Production et utilisations commerciales
Le bismuth est volatil à haute température, mais il reste généralement avec les autres métaux après les opérations de fusion. Le raffinage électrolytique du cuivre laisse le bismuth derrière lui comme l’un des composants de la boue anodique. La séparation du bismuth du plomb par le procédé Betterton-Kroll implique la formation de bismuthure de calcium ou de magnésium à haut point de fusion (Ca3Bi2 ou Mg3Bi2), qui se sépare et peut être éliminé par écumage sous forme de crasse. Les crasses peuvent être chlorées pour éliminer le magnésium ou le calcium, et enfin le plomb entraîné. Un traitement à l’hydroxyde de sodium permet ensuite d’obtenir un bismuth très pur. Une autre séparation, le procédé Betts, consiste en un raffinage électrolytique de lingots de plomb (contenant du bismuth et d’autres impuretés) dans une solution de fluosilicate de plomb et d’acide fluosilicique libre, le bismuth étant récupéré dans la boue anodique. La séparation du bismuth de ses minerais d’oxyde ou de carbonate peut être effectuée par lixiviation avec de l’acide chlorhydrique concentré. La dilution précipite alors l’oxychlorure, BiOCl. Celui-ci, en chauffant avec de la chaux et du charbon de bois, produit du bismuth métallique.
Le bismuth métallique est principalement utilisé dans les alliages, auxquels il confère, pour beaucoup d’entre eux, ses propriétés particulières de faible point de fusion et d’expansion à la solidification (comme l’eau et l’antimoine). Le bismuth est donc un composant utile des alliages de métaux types, qui permettent d’obtenir des pièces moulées propres et nettes ; il est également un ingrédient important des alliages à bas point de fusion, appelés alliages fusibles, qui ont une grande variété d’applications, notamment dans les équipements de détection d’incendie. Un alliage bismuth-manganèse s’est révélé efficace comme aimant permanent. De petites concentrations de bismuth améliorent l’usinabilité de l’aluminium, de l’acier, des aciers inoxydables et d’autres alliages et suppriment la séparation du graphite de la fonte malléable. Les dispositifs thermoélectriques pour la réfrigération utilisent le tellurure de bismuth, Bi2Te3, et le séléniure de bismuth, Bi2Se3. Le bismuth liquide a été utilisé comme support de combustible et liquide de refroidissement dans la production d’énergie nucléaire.
La principale application chimique du bismuth est sous la forme de phosphomolybdate de bismuth (BiPMo12O40), qui est un catalyseur efficace pour l’oxydation à l’air du propylène et de l’ammoniac en acrylonitrile. Ce dernier est utilisé pour fabriquer des fibres acryliques, des peintures et des plastiques. Les utilisations pharmaceutiques du bismuth sont pratiquées depuis des siècles. Il entre dans la composition de remèdes contre l’indigestion et de médicaments antisyphilitiques. Les sels légèrement solubles ou insolubles sont utilisés dans le traitement des plaies et des troubles gastriques et pour délimiter le tube digestif lors d’un examen radiographique, et le bismuth est parfois injecté sous forme de métal finement divisé ou de suspensions de ses sels insolubles. Des quantités substantielles de l’oxychlorure, BiOCl, ont été utilisées pour conférer une qualité nacrée au rouge à lèvres, au vernis à ongles et au fard à paupières.