Qu’est-ce que le bismuth?
Le bismuth est un élément chimique de symbole Bi et de numéro atomique 83. C’est un métal de transition blanc-grisâtre avec une texture semblable à celle du plomb. Le bismuth est l’élément le plus lourd et le plus électropositif des non-métaux, et il a été surnommé « l’antimétal ». Son électropositivité est due à sa faible affinité pour les électrons, et son lourd poids atomique est dû à sa grande masse nucléaire. Le bismuth est le seul élément non métallique à avoir des propriétés métalliques. Il est également le seul élément non métallique à avoir un électron de valence. Sa température de fusion est de 271,4 °C et sa température d’ébullition est de 1564 °C. Sa densité est de 9,78 g/cm³, et il présente une structure cristalline rhomboédrique. Le bismuth est extrêmement résistant à l’oxydation et à la corrosion, même dans des conditions acides. Sa masse atomique est de 209,987 u, et il possède une conductivité thermique de 80,4 W/(m·K) et une conductivité électrique de 1,0 × 10^6 S/m.
Quel est le volume de la production de bismuth? D’où vient-il ?
Le bismuth est produit principalement à partir de minerais de plomb et de cuivre, avec une extraction secondaire à partir des déchets de production du zinc. Le bismuth est le 49e élément le plus abondant dans la croûte terrestre, avec une concentration moyenne de 0,0002 % en poids. Les principaux minerais de bismuth sont la bismuthinite (Bi2S3) et la bismite (Bi2O3). Les réserves mondiales de bismuth sont estimées à environ 3 millions de tonnes, avec des gisements significatifs localisés au Mexique, au Pérou, en Chine, au Canada, au Japon et aux États-Unis. Les grades moyens des minerais de bismuth varient généralement entre 0,5 et 5 % de Bi.
Quel est l’usage principal du bismuth?
Le bismuth est utilisé dans de nombreuses applications, notamment dans les alliages, les métaux de haute température, les pigments, les colorants, les catalyseurs, les réfractaires, les plombages dentaires, les médicaments et les cosmétiques. Par exemple, il est utilisé dans les alliages de faible fusion pour des applications de soudage à basse température (environ 138 °C). Son intérêt vient de ses propriétés uniques, notamment sa résistance à la corrosion, sa faible toxicité, sa faible température de fusion et sa faible électronégativité. Dans le secteur médical, le bismuth est utilisé dans des médicaments comme le subsalicylate de bismuth, qui est efficace contre les troubles gastro-intestinaux.
À combien estime-t-on les réserves de bismuth? Où se trouvent-elles ?
Les réserves mondiales de bismuth sont estimées à environ 3 millions de tonnes. Les principaux pays producteurs de bismuth sont le Mexique, le Pérou, la Chine, le Canada, le Japon et les États-Unis. En Chine, par exemple, les mines de bismuth de la province du Yunnan sont parmi les plus riches, avec des teneurs pouvant atteindre 10 % de Bi dans certains minerais.
Comment raffine-t-on le minerai de bismuth?
Le bismuth est extrait de son minerai par une technique appelée pyrométallurgie. Le minerai est chauffé à des températures de 900 à 1200 °C jusqu’à ce qu’il fonde, puis il est traité avec de l’oxygène pour séparer le bismuth de ses impuretés. Les réactions chimiques impliquées incluent l’oxydation des impuretés et la réduction du bismuth. Le bismuth est ensuite purifié par électrolyse, où des solutions de sels de bismuth sont utilisées. Les rendements typiques de ce processus peuvent atteindre 90 %, avec une consommation énergétique d’environ 2,5 MWh par tonne de bismuth produit. Les équipements industriels utilisés incluent des fours à arc électrique et des cellules électrolytiques.
Quelle est l’histoire du bismuth?
Le bismuth a été découvert en 1450 par l’alchimiste et physicien suisse Basile Valentin. Il a été surnommé « l’antimétal » en raison de ses propriétés métalliques uniques. Au fil des siècles, le bismuth a été utilisé dans de nombreuses applications, notamment dans les alliages, les métaux de haute température, les pigments, les colorants, les catalyseurs, les réfractaires, les plombages dentaires, les médicaments et les cosmétiques. Aujourd’hui, le bismuth est également étudié pour son potentiel dans des applications de stockage d’énergie et de catalyse dans les réactions chimiques.