Erfahren Sie mehr über Wismut

Wismut ist ein silbriges und sprödes Metall, das häufig in niedrigschmelzenden Legierungen vorkommt. Die Nachfrage nach Wismutmetall ist in den letzten 20 Jahren zum großen Teil aufgrund der effektiven Verwendung als Ersatz für Blei gestiegen.

Eigenschaften:

• Atomsymbol: Bi
• Ordnungszahl: 83
• Element Kategorie: 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:

Wismut ist ein sprödes, silbrig-grünes Metall mit einer niedrigen Schmelztemperatur und einem hohen spezifischen Gewicht.

Wismut ist sowohl stabil als auch ungiftig und wird oft als Ersatz für giftige Metalle wie Antimon, Cadmium, Blei und Quecksilber verwendet.

Wismut ist wie Wasser weniger dicht als ein Feststoff als eine Flüssigkeit (es dehnt sich beim Abkühlen aus), eine Eigenschaft, die für ein Metall einzigartig ist. Von allen Metallelementen hat Wismut auch den höchsten elektrischen Widerstand und die niedrigste Wärmeleitfähigkeit (außer Quecksilber) sowie den höchsten Hall-Effekt (Erhöhung des elektrischen Widerstands in einem Magnetfeld).

Geschichte:

Wismut wurde zum ersten Mal im Mittelalter erkannt, aber ohne die Fähigkeit, das Metall zu isolieren, wurde es oft mit Zinn, Blei, Antimon und Zink verwechselt. Im Jahr 1450 bezog sich der deutsche Mönch Basil Valentine erstmals auf Wismut oder "Bleiweiß", das später als Bismutum latinisiert wurde.

Die Extraktion von Wismut zur Verwendung in Pigmenten begann bereits im 15. Jahrhundert aus Silberminen in Schönberg. 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.

Zu ​​dieser Zeit wurden sich die Ärzte auch der vorteilhaften Eigenschaften von Wismut bei der Behandlung von Magenbeschwerden bewußt.

Die ersten metallurgischen Anwendungen für Wismut waren in Zinnlegierungen, wo es mit Blei und Zinn verwendet wurde, um die Schmelztemperaturen zu senken, und in Legierungen mit Antimon für Druckpressmetalle.

Ein wichtiger Impuls für die Wismutindustrie kam Mitte der 1990er Jahre mit dem Safe Drinking Water Act Amendment (1995), der 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:

Bismut kommt am häufigsten im Sulfid-Erz Bismuthinit (Bi2S3) oder im Oxid-Erz Bismit (Bi2O3) vor. Die Extraktion solcher Erze allein aufgrund ihres Wismutgehalts ist jedoch selten wirtschaftlich, und stattdessen wird hauptsächlich Bismut als Nebenprodukt der Bleischmelze erzeugt. In China werden auch große Mengen an Wismut 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 Bismut von Blei durch die Einführung von Kalzium oder Magnesium in eine geschmolzene Lösung von Blei und Bismut. Das resultierende Calcium- oder Magnesiumbismutid, 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.

Hochreines Wismut wird nach der Behandlung mit Natriumhydroxid hergestellt.

Der Betts-Prozess beinhaltet die elektrolytische Raffination von Bleiband. In einer katalytischen Lösung werden reine metallische Bleiplatten auf die Anode aufgebracht, während sich Verunreinigungen, einschließlich Wismut, am Boden des Gefäßes absetzen. Die schlammartige Mischung von Metallen kann geschmolzen werden, um eine Metalllegierung und eine wismutreiche Schlacke zu erzeugen, die dann mit Kohlenstoff reduziert wird, um Wismutmetall zu erzeugen.

In China werden gemischte Wismutkonzentrate durch Auslaugen, magnetische Abscheidung und / oder differentielle Flotationstechniken hergestellt. Die Konzentrate werden dann geschmolzen, um rohes Wismut zum Raffinieren zu erzeugen.

Die größten Wismut produzierenden Länder sind China, Peru, Mexiko (roh und raffiniert) und Belgien (raffiniert). Im Jahr 2013 schätzte der US Geological Survey die weltweite raffinierte Wismutproduktion auf etwa 17.000 Tonnen.

Davon entfielen rund 90 Prozent auf die chinesische Produktion. Mit mehr als 70 Bismutminen ist China auch für die überwiegende Mehrheit der weltweiten Wismutreserven verantwortlich.

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

Anwendungen:

Aufgrund der Brüchigkeit von Wismut werden reine Formen des Metalls in metallurgischen Anwendungen nicht verwendet. Es wird jedoch als eine additive Legierung in Kupfer, Aluminium, Eisen und Stahl als ein Ersatz für Blei und zum Zähen und Herstellen von Legierungen verwendet, die besser zerspanbar sind.

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_Quellen:

_{Elementymologie & Elemente Multidict. Wismut.}

_{// Elemente. vanderkrogt. Netto / Element. php? sym = Bi}

_{US Geological Survey. Wismut.}

_{// Mineralien. Usgs. gov / minerals / pubs / commodity / bismuth /}

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