銦,是一種(zhong)金(jin)屬(shu)元(yuan)(yuan)素,元(yuan)(yuan)素符號(hao)為(wei)In,原子序數為(wei)49,位于元(yuan)(yuan)素周(zhou)期表第五周(zhou)期IIIA族。其(qi)單(dan)質是一種(zhong)銀白色并略帶淡藍色的金(jin)屬(shu),質地非常軟,能用(yong)(yong)指甲刻痕(hen)。可(ke)塑(su)性強,有延展(zhan)性,可(ke)壓(ya)成片(pian)。金(jin)屬(shu)銦主要(yao)用(yong)(yong)于制(zhi)造低熔合金(jin)、軸承合金(jin)、半導體、電光源等的原料(liao)。
銦無毒,但(dan)應避(bi)免與皮膚接(jie)觸和食入(ru)。
在自然界(jie)中未(wei)曾發現過游離態的(de)銦(yin)單質,1863年,德國的(de)賴希和(he)李希特,用光譜法研究閃鋅礦(kuang),發現新的(de)元素,即銦(yin)。
鉈被(bei)發現和(he)取得(de)(de)后,德國弗(fu)賴貝(bei)格礦(kuang)業學院物(wu)理學教授賴希由于對鉈的(de)一些性質感興趣(qu),希望得(de)(de)到足(zu)夠的(de)金(jin)屬(shu)進行實(shi)驗(yan)研究。于是(shi)他(ta)(ta)在1863年開始在夫賴堡希曼爾斯(si)夫斯(si)特出產的(de)鋅礦(kuang)中尋找這(zhe)種金(jin)屬(shu)。這(zhe)種礦(kuang)石(shi)所含主要(yao)成分是(shi)含砷的(de)黃鐵(tie)礦(kuang)、閃鋅礦(kuang)、輝鉛礦(kuang)、硅(gui)土、錳、銅和(he)少(shao)量的(de)錫、鎘等。賴希認為其中還可能(neng)含有鉈。雖然(ran)實(shi)驗(yan)花費(fei)了很多時間,他(ta)(ta)卻沒(mei)有獲(huo)得(de)(de)期望的(de)元(yuan)素(su)。但是(shi)他(ta)(ta)得(de)(de)到了一種不知成分的(de)草黃色沉(chen)淀物(wu)。他(ta)(ta)認為是(shi)一種新(xin)元(yuan)素(su)的(de)硫化(hua)物(wu)。
只(zhi)有(you)利用光(guang)譜進行(xing)分(fen)(fen)析來證明(ming)這一假設。可是賴希是色(se)盲,只(zhi)得請求他(ta)的(de)助手H.T.李希特進行(xing)光(guang)譜分(fen)(fen)析實(shi)驗。李希特在(zai)第(di)一次實(shi)驗就(jiu)成功了,他(ta)在(zai)分(fen)(fen)光(guang)鏡(jing)中(zhong)發(fa)現一條靛藍(lan)(lan)色(se)的(de)明(ming)線,位(wei)置(zhi)和銫的(de)兩條藍(lan)(lan)色(se)明(ming)亮線不相吻合,就(jiu)從(cong)希臘文中(zhong)“靛藍(lan)(lan)”(indikon)一詞命名(ming)它為indium(銦(yin))(In)。兩位(wei)科學家共(gong)同署名(ming)發(fa)現銦(yin)的(de)報(bao)告。分(fen)(fen)離(li)出金(jin)(jin)屬(shu)銦(yin)的(de)還(huan)是他(ta)們兩人共(gong)同完成的(de)。他(ta)們首先(xian)分(fen)(fen)離(li)出銦(yin)的(de)氯化(hua)物和氫氧化(hua)物,利用吹管在(zai)木(mu)炭(tan)上(shang)還(huan)原成金(jin)(jin)屬(shu)銦(yin),于1867年在(zai)法國科學院(yuan)展出。
銦在(zai)(zai)(zai)地殼中的(de)分布(bu)量比(bi)較小(xiao),又很分散。它的(de)富礦還沒有(you)發現過,只是在(zai)(zai)(zai)鋅和其他一些金(jin)屬(shu)礦中作為雜質存(cun)在(zai)(zai)(zai),因此它被列(lie)入稀有(you)金(jin)屬(shu)。
已知銦(yin)(yin)(yin)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)有硫(liu)銦(yin)(yin)(yin)銅(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(CuInS2)、硫(liu)銦(yin)(yin)(yin)鐵礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(FeInS4)和水(shui)銦(yin)(yin)(yin)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)等(deng)。