|  | ||||||
8,5.10-7 % van de aardkost (tot 16 km diepte) bestaat uit bismut; het is het 71e element in rangorde van voorkomen. De belangrijkste mineralen zijn:
bismutiniet of bismutglans Bi2S3 bismutiet Bi2(CO3)O2 galenobismutien PbBi2S4 lillianiet Pb3Bi2S6
Bismut komt voor in vele ertsen van andere metalen. Het wordt soms in gedegen toestand (als metaal) aangetroffen.
De belangrijkste wingebieden liggen in Peru, Bolivia, Mexico, China, Zuid-Korea, Australië, Canada, de Verenigde Staten van Amerika en Japan. In Duitsland, Zwitserland, Oostenrijk, Spanje en Engeland worden kleine hoeveelheden bismuterts gewonnen.
De productie van bismut vindt vrijwel uitsluitend plaats met restanten (zoals slakken of anodeslib) van de lood-, koper- en tinwinning.
De naam is afgeleid van het Duitse wismut, een samenvoeging van 'Wiesen' en 'gemutet', wat via wiesmut tot wismut leidde. Men kwam tot deze naam omdat het eerste gevonden erts bij de weiden (Wiesen) langs de Schneebergerrivier, in het Saksisch-Boheems Ertsgebergte ontgonnen (vroeger: gemutet) werd. Later werd de naam gelatiniseerd tot bismut. In de Duitse namen voor de diverse ertsen en mineralen wordt wismut nog steeds gebruikt.
Volgens een andere bron is wismut afgeleid van 'weisse Masse', omdat het verkregen bismut een wit-zilverachtige kleur had.
Valentin noemde het in 1450 bismutum, Paracelsus wismut.
Bismut was al in de Oudheid bekend. Het wordt in de 15e eeuw ook in publicaties van Agricola en Paracelsus genoemd. De winning bij de Schneebergerrivier werd reeds in 1472 beschreven. Agricola beschouwde het als een variant van lood. Mede vanwege het uiterlijk werd het dikwijls verward met lood en tin. In 1753 toonde Geoffrey de Jonge het verschil aan. Het lettermetaal dat Gutenberg, één van de uitvinders van de boekdrukkunst, gebruikte was een legering van lood en bismut.
Bismut werd onder meer bereid door reductie van het sulfide met kolen. De productie op industriële basis begon omstreeks 1830.
Bismut wordt bereid door het oxide - verkregen door roosten van ertsen, als bijprodukt bij de winning van andere metalen, of uit vliegas - te reduceren met koolstof:
Bi2O3 + 3 C → 2 Bi + 3 CO
Ook bij smelten van ertsen met een hoog bismutgehalte, samen met ijzer, ontstaat bismut:
Bi2S3 + 3 Fe → 2 Bi + 3 FeS
Zeer zuiver bismut wordt verkregen door elektrolyse van opgeloste of gesmolten bismutzouten.
In gevallen waarin bismut samen met andere metalen, bijvoorbeeld lood, wordt bereid, voegt men calcium of magnesium aan de smelt toe, waarbij legeringen ontstaan. Deze drijven op het gesmolten metaal en kunnen gemakkelijk verwijderd worden. Het gevormde bismut isoleert men vervolgens door (vacuüm)destillatie.
De wereldproductie bedraagt ongeveer 5.000 ton per jaar. België is één van de belangrijkste producenten.
Smeltveiligheid
Legeringen van bismut met lood, zink of tin hebben zeer lage smeltpunten (van 40 °C tot 140 °C). Zij worden veel toegepast als smeltdraad in smeltveiligheden (zekeringen of stoppen). Bij een te grote stroomsterkte smelt de draad en wordt de stroom onderbroken. Een veelgebruikte legering in zekeringen is bismut-tin (40%/60%).
Sprinkler
In sprinklerinstallaties wordt een smeltdraad of -plaatje aangebracht, vervaardigd uit een eutectisch mengsel van bismut (ca. 50%), cadmium (12,5 %), lood (ca. 25 %) en tin (ca. 12,5 %). Als de temperatuur tot ca. 47 °C stijgt smelt de draad en wordt een sproeikop in werking gezet.
Jachthagel
Omdat loodkorrels te zacht zijn, wordt voor hagelpatronen in de jacht gebruik gemaakt van een legering van lood met bismut en/of antimoon.
Vanwege milieueisen vervangt bismut (gelegeerd met 5 % tin) steeds meer de klassieke ‘loodpatronen’.
Glas, keramiek
Bismutoxynitraat, BiONO3, wordt gebruikt als wit pigment in glas en keramiek. Het wordt voornamelijk toegepast in glas voor kroonluchters. Bismutorthovanadaat (BiVO4) wordt als groengeel pigment gebruikt voor glas en keramiek.
Voor het emailleren worden bismutboorsilicaten gebruikt.
Brandwondwindsel
Basisch bismutnitraat, Bi(OH)2NO3, heeft een sterke desinfecterende werking en wordt toegepast in windsels bij de verzorging van brandwonden.
Cosmetica
Als pigment voor lippenstift wordt bismutoxychloride (BiOCl) of bismutoxynitraat (BiONO3) gebruikt; deze laatste verbinding wordt ook gebruikt in haarverf. BiOCl geeft een bijzonder glimmend effect aan lipstick en nagellak.
Toepassingen als niet-ontleedbare stof (element) of als legering:
twee bekende laagsmeltende legeringen zijn Lichtenberg (50 % Bi/ 30 % Pb/ 20 % Sn; smeltpunt 96 °C) en Newton (50 % Bi/ 31,2 % Pb/ 18,8 % Sn; smeltpunt 96 a 97 °C)
druksensor (de elektrische weerstand van bismut is afhankelijk van de druk)
elektrode, o.a. voor pH-meters
foto-elektrische cel
gelijkrichter
glassoldeer
infrarooddetector
katalysator bij de vervaardiging van acrylvezels
metallurgie verbeteren van de verwerkingseigenschappen, zoals verspanen. Bismut dient dan als ‘smeermiddel’. Bismut vervangt steeds meer het lood als toevoeging aan metalen.
permanente magneten
omhulsel voor de splijtstofstaven van kernreactoren
thermo-element
warmtewisselaars, o.a. voor kernreactoren
Toepassingen als ontleedbare stof (verbinding):
condensatoren (keramisch) Bi2(TiO3)3 Bi2(GeO3)3 doteren van halfgeleiders BiH3 detectie van röntgen- en gammastraling Bi2(GeO3)3 faxpapier bismutsubsalicylaat geneeskunde: antisepticum, adstringens BiONO3 org. bismutverbindingen bescherming van het maagslijmvlies tegen maagzuur bismutsubcitraat Bi(HCO3)3 dermatologie bismutsubgallaat tegen bacteriële infecties Bi-tartraat, -succinaat, camforaat tegen diarree Bi-carbonaat,-salicylaat, tartraat oppervlaktebewerking kunststoffen (‘gepareld’ oppervlak) bismutsubsalicylaat pigment heldergeel, in autolak BiVO4 Spaans wit BiOCl
Bij dit pigment heeft een groot dekkend vermogen en wordt gebruikt in cosmetica (zie boven), verf, kunstparels, witsel voor schoenen en voor het wit (ondoorzichtig) maken van etalageglas tijdens werkzaamheden, enz.
porselein Bi2O3 smeermiddel Bi-naftenaat en -octoaat supergeleiding CaBi2Sr2Cu2O8 CaBi2Sr2Cu3O10 thermo-element o.a. koeltechniek Bi2Se3 Bi2Te3 toevoeging aan glas voor lenzen Bi2O3