銦(yin),是(shi)一種金(jin)屬(shu)元(yuan)素(su)(su),元(yuan)素(su)(su)符號為In,原(yuan)子序數(shu)為49,位于(yu)元(yuan)素(su)(su)周期表第五周期IIIA族。其單質是(shi)一種銀白(bai)色(se)并略帶淡藍色(se)的(de)金(jin)屬(shu),質地非常軟(ruan),能(neng)用指甲刻痕(hen)。可(ke)塑性強,有延展性,可(ke)壓成(cheng)片(pian)。金(jin)屬(shu)銦(yin)主要(yao)用于(yu)制造低熔(rong)合(he)(he)金(jin)、軸(zhou)承合(he)(he)金(jin)、半導體、電光源等的(de)原(yuan)料。
銦無毒,但應避(bi)免與皮(pi)膚(fu)接觸和(he)食入(ru)。
在自然(ran)界中未曾發現(xian)過游離態(tai)的(de)銦單質,1863年,德國(guo)的(de)賴(lai)希和李希特,用光(guang)譜(pu)法研究(jiu)閃鋅礦,發現(xian)新的(de)元(yuan)素,即銦。
鉈被發現和取得(de)(de)后,德(de)國(guo)弗(fu)賴貝格礦業(ye)學院物(wu)理學教授賴希由于(yu)對鉈的(de)(de)(de)一(yi)些性質感興趣,希望得(de)(de)到(dao)足(zu)夠的(de)(de)(de)金屬(shu)進行實驗(yan)研究。于(yu)是(shi)他(ta)在1863年開始在夫(fu)賴堡希曼爾斯(si)夫(fu)斯(si)特(te)出產的(de)(de)(de)鋅(xin)礦中尋找這(zhe)種(zhong)金屬(shu)。這(zhe)種(zhong)礦石所含主要(yao)成分(fen)是(shi)含砷(shen)的(de)(de)(de)黃鐵礦、閃鋅(xin)礦、輝鉛礦、硅土、錳(meng)、銅和少量(liang)的(de)(de)(de)錫、鎘(ge)等。賴希認(ren)為(wei)其(qi)中還(huan)可能含有鉈。雖然(ran)實驗(yan)花費了很多時間(jian),他(ta)卻沒有獲得(de)(de)期望的(de)(de)(de)元素(su)。但是(shi)他(ta)得(de)(de)到(dao)了一(yi)種(zhong)不(bu)知成分(fen)的(de)(de)(de)草黃色沉淀(dian)物(wu)。他(ta)認(ren)為(wei)是(shi)一(yi)種(zhong)新元素(su)的(de)(de)(de)硫化(hua)物(wu)。
只有利(li)(li)用光(guang)譜進行(xing)分(fen)(fen)析來證明(ming)這一(yi)(yi)假設(she)。可是賴(lai)希是色(se)(se)盲,只得請(qing)求(qiu)他的(de)(de)助(zhu)手H.T.李希特進行(xing)光(guang)譜分(fen)(fen)析實(shi)驗(yan)。李希特在(zai)第一(yi)(yi)次實(shi)驗(yan)就成(cheng)(cheng)功了,他在(zai)分(fen)(fen)光(guang)鏡中發(fa)現一(yi)(yi)條靛藍色(se)(se)的(de)(de)明(ming)線(xian),位置(zhi)和銫的(de)(de)兩(liang)條藍色(se)(se)明(ming)亮線(xian)不(bu)相吻合,就從希臘文中“靛藍”(indikon)一(yi)(yi)詞命名(ming)它為indium(銦(yin))(In)。兩(liang)位科(ke)學家共同署名(ming)發(fa)現銦(yin)的(de)(de)報告。分(fen)(fen)離出金屬銦(yin)的(de)(de)還是他們(men)兩(liang)人共同完成(cheng)(cheng)的(de)(de)。他們(men)首先(xian)分(fen)(fen)離出銦(yin)的(de)(de)氯化物(wu)(wu)和氫氧化物(wu)(wu),利(li)(li)用吹(chui)管在(zai)木炭(tan)上還原成(cheng)(cheng)金屬銦(yin),于1867年在(zai)法國科(ke)學院展出。
銦在地殼中的(de)分布量比較小,又(you)很分散。它的(de)富礦還沒有發(fa)現(xian)過,只是在鋅(xin)和其他一些金屬礦中作為雜質存在,因此(ci)它被列入稀(xi)有金屬。
已知(zhi)銦(yin)(yin)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物有硫銦(yin)(yin)銅礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(CuInS2)、硫銦(yin)(yin)鐵(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(FeInS4)和(he)水銦(yin)(yin)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)等。銦(yin)(yin)主(zhu)要呈(cheng)類質同象存在(zai)于鐵(tie)閃(shan)鋅(xin)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)、赤(chi)鐵(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)、方鉛(qian)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)以(yi)及(ji)其他(ta)多金(jin)屬硫化物礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)石(shi)中。此外,錫(xi)石(shi)、黑鎢礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)、普通角(jiao)閃(shan)石(shi)中也(ye)含(han)銦(yin)(yin)。工業上,銦(yin)(yin)的主(zhu)要來源(yuan)為閃(shan)鋅(xin)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(含(han)銦(yin)(yin)0.0001~0.1%),在(zai)鉛(qian)鋅(xin)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)冶(ye)煉過程中作為副產(chan)品回收,錫(xi)冶(ye)煉也(ye)回收銦(yin)(yin)。
