辉铋矿
辉铋矿
辉铋矿化学成分为Bi2S3、晶体属正交(斜方)晶系的硫化物矿物。铋含量占81.3%，是提炼铋的最主要矿物原料。辉铋矿呈微带铅灰色的锡白色，金属光泽。摩斯硬度2~2.5，比重6.8。晶体呈长柱状或针状，集合体呈放射柱状或致密粒状。虽然辉铋矿是分布最广的铋矿物，但极少形成以辉铋矿为主的独立矿床，它往往产在以其他金属矿物为主的矿床中。如中国赣南一带的钨锡矿床、玻利维亚波托西锡银矿床、美国科罗拉多州莱德维尔和科尔曼铅锌矿床中均富产辉铋矿。在地表辉铋矿易风化成铋的氧化物或碳酸盐，如铋华Bi2O3、泡铋矿Bi2CO3O2。
目录
基本信息
中文名：辉铋矿、 类别：硫化物矿物、 化学式：Bi2S3、 颜色：微带铅灰色的锡白色、 光泽：金属光泽、 透明度：不透明、 条痕：铅灰色或灰黑色、 晶系：斜方晶系、 解理：解理平行(010)完全、 硬度：2-2.5、 比重：6.8、 应用：提炼铋的最主要矿物原料 、分布：中国赣南一带的钨锡矿床
矿物简介
辉铋矿是硫化物矿物，其中铋含量为81.3%，是提炼铋的最主要矿物原料。辉铋矿具有金属光泽，灰白锡色，晶体为长柱或针状，许多这样的晶体聚集在一起呈放射的柱状或粒状。辉铋矿分布非常广，但有开采价值的大矿床却非常少，一般都混在其他金属矿床中。辉铋矿容易被风化。
化学组成：Bi2S3，Bi铋81.3%，S18.7%;类质同象混入物有Pb、Cu、Sb、Fe、其中Pb2+置换Bi3+的同时，Cu+相应地进入晶格，使电价得到补偿；
鉴定特征：鉴定特征与辉锑矿相似，为锡白色，光泽较强，解理面上无横纹；鉴定与和它相似的辉锑矿的区别是辉铋矿具有更强的光泽，更大的比重，并且二者与KOH之反应不同(参看辉锑矿)；
成因产状：辉铋矿为分布最广的铋矿物;主要见于高温热液钨锡矿床，与黑钨矿、辉钼矿、黄玉和毒砂等共生;在中温热液和接触交代矿床中也有产出；
著名产地：世界著名产地有玻利维亚(六斯纳、乔罗尔克等地)、秘鲁(雪谘·德·巴斯科)、俄罗斯中亚细亚布利亦的摩拉矿床等地。
名称来源：根据成份而命名；[1]
元素描述
铋在自然界中以游离金属和矿物的形式存在。矿物有辉铋矿、铋华等。由矿物经煅烧后成三氧化二铋，再与碳共热还原而获得。元素用途：主要用于制造低熔点合金（熔点在45℃以上，100℃以下），在消防和电气工业上，用作自动灭火系统和电器保险丝、焊锡。
元素辅助资料：铋在地壳中含量是不大的，但是它在自然界中有单质状态存在。铋在自然界中有硫化物的辉铋矿（Bi2S3）和氧化物氧化铋（Bi2O3），或称铋黄土，是由辉铋矿和其他含铋的硫化物氧化后形成的。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。
铋是由阿格里科拉首先明确它是一种金属的。铋的拉丁名称bismuthum和元素符号来自德文weissemasse(白色物质)，但是金属铋并非银白色，而是粉红色。
由于铋的熔点低（271℃），很早就被用来制作易熔合金。含铋的易熔合金被广泛应用于防火、防电设备以及一些蒸汽锅炉的安全塞上，一旦发生火灾时，一些水管的活塞会“自动”熔化，喷出水来。
结构性质
晶体形态
斜方双锥晶类;晶体常呈柱状，有时为板状和针状或毛发状;主要单形有:平行双面c(010)、a(100);斜 方柱m(110)、h(310)、n(021)、l(101)、z(301)、p(501);斜方双锥s(111)、w(121);晶体结构 晶系和空间群:斜方晶系，Pbnm;晶胞参数:a0=11.13埃，b0=11.27埃，c0=3.97埃;粉晶数据:3.569(1)3.118(0.8)3.53(0.6)
物理性质
硬度:2-2.5;比重:6.8g/cm3;解理:解理平行(010)完全;颜色:微带铅灰的锡白色，表面常现黄色或斑状锖色;条痕:铅灰色或灰黑色;透明度:不透明;光泽:金属光泽;发光性:无;其他:微具挠性。
光学性质
反射色白。与辉锑矿、方铅矿相比，带奶油色。反射率:Rp为41.46(绿光)，40.86(橙光)，39.60(红光);Rm分别为48.5、48.17、40.86;Rg分别为54.51、53.00、49.18。双反射于界面清楚，c轴方向亮黄至白，a轴方向亮灰。明显非均质性。[2]
外貌特征
