铋基础知识

铋基础知识 一、铋的性质：

银白色或微红色，有金属光泽，性脆，导电和导热性都较差。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。铋及其合金具有热电效应。铋在凝固时体积增大，膨胀率为3.3％。铋的硒化物和碲化物具有半导体性质。

室温下，铋不与氧气或水反应，在空气中稳定，加热到熔点以上时能燃烧，发出淡蓝色的火焰，生成三氧化二铋，铋在红热时也可与硫、卤素化合。铋粉在氯气内着火。铋不溶于水，不溶于非氧化性的酸（如盐酸），使浓硫酸和浓盐酸，也只是在共热时才稍有反应，但能溶于王水和浓。

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。

铋是银白色金属，密度9.8，熔点271.3℃，沸点 1560℃，性脆，导电和导热性都比较差。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。铋及其合金具有热电效应。 二、铋的分布：

全球铋金属储量为33万吨，储量基础为68万吨。铋资源主要分布在中国、澳大利亚、秘鲁、墨西哥、玻利维亚、美国、加拿大和日本。中国的铋储量居世界第一，储量大约为24万吨，占世界总储量的75%；储量基础约为47万吨，占世界的69%。

我国目前已有铋矿70多处，铋金属储量在1万吨以上的大中型矿区有6处，储量占全国总储量的78%。其中5万吨以上金属储量的大型矿区2处，储量占全国总储量的66%。我国铋资源分布在13个省市自治区。其中储量最大的是湖南、广东和江西，这三个省的储量占全国总储量的85%左右；其次分布在云南、内蒙古、福建、广西和甘肃等省。 三、铋的来源：

铋的主要矿物有自然铋（Bi）、辉铋矿（Bi2S3）、铋华（Bi2O3）、以及菱铋矿（nBi2O3·mCO2·H2O）、铜铋矿（3Cu2S·4Bi2S3）等，其中以辉铋矿与铋华为最重要。铋的矿物大都与钨、钼、铅、锡、铜等金属矿物共生，很少形成有单独开采价值的矿床，所以需在其它主金属选矿过程中分离出铋精矿。另外，铋也常进入其它主金属提炼过程的副产物中，如铅阳极泥、铜熔炼及吹炼的烟尘。

金属铋由矿物经煅烧后成三氧化二铋，再与碳共热还原而获得，可用火法精炼和电解精炼制得高纯铋。 四、铋的冶炼：

铋的冶炼分粗炼和精炼两个步骤：

1、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。 2、以铅的火法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。 精炼一般包括氧化除砷锑碲、加锌除银、氯化除铅锌、高温除氯四个步骤。 五﹑ 铋市产业链

原矿/高纯铋 粗铋/精铋 氧化物/化合物 铋矿 铋冶炼厂 铋加工厂 铋成品 消费者 铋贸易商 铋贸易商 铋贸易商

部分铋矿企业主要是出售原矿和低附加值的高纯铋，基本上没有能力生产高附加值的铋矿化工产品和铋工业产品，直接出售的铋矿石广东、江西、湖北等地或国外的老板采购出去加工成高附加值的铋矿化工产品和工业产品，如电子原件、半导体、医药等，以延伸铋产业链。

六、铋的用途：

中国铋消费仍旧是以传统领域为主，主要消费领域为：氧化铋占35%、医药占28%、冶金（低熔点合金和环保合金）添加剂占17%、化工占10%、铋合金占9%、其它占1%。

近年来，作为新型功能材料的氧化铋在电容器、显象管、避雷器、压敏电阻、磁性材料、特种玻璃、高档陶瓷、烟花、铋系阻燃剂等行业用途越来越广泛，需求也在逐步增长当中。

氧化铋在中国主要用于电子行业，其中避雷器、压敏电阻和陶瓷电容是氧化铋消费的三个主要领域。由于铋的绿色特性，铋在医药行业和超导材料上的消费正呈迅速增长的势头，因此，铋在医药和超导体上的用途将逐渐占居主导地位。

1、铋主要用于制造易熔合金，熔点范围是47～262℃，最常用的是铋同铅、锡、锑 、铟等金属组成的合金，用于消防装置、自动喷水器、锅炉、电器保险丝的安全塞，一旦发生火灾时，一些水管的活塞会“自动”熔化，喷出水来。在消防和电气工业上，用作自动灭火系统。

