高纯铋的生产

    高纯铋首要应用于核子工业、宇航工业、电子工业等部分。由于铋具有半导体特征，其电阻在低温时随温度升高而下降。在温差致冷与温差发电方面，Bi2Te3和Bi2Se3合金及Bi－Sb－Te三元合金最引人注意。In－Bi合金和Pb－Bi合金是超导材料，铋的熔点低、密度大，蒸气压小，中子吸收截面小，可用于高温型原子反应堆。

将99.99%精铋提纯为99.999%高纯铋的办法较多，其间最有工业价值的是真空蒸馏与区域提纯。

    一、真空蒸馏

    精铋中还含有的微量杂质，可分为易蒸腾性杂质与难蒸腾性杂质两类。易蒸腾性杂质可用真空加热法除掉，难蒸腾性杂质可用真空蒸馏法除掉。

    真空过滤在笔直石英管内进行，在真空度为0.1333帕下，温度1000℃时加热4小时，使熔融金属在真空下经过2毫米窄孔，以除掉表面的氧化膜，真空过滤后，可除掉精铋中的锑。

    经真空过滤的铋装在石英管内，温度控制在950～1050℃，真空度坚持0.1333帕，进行真空蒸馏，在上述条件下铋的蒸气压为106.7～399.97帕，铋的蒸腾率达85%，蒸馏时刻2～6小肘。经过真空蒸馏，蒸馏残渣中富集了镍、钼，银、铜、锰等杂质，馏出物即为五九商纯铋，可用于半导体工业。

    由于铅与铋的饱满蒸气压较挨近，所以甩蒸馏法不能满意除铅要求。可是氯化铅的自由焓较氯化铋的自由焓更负，即铅的氯化物比铋的氯化物更安稳，所以常先选用氯化法除铅，再用真空蒸馏除掉银等难蒸腾杂质。

下降熔融铋中氯化物的含量可选用气冲洗法，或选用氯化物真空蒸馏，将真空度控制在0.6666帕，温度650℃，此刻BiCl3与PbCl2优先蒸腾，而与金属铋别离。

    二、区域提纯

    熔融铋在冷却结晶时，由于杂质较铋先冷凝，在容器的边际分出，因此铋锭中心的杂质，比铋锭边际的杂质少。区域提纯就是依据这个原理，对铋棒进行区域加温熔化，经过熔区缓慢移动，屡次返复运动，使杂质富集在铋棒头尾两头，而到达提纯的意图。

    为了事前除掉铋中氧化物，使铋在真空度约3.333帕下滴熔入耐温玻璃管或石墨舟中，滴熔后，在真空下关闭玻璃管，放入一玻璃套管中。

    区熔精炼炉一般拉制石墨舟不动，而选用主动往复运动的感应加热设备，由于高频感应加热具有天然的搅动效果。

    区熔提纯时，熔区长与棒长之比为1∶24，石墨舟平置后之倾角为l～3°。熔区移动速度与行程次数之断定与铋质料质量，舟截面积等要素有关，加热温度控制在600℃左右。   

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