辉铋矿，Bismuthinite，Bi2S3；Bi 81.3%，S 18.7%。与Pb、Cu、Fe常发生类质同像替换；在Pb2＋代替Bi3＋的同时，Cu相应地进入晶格，使电价得以补偿。也可与Sb、Se、Te发生类质同像替换，Sb不完全代替Bi可达8.12%，其变种称锑辉铋矿。Se不完全代替S可达9.0%，称硒辉铋矿；Se含量最高达26%，称硒铋矿Bi2（Se，S）3。Te则可能形成Bi的碲化物和碲硫化物，以机械混入物形式存在。有时也含As、Au、Ag等混入物。辉铋矿晶体为斜方双锥晶类，晶体沿ｃ轴呈长柱状或针状，柱面具纵条纹，依（110）成双晶。集合体为放射柱状、致密粒状、柱状和针状。锡白色（带铅灰色），表面常有黄色锖色。条痕灰黑或铅灰色。金属光泽较辉锑矿更强。不透明。解理{010}完全。硬度2～2.5，比重6.4～6.8，微具挠性。主要产于高温热液型W、Sn、Bi矿床中，常呈充填脉状，与黑钨矿、锡石、辉钼矿、黄玉、绿柱石、毒砂、黄铁矿等共生。在表生条件下，辉铋矿易风化成铋的氧化物或碳酸盐，如铋华Bi2O3、泡铋矿Bi2CO3O2。其鉴定特征与辉锑矿相似，为锡白色，光泽较强，解理面上无横纹；鉴定与和它相似的辉锑矿的区别是辉铋矿具有更强的光泽，更大的比重，并且二者与KOH之反应不同。辉铋矿分布虽然非常广，但有开采价值的矿床却非常少，一般都作为其他金属矿床的伴生组分。[3]
产矿组合
辉铋矿是铋的硫化物（BiS3）矿物，含铋81.3％，是炼铋的最主要矿物原料。正交（斜方）晶系，晶体呈长柱状或针状，柱面具纵条纹。集合体为放射柱状或致密粒状。微带铅灰色的锡白色，金属光泽，莫氏硬度2～2.5，比重6.5～6.8。辉铋矿是硫化物矿物，其中铋含量为81.3%，是提炼铋的最主要矿物原料。辉铋矿具有金属光泽，灰白锡色，晶体为长柱或针状，许多这样的晶体聚集在一起呈放射的柱状或粒状。辉铋矿分布非常广，但有开采价值的大矿床却非常少，一般都混在其他金属矿床中。辉铋矿容易被风化。
铋性脆，富有光泽。铋在凝固时体积增大，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，铋是热导充最低的金属。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。铋同盐酸作用缓慢，同硫酸反应放出二氧化硫，同硝酸反应生成硝酸盐。
自然界存在少量的铋，其主要矿物有：辉铋矿、泡铋矿、铋华、自然铋、方铅铋矿、菱铋矿、铜铋矿。铋单独矿床少，常与铅、锌、铜、钨、钼、锡等矿伴生，其单独开采工业品位为0.5%。世界铋年产量约4400吨。我国铋金属量50万吨，1993年产铋约1052吨。
冶炼过程
辉铋矿的冶炼分粗炼和精炼两步。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。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。精炼一般分为四个步骤：氧化除砷、锑、碲等；加锌除银；氯化除铅锌；高温除氯。
应用
工业应用
辉铋矿是提炼铋的重要矿石矿物。主要用于制造低熔点合金（熔点在45℃以上，100℃以下），在消防和电气工业上，用作自动灭火系统和电器保险丝、焊锡。铋主要用途是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。铋锡和铋镉合金作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作制作磁力测定仪。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。碲化铋广泛用于制造温差电制器元件用于太阳能电池。铋银铯合金用于制造光电放大器。硫化银铋用于制造半导体仪器。铋镉温差元件用于报警装置。
其他应用
铋矿化学成分为Bi2S3、晶体属正交（斜方）晶系的硫化物矿物。铋含量占81.3％，是提炼铋的最主要矿物原料。辉铋矿呈微带铅灰色的锡白色,金属光泽。摩斯硬度2～2.5，比重6.8。晶体呈长柱状或针状，集合体呈放射柱状或致密粒状。
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。第一电离能7.289电子伏特。密度9.8g/cm3。熔点271.4℃，沸点1560±5℃。银白色或微红色而由金属光泽的晶体。化合价+1、+3 和+5。常温时，在空气中稳定；赤热时，即燃烧，发出淡蓝色的火焰，生成三氧化二铋。加热时能与溴、碘化合；铋粉在氯气内着火。溶于王水和浓硝酸。不溶于非氧化性酸；即使浓硫酸和浓盐酸，也只是在共热时才稍有反应。不溶于水 铋系超导材料，主要是铋锶钙铜氧2201、2212、2223型氧化物，具有较高的转化温度。[4]
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