2、铋合金具有凝固时不收缩的特性，用于铸造印刷铅字和高精度铸型。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。铋锡和铋镉合金用于制造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制作磁力测定仪。铋锰合金可用作永磁材料。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元件用于太阳能电池，并且碲化铋可大大提高计算机芯片的运行速度和工作效率。铋银铯合金可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。

3、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。 七、氧化铋的用途

主要用于化工行业（如化学试剂、铋盐制造等）、玻璃行业（主要用于着色）、电子行业（电子陶瓷等）以及其他行业（如防火纸的制造、核反应堆燃料等）。

1、其中，电子行业是氧化铋应用最广的行业，主要用在压敏电阻、热敏电阻、氧化锌避雷器以及显象管等领域。如果从材料来分，氧化铋主要用于电子陶瓷粉体材料、电解质材料、光电材料、高温超导材料、催化剂等。电子陶瓷粉体材料电子陶瓷领域是氧化铋应用的一个成熟而又充满活力的领域。氧化铋作为电子陶瓷粉体材料中的重要添加剂，纯度一般要求在99.5%以上。主要应用对象有氧化锌压敏电阻、陶瓷电容、铁氧体磁性材料三类。

2、在电子陶瓷的开发方面，美国走在世界前列。而日本则靠大规模生产和先进的技术占据了世界陶瓷市场60％的份额。随着纳米级氧化铋的研究开发和均匀化制造技术的创新提高，也将大大推动电子陶瓷相关元器件性能的改善和生产成本的降低。氧化铋在氧化锌压敏电阻中主要起效应形成剂的作用，是氧化锌压敏电阻具有高非线性伏安特性的主要贡献者。

3、光电材料氧化铋基玻璃由于具备非常优秀的光学性能，如高的折射率、红外传输和非线性光学性，因而在光电装置、光纤传输等的材料应用方面具有非常大的吸引力。氧化铋在铋系超导材料原料粉中的含量接近30％，纯度为4N。现在世界上主要有美国超导公司、日本住友电气公司、丹麦北欧超导技术公司等三家单位商业化供应BSCCO2223带材。美国超导公司持有BSCCO短导线实验室临界电流密度的世界纪录，提供的带材性能为工程电流密

2

度大于13500A／cm；日本住友电气公司是最早在世界上主导BSCCO导线发展的公司，提供的带材性能为工程电流

22

密度大于10000A／cm；丹麦北欧超导技术公司提供的带材性能为工程电流密度为6000A／cm。我国自1988年以来，一直在开展铋系高温超导材料的研究，目前从事BSCCO系超导带材研究的主要有清华大学、北京有色金属研究院、西北有色金属研究院和北京英纳超导技术有限公司。北京英纳超导技术有限公司的设计生产能力为200km/a，工程

2

电流密度超过6000A／cm的铋系带材。

4、氧化铋在催化剂方面的应用，主要有三类一类是钼铋催化剂，是用于氧化反应的一种效果好而又经济的催

化材料，在工业应用中可作为丙烯氧化为丙烯醛、从丙烯制备丙烯腊、丁烯氧化脱氢制备丁二烯、丁二烯氧化为呋喃等过程的催化剂；二类是钇铋催化剂，掺杂了氧化钇的氧化铋材料，是一种非常有吸引力的催化剂。三类是燃速催化剂，氧化铋正在逐步取代氧化铅，成为固体推进剂中重要的催化剂。因为氧化铅有毒，对工作人员和环境有着直接或间接的危害。

5、在其他方面的用途还包括作为核废物吸收材料、显像管荫罩涂层、无毒烟花等。 八﹑ 铋生产商

中国主要铋生产企业

昆明云铜稀贵铋业有限公司 湖南柿竹园有色金属有限公司 永兴大鑫有色金属有限公司 郴州金旺实业有限公司 湘潭昭山冶金化工厂 江西铜业集团新材料有限公司 贵溪三元冶炼化工有限公司 江钨集团赣州有色金属冶炼有限公司 内蒙古兴业集团 广东阳山 湖南柏林铋业（集团）有限公司 湖南铋业有限责任公司 太谷盛德有色金属有限公司

