輝鉍礦

輝鉍礦是硫化物礦物，其中鉍含量為81.3%，是提煉鉍的最主要礦物原料。輝鉍礦具有金屬光澤，灰白錫色，晶體為長柱或針狀，許多這樣的晶體聚集在一起呈放射的柱狀或粒狀。輝鉍礦分佈非常廣，但有開採價值的大礦牀卻非常少，一般都混在其他金屬礦牀中。輝鉍礦容易被風化。雖然輝鉍礦是分佈最廣的鉍礦物，但極少形成以輝鉍礦為主的獨立礦牀，它往往產在以其他金屬礦物為主的礦牀中。如中國贛南一帶的鎢錫礦牀、玻利維亞波託西錫銀礦牀、美國科羅拉多州萊德維爾和科爾曼鉛鋅礦牀中均富產輝鉍礦。在地表輝鉍礦易風化成鉍的氧化物或碳酸鹽，如鉍華Bi₂O₃、泡鉍礦Bi₂CO₃O₂。

化學組成：Bi₂S₃，Bi鉍81.3%，S硫18.7%；類質同象混入物有Pb、Cu、Sb、Fe、其中Pb²⁺置換Bi³⁺的同時，Cu⁺相應地進入晶格，使電價得到補償；

鑑定特徵：鑑定特徵與輝銻礦相似，為錫白色，光澤較強，解理面上無橫紋；鑑定與和它相似的輝銻礦的區別是輝鉍礦具有更強的光澤，更大的比重，並且二者與KOH之反應不同(參看輝銻礦)；

成因產狀：輝鉍礦為分佈最廣的鉍礦物；主要見於高温熱液鎢錫礦牀，與黑鎢礦、輝鉬礦、黃玉和毒砂等共生；在中温熱液和接觸交代礦牀中也有產出；

著名產地：世界著名產地有玻利維亞(六斯納、喬羅爾克等地)、秘魯(雪諮·德·巴斯科)、俄羅斯中亞細亞布利亦的摩拉礦牀等地。 ^[1] 

鉍在自然界中以遊離金屬和礦物的形式存在。礦物有輝鉍礦、鉍華等。由礦物經煅燒後成三氧化二鉍，再與碳共熱還原而獲得。元素用途：主要用於製造低熔點合金（熔點在45℃以上，100℃以下），在消防和電氣工業上，用作自動滅火系統和電器保險絲、焊錫。

鉍在地殼中含量是不大的，但是它在自然界中有單質狀態存在。鉍在自然界中有硫化物的輝鉍礦（Bi₂S₃）和氧化物氧化鉍（Bi₂O₃），或稱鉍黃土，是由輝鉍礦和其他含鉍的硫化物氧化後形成的。由於鉍的熔點低，因此用炭等可以將它從它的天然礦石中還原出來。所以鉍早被古代人們取得，但由於鉍性脆而硬，缺乏延展性，因而古代人們得到它後，沒有找到它的應用，只是把它留在合金中。

鉍是由阿格里科拉首先明確它是一種金屬的。鉍的拉丁名稱bismuthum和元素符號來自德文weissemasse(白色物質)，但是金屬鉍並非銀白色，而是粉紅色。

由於鉍的熔點低（271℃），很早就被用來製作易熔合金。含鉍的易熔合金被廣泛應用於防火、防電設備以及一些蒸汽鍋爐的安全塞上，一旦發生火災時，一些水管的活塞會“自動”熔化，噴出水來。 ^[1] 

斜方雙錐晶類；晶體常呈柱狀，有時為板狀和針狀或毛髮狀；主要單形有：平行雙面c(010)、a(100)；斜方柱m(110)、h(310)、n(021)、l(101)、z(301)、p(501)；斜方雙錐s(111)、w(121)；晶體結構　晶系和空間羣：斜方晶系，Pbnm；晶胞參數：a0=11.13埃，b0=11.27埃，c0=3.97埃；粉晶數據：3.569(1)3.118(0.8)3.53(0.6)

硬度：2-2.5；比重：6.8g/cm³；解理：解理平行(010)完全；顏色：微帶鉛灰的錫白色，表面常現黃色或斑狀錆色；條痕：鉛灰色或灰黑色；透明度：不透明；光澤：金屬光澤；發光性：無；其他：微具撓性。

反射色白。與輝銻礦、方鉛礦相比，帶奶油色。反射率：Rp為41.46（綠光），40.86（橙光），39.60（紅光）；Rm分別為48.5、48.17、40.86；Rg分別為54.51、53.00、49.18。雙反射於界面清楚，c軸方向亮黃至白，a軸方向亮灰。明顯非均質性。 ^[1] 

