分别为16.52美元／公斤和17.62美元/公斤。中国近年铋的年产量约为400～500吨。
铋的冶炼 分粗炼和精炼两步。
火法粗炼 粗炼的方法因原料而异。以硫化铋精矿、氧化铋和硫化铋的混合矿、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。
以铅的火法冶金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。
火法精炼 一般分为四个步骤：①氧化除砷、锑、碲等；②加锌除银；③氯化除铅锌；④高温除氯。火法精炼流程见下页图。粗铋在680～720℃熔化，其中铁、砷、锑等氧化成为干渣。为了减少铋被带走，通常用氢氧化钠作熔剂，熔化干渣，然后捞出。鼓风是为了进一步氧化砷、锑、碲、铁、锡等杂质，使砷、锑形成As2O3和Sb2O3，大部分挥发掉。粗铋中的银，可以加锌除去。粗铋中残余的锌、铅、铜则在350～500℃ 通入氯气除去。最后在氢氧化钠及硝酸钾熔盐覆盖下，插树脱氯，所得铋锭纯度可达99.99％。如原料中含铅高时，可在除银前先氯化除铅。
湿法提铋 将含铋的原料用盐酸浸出(见浸取)，浸出液用大量的水稀释，使氯化铋水解成氯氧化铋沉淀。如需要提高纯度，可重复操作数次。氯氧化铋可在盐酸存在下用铁粉或锌粉进行置换沉淀，制取海绵铋；或与碳酸钠、碳混合后，熔融还原，直接制取粗铋。中国从锡矿中选出铋中矿，用盐酸浸出，分离锡和砷后，将氯化铋溶液进行隔膜电解，制取海绵铋。海绵铋为中间产品，还需精炼。
电解精炼对分离大量的银很有效，但如提炼高纯铋时，仍需与火法精炼配合。