铋锭主要出口商

中国有色金属进出口江西公司 深圳江铜南方总公司

中国铋锭主要消费商（氧化铋）： 制药行业：

咸阳跃华铋业有限公司 成都蜀都纳米材料科技发展有限公司 四川顺达新材料技术发展中心 新乡市海泰实业发展有限公司 北京当升材料科技有限公司 河南麦特尔有限公司 辽宁兴海制药有限公司 广东汕头市西陇化工有限公司 广东台山市新宁制药有限公司 金华市明珠制药有限公司 广东光华化学厂有限公司 福建厦门美康制药有限公司 常州康丽制药有限公司

氧化铋主要生产企业

咸阳跃华毕业有限公司 四川顺达新材料技术发展中心 贵溪三元冶炼化工有限公司 河南麦特尔有限公司 新乡市海泰实业发展有限公司 成都蜀都纳米材料科技发展有限公司 北京当升材料科技有限公司

药用铋盐生产厂家

盘锦兴海制药有限公司 金华市明珠制药有限公司 广东台山市新宁制药有限公司 广东汕头市西陇化工有限公司 广东光华化学厂有限公司 福建厦门美康制药有限公司 常州康丽制药有限公司

国外铋锭生产商

1、比利时——斯德驰公司（Sidech S.A.）

该公司具有生产商和消费商的双重角色，从中国和其它国家采购铋锭进行精炼，精炼后的产品一部分销售给下游客户，一部分自用，生产包括化妆品和颜料方面的多种产品。 2、玻利维亚——塔日纳矿（Tasna）

20世纪90年代中期开始，塔日纳矿就处于停顿状态；它的开采要等到金属铋价格有明显上涨之后才会开始。 3、加拿大——福成矿业公司（Fortune Minerals Ltd.）

加拿大福成矿业公司仍在对NICO金-钴-铋矿[位于耶楼奈府市（Yellowknife）的西北部，相距160公里]进行可行性研究。这片矿区可能会通过地下和露天两种方式结合进行开采，在日处理能力达3000吨的工厂加工铋精矿、金属钴和金矿。据预测，该矿区含铋34500吨（以金属量计）。

4、越南——努、法矿业合资公司（Nui Phao Mining Joint Venture Co.Ltd.）

加拿大泰百仑公司（Tiberon Minerals Ltd.）和其它两家越南合作伙伴[泰努引矿业公司（Thai Nguyen 或“Intraco”）]共同成立了努法矿业合资公司，其中三者的控股比例分别是7%、15%和8%。

泰百仑公司的主要兴趣是努法矿区所拥有的弗石和钨矿资源，但是由于矿山中含有相当数量的铋，所以也同时对铋资源产生了兴趣。该矿区的铋储量是32000吨，可供开采16年。

2006年2月中旬，泰百仑同斯德驰签订了每年供应1991吨铋锭的销售合同。按照合作协议，在互惠的基础上，斯德驰公司将在签订合同的前五年，开采努法生产的所有铋锭。不过，目前尚不清楚供货从何时开始。

比利时是中国铋锭主要出口国，2008年中国出口：3014吨，占56%；其次是美国：968吨，占18%；英国：513吨，占10%。

中国08年全年消费量：2965吨，其中制药行业800吨，占27%，氧化铋行业1965吨，占66%，合金行业200，占7%。

九﹑ 进出口贸易

中国是世界最大的铋出口国，1999年到2002年，中国铋锭出口相对平稳，年平均出口量在2518吨，从2003年开始受铋价上升刺激、铋锭出口量快速增加，到2006年，受需求增加、出口退税变化以及投机等因素影响，铋锭出口量达7351吨，为历史高位，占当年铋产量的69.3%，2007年受取消出口退税影响，铋锭出口量下降为4946吨，占当年铋产量的40.7%，2008年受金融危机影响，铋锭出口为5396吨，占当年产量的45%。中国铋定的出口对象高度集中，主要出口对象是英国的MCP Aramayo Group和比利时的Sidech Group，2007年这两大全球铋消费商正式合并为总部设立在比利时的MCP Group，对全球铋市场产生了重大影响。合并后的公司其铋的采购集中度大大提高，议价定价能力更加强大，左右国际市场铋价格。2008年该公司进口中国铋锭3507吨，占我国铋锭出口总量的65%。 十﹑铋锗的产品

