辉铋矿 :提炼铋的主要矿物原料

更新时间:2024-09-20 16:14

辉铋矿化学成分为Bi2S3、晶体属正交(斜方)晶系硫化物矿物。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。

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:正交晶系,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。

外貌特征

辉铋矿(Bismuthinite)Bi2S3;理论组成(wB%):Bi81.3,S18.7。最主要的类质同像替代有Pb、Cu、Fe;在Pb2代替Bi3的同时,Cu相应地进入晶格,使电价得以补偿。其次较常见的类质同像替代有Sb、Se、Te,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的碲化物硫化物,以机械混入物形式存在。有时也含As、Au、Ag等混入物。

正交晶系,a0=1.113nm,b0=1.127nm,c0=0.397nm;Z=4。与辉锑矿等结构。斜方双锥晶类,D2h-mmm(3L23PC)。晶体沿c轴呈柱状,有时为板状、针状。晶面多具纵纹。主要单形:平行双面b{010}、a{100},斜方柱m{110}、n{021}、h{310}、l{101}、z{301}、p{501},斜方双锥σ{211}、λ{311}、s{111}和{121}。依(110)成双晶。常呈柱状、针状或放射状、粒状、致密块状集合体。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。相对密度6.4~6.8。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砷黄铁矿黄铁矿等共生。在中温热液型与辉锑矿相似,但可以锡白色,较强的金属光泽,解理面上无横纹应等与之区分。与辉锑矿不共生。

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、、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。

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、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。

参考资料

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