輝鉍礦（Bismuthinite）Bi₂S₃；理論組成(wB%)：Bi81.3，S18.7。最主要的類質同像替代有Pb、Cu、Fe；在Pb2代替Bi3的同時，Cu相應地進入晶格，使電價得以補償。其次較常見的類質同像替代有Sb、Se、Te，Sb不完全代替Bi可達8.12%，其變種稱銻輝鉍礦。Se不完全代替S可達9.0%，稱硒輝鉍礦；Se含量最高達26%，稱硒鉍礦Bi₂(Se,S)₃。Te則可能形成Bi的碲化物和碲硫化物，以機械混入物形式存在。有時也含As、Au、Ag等混入物。斜方晶系，a0=1.113nm，b0=1.127nm，c0=0.397nm；Z=4。與輝銻礦等結構。斜方雙錐晶類。晶體沿c軸呈柱狀，有時為板狀、針狀。晶面多具縱紋。主要單形：平行雙面b{010}、a{100}，斜方柱m{110}、n{021}、h{310}、l{101}、z{301}、p{501}，斜方雙錐σ{211}、λ{311}、s{111}和{121}。依(110)成雙晶。常呈柱狀、針狀或放射狀、粒狀、緻密塊狀集合體。錫白色（帶鉛灰色），表面常有黃色錆色。條痕灰黑或鉛灰色。金屬光澤較輝銻礦更強。不透明。解理{010}完全。硬度2~2.5。相對密度6.4~6.8。主要產於高温熱液型W、Sn、Bi礦牀中。常呈充填脈狀，與黑鎢礦、錫石、輝鉬礦、黃玉、綠柱石、毒砂、黃鐵礦等共生。在中温熱液型與輝銻礦相似，但可以錫白色，較強的金屬光澤，解理面上無橫紋應等與之區分。與輝銻礦不共生。 ^[1] 

輝鉍礦是鉍的硫化物（BiS₃）礦物，含鉍81.3%，是煉鉍的最主要礦物原料。正交（斜方）晶系，晶體呈長柱狀或針狀，柱面具縱條紋。集合體為放射柱狀或緻密粒狀。微帶鉛灰色的錫白色，金屬光澤，莫氏硬度2～2.5，比重6.5～6.8。輝鉍礦是硫化物礦物，其中鉍含量為81.3%，是提煉鉍的最主要礦物原料。輝鉍礦具有金屬光澤，灰白錫色，晶體為長柱或針狀，許多這樣的晶體聚集在一起呈放射的柱狀或粒狀。輝鉍礦分佈非常廣，但有開採價值的大礦牀卻非常少，一般都混在其他金屬礦牀中。輝鉍礦容易被風化。

鉍性脆，富有光澤。鉍在凝固時體積增大，膨脹率為3.3%。鉍是逆磁性最強的金屬，在磁場作用下電阻率增大而熱導率降低。除汞外，鉍是熱導充最低的金屬。鉍及其合金具有熱電效應。鉍的硒、碲化合物具有半導體性質。室温下鉍在濕空氣中輕微氧化，加熱到熔點時則燃燒生成三氧化二鉍。鉍同鹽酸作用緩慢，同硫酸反應放出二氧化硫，同硝酸反應生成硝酸鹽。

自然界存在少量的鉍，其主要礦物有：輝鉍礦、泡鉍礦、鉍華、自然鉍、方鉛鉍礦、菱鉍礦、銅鉍礦。鉍單獨礦牀少，常與鉛、鋅、銅、鎢、鉬、錫等礦伴生，其單獨開採工業品位為0.5%。世界鉍年產量約4400噸。我國鉍金屬量50萬噸，1993年產鉍約1052噸。 ^[1] 

輝鉍礦的冶煉分粗煉和精煉兩步。

粗煉的方法因原料而異。以硫化鉍精礦、氧化鉍和鉍的混合礦、氧化鉍渣以及氯氧化鉍等作為煉鉍原料時，採用混合熔鍊法，配入適量的鐵屑、純鹼、螢石粉、煤粉等，在反射爐中進行混合熔鍊，得到粗鉍，送去精煉。以鉛的火法冶金精煉過程中產生的鈣鎂鉍浮渣為原料的煉製方法是：先將浮渣加熱，使其中所含的鉛下沉取出。繼續加熱熔渣，熔化後，加入氯化鉛或通入氯氣，以除去鈣和鎂，得到富含鉍的鉛鉍合金，再送精煉。

精煉一般分為四個步驟：氧化除砷、銻、碲等；加鋅除銀；氯化除鉛鋅；高温除氯。 ^[2] 

輝鉍礦是提煉鉍的重要礦石礦物。主要用於製造低熔點合金（熔點在45℃以上，100℃以下），在消防和電氣工業上，用作自動滅火系統和電器保險絲、焊錫。鉍主要用途是以金屬形態用於配製易熔合金，以化合物形態用於醫藥。前者熔點範圍為47-262℃，最常用的是鉍同鉛、錫、銻、銦等金屬組成的二元、三元、四元、五元合金。改變這些金屬在合金中所佔的百分比，就可獲得一系列不同熔點和不同物理性質的合金；這些合金用於消防裝置，做自動噴水器的熱敏元件，鍋爐和壓縮空氣缸的安全塞，焊料，金屬熱處理的熔浴介質等。

鉍合金具有在冷凝時不收縮的特性，用於鑄造印刷鉛字和高精度的鑄型。鉍及其合金常作為鑄鐵、鋼和鋁合金的添加劑，以改善合金的切削性能。含銻11%的鉍合金用於製造紅外線檢測計。鉍錫和鉍鎘合金作用作硒整流器的輔助電極。利用鉍在磁場作用下電阻率急劇減小的特性作製作磁力測定儀。鉍錳合金可制永磁合金。鉍的熱中子吸收截面很小並且熔點低、沸點高，可用作核反應堆的傳熱介質。碲化鉍廣泛用於製造温差電制器元件用於太陽能電池。鉍銀銫合金用於製造光電放大器。硫化銀鉍用於製造半導體儀器。鉍鎘温差元件用於報警裝置。 ^[2]