精铋，含量99.99％，用于作低熔点合金原料；铋蓝、铋汞齐；铋氧化物用于制作珠光颜料的原料；冶金添加剂；催化剂；医药；化妆品；铁素体添加剂；半导体原料及高温超导材料原料等。

氧化铋，含量99.9％，平均粒度不大于1微米，主要用于化学试剂、铋盐制造、玻璃着色、压敏电阻、热敏电阻、避雷器、显像管、防火纸、核反应堆燃料、电子陶瓷粉体材料、电解质材料、光电材料、高温超导材料、催化剂、还原成精铋锭等。

铋的主要产品规格符合GB/T915-1995标准，牌号Bi99.99;Bi99.995。

国外铋产品品种大约有100多种，但我国只有50种左右。目前主要的铋产品品种有精铋、高纯铋、铋合金、氧化铋、氯氧化铋、次铋、枸橼酸铋钾、次没食子酸铋、复方铝酸铋等。另外还有一些经常使用但用量不大的品种，如次碳酸铋、硫化铋、铋酸钠、硫酸铋、铋、铋、碘化铋钾、双氧铋、铝酸铋、酒石酸铋钾、乙基樟脑酸铋、碱式水杨酸铋、次柠檬酸铋、柠檬酸钾铋、钒酸铋、锗酸铋、硅酸铋、三氯化铋、三钾而枸橼酸铋、四苯基过氯酸铋等。|

三氧化二铋 精铋 Bi>=99.99% Fe<0.001 As<0.0003 Cl<0.0015 氢氧化铋 性状:无定形粉末,具有珍珠光泽.含量：98%。 Cu:0.005% Ag:0.005% Pb:0.005% 干燥失重：0.5% Fe:0.005% As:0.0005% 氧化铋（一） Bi2O3>=99.8% Na<=0.01% Ca<=0.01% Cu<=0.005% Al<=0.01% K<=0.005% Fe<=0.01% P<=0.005%

氯化铋(分子式:BiOCl分子量:260.43) 性状：无定形粉末,有光泽 规格：企业标准>=98% 包装：25kg/桶 Al+Ca+Mg<=0.7% Cu<0.001 Zn<0.0005 Sb<0.0005 Pb<0.001 Ag<0.004 Te<0.0003 Bi2O3>99.99% Fe<0.001% Si<0.002% Cu<0.0003% Sb<0.001% Al<0.001% Pb<0.0003% S<0.0001% Ag<0.0003% 颜色：黄色 松装比重1.0g/cm³ 平均粒度:1.0-3.0um 粒径D50um<=1.0-5.0 颜色：淡黄色 氧化铋（二） 性状：柠檬黄色粉末 HGB3270-60

N:0.05% Fe:0.005% As:0.005% SO4:0.05% Cl:0.01% 松装密度:1.5-2g/cm³

枸橼本铋钾 性状：白色粉末，易容于水，其水溶液为胶体溶液，呈微黄色。包装：25kg/桶。 铋

Cu:符合规定 碱金属与碱土金属:0.10% 灼烧失重：1.0% 铝酸铋(Bi:51-55%,炽灼失重:22.0%) 包装：40kg/纸板桶 Al:19.5-21.5% 氯化物:0.14% 砷盐:0.0002% 硫酸盐:0.02% 盐:2.5% 依据:CP1995版 钡盐:符合规定 铅盐、银盐:符合规定 性状：无色结晶,溶于酸,乙醇和丙酮。30℃分 包装：25kg/纸板桶 解，80℃失去全部结晶水。遇水分解生成碱式 盐。Bi(NO3)3.5H2O:98% 氯化物:0.10% 铋：主要用于药物和铋盐制造, 用作各种触媒原料。 硫酸盐:0.02% 铜盐:0.005% 铅盐:0.005% 铋粉：主要用于制取铋制品和铋合金。 三氧化二铋：Bi2O3，有黄色斜方晶系、黄色正方晶系及黄色

等轴昌系三种变态。电导体。不溶于水。可溶于酸。可被碳和

氢气还原。由铋加热分解制得。用于制金属铋、催化剂及铋系氧化物超导体

十一﹑应用发展动向：

1、锗酸铋晶体（BGO） 锗酸铋晶体是新型闪烁晶体，用于核辐射探测器、X射线层表面扫描仪（即CT）。 2、铋系超导材料 在法、日、美、中等国相继发现铋锶钙铜氧化物在液氮冷却下的高温超导性之后，铋系超导材料近年来一直是国际上研究的热点，铋锶钙铜超导线目前已经成为四大超导材料系列之一。