銦(yin)(yin)(yin)主要呈(cheng)類質同(tong)象存在于鐵閃(shan)鋅礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)、赤鐵礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)、方鉛礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)以(yi)及其他(ta)多(duo)金(jin)屬硫(liu)化(hua)物(wu)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)石(shi)中(zhong)(zhong)。此外,錫(xi)石(shi)、黑鎢(wu)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)、普通角(jiao)閃(shan)石(shi)中(zhong)(zhong)也(ye)含銦(yin)(yin)(yin)。工業上,銦(yin)(yin)(yin)的(de)主要來源(yuan)為(wei)閃(shan)鋅礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(含銦(yin)(yin)(yin)0.0001~0.1%),在鉛鋅礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)冶(ye)煉過程中(zhong)(zhong)作(zuo)為(wei)副產(chan)品回收(shou)(shou),錫(xi)冶(ye)煉也(ye)回收(shou)(shou)銦(yin)(yin)(yin)。
銦屬(shu)于(yu)稀散金屬(shu),是稀缺資(zi)源。全球預估銦儲(chu)量僅5萬噸(dun)(dun),其中可開采的(de)占(zhan)50%。由于(yu)未發現獨立銦礦,工業通(tong)過(guo)提純廢(fei)鋅、廢(fei)錫的(de)方法(fa)生產(chan)金屬(shu)銦,回收(shou)率約(yue)為50-60%,這樣,真正能得到的(de)銦只有1.5-1.6萬噸(dun)(dun)。
外觀 銀灰色
質地 質地極軟
熔點(dian) 易熔金屬,156.61℃
密度 7.30g/cm3
其他 液(ye)態銦能浸(jin)潤玻璃(li),并且會粘(zhan)附在接(jie)觸過的(de)表面上留下黑(hei)色的(de)痕跡(ji)。
放射性(xing) 有微弱的放射性(xing),天然銦有兩種主要同位素,其中In-113為穩定核素,In-115為β-衰(shuai)變。
注:在使用中(zhong)盡可能避免(mian)直接接觸。
銦金屬可(ke)提高二硼化鎂超導臨界電流密度
在(zai)(zai)超(chao)(chao)導體二(er)硼(peng)化鎂(mei)里(li)添(tian)加銦(yin)(yin)金屬(shu)粉(fen)末(mo),大(da)大(da)提(ti)高(gao)了二(er)硼(peng)化鎂(mei)超(chao)(chao)導臨(lin)界電(dian)流(liu)密(mi)度,向實用(yong)化又(you)前進了一步。通過超(chao)(chao)導體的(de)電(dian)流(liu)密(mi)度在(zai)(zai)超(chao)(chao)過某一數值時,超(chao)(chao)導體就失去了超(chao)(chao)導性,這一數值就是超(chao)(chao)導臨(lin)界電(dian)流(liu)密(mi)度。它是衡量超(chao)(chao)導體性能的(de)一個重(zhong)要指標。向二(er)硼(peng)化鎂(mei)里(li)添(tian)加銦(yin)(yin)金屬(shu)粉(fen)末(mo),在(zai)(zai)2000攝(she)氏度下熱(re)處理后加工(gong)成為(wei)電(dian)線,其超(chao)(chao)導臨(lin)界電(dian)流(liu)密(mi)度比不添(tian)加銦(yin)(yin)提(ti)高(gao)了4倍,達到每平方厘米10萬安(an)培。這是銦(yin)(yin)金屬(shu)滲透在(zai)(zai)二(er)硼(peng)化鎂(mei)的(de)晶粒之(zhi)間(jian),從而改善了它的(de)結合性。
同(tong)位素 豐度 半衰期 衰變放射(she) 能量 放射(she)活性
In-113 4.30% —— —— —— ——
In-115 95.70% 4.41×1014a β- 0.495MeV 0.261Bq/g