3、核燃料冷却剂 核反应堆离不开铋。铋吸收X射线的能力与铅大体相当，但是吸收热中子截面小而熔点较低，因此LMFR反应堆都选用液态高纯铋作为反应堆燃料U235和U233的载体和冷却剂。铋冷却剂还用于核潜艇，性能优于氯化钠。铋还可以作为防护装置用于核裂变装置。

4、替代铅 铅的应用也比较广，像铅黄铜、颜料、等等，都含铅。但是由于铅的毒性，会严重桅人体中枢神经系统，国际上一直在寻求铅的替代品。铋由于和铅在许多性能方面都很接近，而且是对人体无害的“绿色金属”，因此铋就成了替代铅的首选材料。欧盟《关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质的指令》的实施将打开新的铋消费通道。

5、蓄电池|在铅酸蓄电池中加入0.015％～0.03％的铋，可以使蓄电池在充放电等性能上均有大的改善和提高。|国外蓄电池发展先进的国家已将其作为发展方向加以重点实施和推广。如美国RSR公司早在1983年以前，生产的铅及铅合金中就含铋0.02％左右；澳大利亚PASMINCO公司成功地将含铋为0.05％～0.06％的软铅推向阀控式密封铅酸蓄电池；欧美蓄电池厂家用含铋0.05％～0.06％软铅生产密封铅酸蓄电池和免维护蓄电池专用铅粉，用含铋为0.02％～0.03％的软铅制造少维护蓄电池铅粉。

6、高纯超细氧化铋|高纯超细氧化铋应用于制造新型高性能陶瓷和半导体，还可用于颜料、涂料的制备和铋基氧化物超导体的研制和开发。日本已经开发出用于半导体和热点装置的高纯氧化铋，该高纯氧化铋的质量要求纯度达到99.999%，粒度分布范围窄（约1μm），主要技术关键是高纯和超细。日本工艺是湿法提纯、磨碎或高温蒸发、氧化冷凝。国内技术难点在于净化、细化。

7、温差半导体材料|温差材料可以应用在太阳能温差发电元件和温差制冷元件。铋的某些金属化合物如(Bi，Sb)2(Te，Se)3等，特别是以Bi2Te3为基础的固溶体合金，是目前公认的最好的半导冷材料，元件需要用高纯铋、碲、硒、锑、铅等配制。生产该材料的技术关键是金属的纯度，一般要求在5个到6个9以上，以及元件的配方，而温差电热元件的研究重点在于配方和金属化合物的配制工艺和设备。

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4个9以上的叫精铋，以下的叫粗铋

精铋 ≥99.99% 粗铋 ≥95.0%

氧化铋 99.0%—99.9%

国家1#铋锭生产标准，含量99.99%以上

高纯铋该产品平均含铋(Bi)为99.996%，标准在99.995以上 化学成分% 牌号 铋不 小于 Bi99.99 99.99 Cu 0.001 Pb 0.001 Zn 0.0005 Fe 0.001 杂质含量不大于 Ag 0.004 As 0.0003 Te 0.0003 Sb 0.0005 Cl 0.0015 总和 0.01

1#铋锭：牌号：Bi99.99，化学成份：铋≥99.99；铜≤0.001；钯≤ 0.001；铁≤0.001；锌≤0.0005；银≤0.004；锑≤0.0005；砷＋碲 ≤0.0005；氯2≤0.0015；总和≤0.01。 2#铋锭：牌号：Bi99.95，化学成分：铋≥99.95；铜≤0.003；钯≤ 0.01；铁≤0.001；锌≤0.005；银≤0.02；锑≤0.002；砷＋碲≤ 0.001；氯2≤0.005；总和≤0.05。

主要用途：制作精铋，用来制低熔点合金，可做保险丝、安全阀等。 湖南、广东、福建价格相似 十二、客户分布：

我国铋储量占全国总储量的78%，其中储量最大的是湖南、广东和江西，这三个省的储量占全国总储量的85%左右；其次分布在云南、内蒙古、福建、广西和甘肃等省。湖南郴州、江西贵溪、广东佛山、云南昆明等地的铋生产商和贸易商分布较多。