從常溫(wen)到熔點之間(jian),銦(yin)(yin)與(yu)(yu)空氣中(zhong)的氧(yang)(yang)(yang)作(zuo)(zuo)用(yong)緩(huan)慢,表面形(xing)成極薄的氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(In2O3),溫(wen)度更(geng)高時,與(yu)(yu)活潑(po)非金(jin)屬(shu)(shu)作(zuo)(zuo)用(yong)。大(da)塊金(jin)屬(shu)(shu)銦(yin)(yin)不(bu)與(yu)(yu)沸水(shui)和堿溶(rong)液反(fan)應,但粉末狀的銦(yin)(yin)可與(yu)(yu)水(shui)緩(huan)慢的作(zuo)(zuo)用(yong),生成氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)銦(yin)(yin)。銦(yin)(yin)與(yu)(yu)冷的稀(xi)酸作(zuo)(zuo)用(yong)緩(huan)慢,易溶(rong)于(yu)濃熱的無機酸和乙酸、草酸。銦(yin)(yin)能(neng)與(yu)(yu)許多金(jin)屬(shu)(shu)形(xing)成合(he)金(jin)(尤其(qi)是(shi)鐵,粘有鐵的銦(yin)(yin)會(hui)顯著的被氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua))。銦(yin)(yin)的主(zhu)要氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)態(tai)為+1和+3,主(zhu)要化(hua)(hua)(hua)合(he)物有In2O3、In(OH)3、InCl3,與(yu)(yu)鹵(lu)素化(hua)(hua)(hua)合(he)時,能(neng)分(fen)別形(xing)成一鹵(lu)化(hua)(hua)(hua)物和三鹵(lu)化(hua)(hua)(hua)物。
銦(yin)的提取(qu)工(gong)藝以萃取(qu)-電(dian)解(jie)法(fa)為(wei)主,這(zhe)也是現今世(shi)界上銦(yin)生產的主流工(gong)藝技術。其原則工(gong)藝流程是:含銦(yin)原料(liao)→富集→化(hua)學溶(rong)解(jie)→凈化(hua)→萃取(qu)→反萃取(qu)→鋅(鋁(lv))置換→海綿銦(yin)→電(dian)解(jie)精煉→精銦(yin)。
世(shi)界上銦(yin)產(chan)(chan)量的(de)(de)90%來(lai)自鉛鋅(xin)冶(ye)煉廠(chang)的(de)(de)副產(chan)(chan)物。銦(yin)的(de)(de)冶(ye)煉回(hui)收(shou)方(fang)法(fa)主要是(shi)從銅(tong)、鉛、鋅(xin)的(de)(de)冶(ye)煉浮(fu)渣(zha)、熔渣(zha)及(ji)陽極(ji)泥中(zhong)通(tong)過富集(ji)(ji)加以(yi)回(hui)收(shou)。根據回(hui)收(shou)原料的(de)(de)來(lai)源及(ji)含(han)銦(yin)量的(de)(de)差別,應用(yong)不(bu)同的(de)(de)提取工(gong)藝(yi)(yi)(yi),達到最佳(jia)配置和最大收(shou)益。常用(yong)的(de)(de)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)技術(shu)有氧(yang)化(hua)造渣(zha)、金屬(shu)置換、電(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)富集(ji)(ji)、酸浸萃取、萃取電(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)、離子(zi)交(jiao)換、電(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)精煉等。當前較(jiao)為廣(guang)泛應用(yong)的(de)(de)是(shi)溶劑萃取法(fa),它是(shi)一種高效分離提取工(gong)藝(yi)(yi)(yi)。離子(zi)交(jiao)換法(fa)用(yong)于銦(yin)的(de)(de)回(hui)收(shou),還未見(jian)工(gong)業化(hua)的(de)(de)報導(dao)。在(zai)從較(jiao)難揮(hui)發的(de)(de)錫和銅(tong)內分離銦(yin)的(de)(de)過程中(zhong),銦(yin)多(duo)數集(ji)(ji)中(zhong)在(zai)煙(yan)道(dao)灰(hui)和浮(fu)渣(zha)內。在(zai)揮(hui)發性的(de)(de)鋅(xin)和鎘中(zhong)分離時,銦(yin)則富集(ji)(ji)于爐渣(zha)及(ji)濾渣(zha)內。
在ISP煉鉛(qian)鋅工(gong)藝中,精礦中的(de)銦(yin)較大部分富(fu)集于粗(cu)鋅精餾(liu)工(gong)序產(chan)出(chu)的(de)粗(cu)鉛(qian)中,回收(shou)富(fu)銦(yin)粗(cu)鉛(qian)的(de)銦(yin),一直采用堿煮提銦(yin)工(gong)藝,存在生產(chan)能力(li)小(xiao)、生產(chan)成(cheng)本(ben)高、金屬回收(shou)率低等缺點(dian)。
為了(le)簡化(hua)銦的提取流程(cheng)(cheng),降低(di)生(sheng)產成本(ben),提高金屬(shu)回收率,針對原(yuan)有(you)的提銦生(sheng)產工藝(yi),本(ben)項(xiang)目(mu)通(tong)(tong)過(guo)條件(jian)試(shi)驗、循(xun)環實驗及(ji)綜合(he)試(shi)驗,研(yan)究開發了(le)“富銦粗(cu)鉛電(dian)(dian)解(jie)-鉛電(dian)(dian)解(jie)液萃(cui)銦”提取工藝(yi),確定(ding)了(le)新工藝(yi)的最佳(jia)工藝(yi)參數(shu)。工藝(yi)流程(cheng)(cheng)為:粗(cu)鉛熔(rong)化(hua)鑄成極板,裝(zhuang)入(ru)電(dian)(dian)解(jie)槽通(tong)(tong)電(dian)(dian)進(jin)行電(dian)(dian)解(jie),陽(yang)極中(zhong)的銦溶解(jie)進(jin)入(ru)電(dian)(dian)解(jie)液,當銦富集到一定(ding)濃度后,抽出電(dian)(dian)解(jie)液進(jin)行萃(cui)取、反(fan)萃(cui),富銦反(fan)萃(cui)液經pH調(diao)節、置換、壓(ya)團(tuan)熔(rong)鑄后得到粗(cu)銦。
分離提取銦(yin)的(de)幾種新(xin)技(ji)術(shu):這(zhe)些(xie)新(xin)技(ji)術(shu)使用的(de)主要分離材料包括液膜、螯合(he)樹脂、浸漬樹脂和(he)微膠囊。在(zai)合(he)適的(de)條件下,運用這(zhe)些(xie)技(ji)術(shu)可對(dui)銦(yin)進行有(you)效地分離回(hui)收。這(zhe)些(xie)新(xin)技(ji)術(shu)為分離回(hui)收銦(yin)提供了新(xin)的(de)選擇。
銦因其(qi)光(guang)滲透性和導電性強,主要用于生產(chan)ITO靶材(用于生產(chan)液(ye)晶顯示器和平板屏幕),這一用途是銦錠的主要消費領域,占全(quan)球(qiu)銦消費量的70%。
其次的(de)(de)(de)幾個(ge)消費(fei)領域(yu)分別是:電子半導(dao)體領域(yu),占全球消費(fei)量的(de)(de)(de)12%;焊料和合金領域(yu)占12%;研究行(xing)業占6%。另(ling),因為其較軟(ruan)的(de)(de)(de)性質在某(mou)些需填充(chong)金屬的(de)(de)(de)行(xing)業上也(ye)用于壓縫。如:較高(gao)溫度下的(de)(de)(de)真空縫隙填充(chong)材料。
醫學上,肝、脾、骨髓掃(sao)描用(yong)(yong)(yong)銦(yin)膠(jiao)體(ti)。腦、腎掃(sao)描用(yong)(yong)(yong)銦(yin)-DTPA。肺掃(sao)描用(yong)(yong)(yong)銦(yin)-Fe(OH)3顆(ke)粒。胎盤掃(sao)描用(yong)(yong)(yong)銦(yin)-Fe-抗壞血酸。肝血池掃(sao)描用(yong)(yong)(yong)銦(yin)輸送鐵蛋白(bai)。
鎵和銦合金合成液(ye)態金屬(shu)(shu)(shu)(shu),形(xing)成一種(zhong)固溶合金,在室溫下就可以成為(wei)(wei)液(ye)態,表(biao)(biao)面張力(li)為(wei)(wei)每米500毫(hao)牛頓(dun)。這(zhe)意味(wei)著,在不受外(wai)力(li)情況下,當這(zhe)種(zhong)合金被放(fang)在平坦桌面上時會保持一個幾乎(hu)完美(mei)的圓球(qiu)(qiu)不變(bian)(bian)。當通過少量電流刺激后,球(qiu)(qiu)體(ti)表(biao)(biao)面張力(li)會降低,金屬(shu)(shu)(shu)(shu)會在桌面上伸展。如果電荷從負轉正,液(ye)態金屬(shu)(shu)(shu)(shu)就會重新(xin)成為(wei)(wei)球(qiu)(qiu)狀。更(geng)(geng)改電壓大小還(huan)可以調整金屬(shu)(shu)(shu)(shu)表(biao)(biao)面張力(li)和金屬(shu)(shu)(shu)(shu)塊(kuai)粘度(du),從而令(ling)其變(bian)(bian)為(wei)(wei)不同(tong)結(jie)構(gou)。這(zhe)項研究還(huan)可以用于(yu)幫助修(xiu)復(fu)(fu)人類切(qie)斷(duan)的神經,以避(bi)免長期殘疾。研究人員宣稱,該突(tu)破有(you)助于(yu)建造更(geng)(geng)好的電路、自我修(xiu)復(fu)(fu)式結(jie)構(gou)。