銦屬于稀(xi)散金(jin)(jin)屬,是稀(xi)缺資源。全球預估銦儲量(liang)僅5萬噸,其中可開采的(de)占50%。由于未發現獨(du)立銦礦,工(gong)業通過(guo)提純廢鋅、廢錫(xi)的(de)方法生產金(jin)(jin)屬銦,回收率約為50-60%,這樣,真(zhen)正能(neng)得到的(de)銦只有1.5-1.6萬噸。
外觀 銀灰色
質地 質地極軟
熔點 易熔金屬(shu),156.61℃
密度 7.30g/cm3
其他 液態銦能浸潤玻(bo)璃,并且會粘附在接觸(chu)過的(de)表面上留下黑色的(de)痕跡。
放射性 有微弱的放射性,天然(ran)銦有兩種主(zhu)要同位(wei)素(su)(su),其中In-113為(wei)穩定核素(su)(su),In-115為(wei)β-衰變(bian)。
注:在使(shi)用中盡可能避免直接接觸。
銦(yin)金屬可(ke)提高二硼化鎂超導臨界電流密度
在超(chao)(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)二硼(peng)化(hua)(hua)鎂(mei)里(li)添(tian)加(jia)(jia)銦金(jin)屬粉末,大大提高了(le)二硼(peng)化(hua)(hua)鎂(mei)超(chao)(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)(dao)(dao)臨界(jie)電(dian)(dian)流密度,向實用化(hua)(hua)又(you)前進了(le)一(yi)(yi)步。通(tong)過(guo)超(chao)(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)的(de)電(dian)(dian)流密度在超(chao)(chao)(chao)(chao)過(guo)某一(yi)(yi)數(shu)值(zhi)時,超(chao)(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)就失去(qu)了(le)超(chao)(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)(dao)(dao)性,這(zhe)一(yi)(yi)數(shu)值(zhi)就是超(chao)(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)(dao)(dao)臨界(jie)電(dian)(dian)流密度。它是衡量超(chao)(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)性能的(de)一(yi)(yi)個重要指(zhi)標。向二硼(peng)化(hua)(hua)鎂(mei)里(li)添(tian)加(jia)(jia)銦金(jin)屬粉末,在2000攝(she)氏度下熱處理后加(jia)(jia)工成為電(dian)(dian)線(xian),其超(chao)(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)(dao)(dao)臨界(jie)電(dian)(dian)流密度比(bi)不(bu)添(tian)加(jia)(jia)銦提高了(le)4倍,達到每平方厘米10萬安(an)培。這(zhe)是銦金(jin)屬滲透在二硼(peng)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)晶粒之間(jian),從(cong)而改善了(le)它的(de)結合性。
同位素 豐度 半(ban)衰期 衰變(bian)放射 能量(liang) 放射活性
In-113 4.30% —— —— —— ——
In-115 95.70% 4.41×1014a β- 0.495MeV 0.261Bq/g
從常溫到(dao)熔(rong)點之間,銦(yin)(yin)(yin)與(yu)(yu)(yu)空氣(qi)中的(de)(de)氧(yang)(yang)作(zuo)用緩(huan)(huan)慢,表面(mian)形成(cheng)極薄的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(In2O3),溫度更高時,與(yu)(yu)(yu)活潑非金屬(shu)(shu)作(zuo)用。大塊金屬(shu)(shu)銦(yin)(yin)(yin)不與(yu)(yu)(yu)沸水(shui)和(he)(he)堿溶液反應,但粉末狀的(de)(de)銦(yin)(yin)(yin)可與(yu)(yu)(yu)水(shui)緩(huan)(huan)慢的(de)(de)作(zuo)用,生(sheng)成(cheng)氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)銦(yin)(yin)(yin)。銦(yin)(yin)(yin)與(yu)(yu)(yu)冷的(de)(de)稀酸(suan)作(zuo)用緩(huan)(huan)慢,易溶于(yu)濃(nong)熱的(de)(de)無機(ji)酸(suan)和(he)(he)乙酸(suan)、草酸(suan)。銦(yin)(yin)(yin)能(neng)與(yu)(yu)(yu)許多金屬(shu)(shu)形成(cheng)合金(尤其是鐵,粘有鐵的(de)(de)銦(yin)(yin)(yin)會(hui)顯(xian)著的(de)(de)被氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua))。銦(yin)(yin)(yin)的(de)(de)主(zhu)要氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)態為+1和(he)(he)+3,主(zhu)要化(hua)(hua)(hua)合物(wu)有In2O3、In(OH)3、InCl3,與(yu)(yu)(yu)鹵素(su)化(hua)(hua)(hua)合時,能(neng)分別(bie)形成(cheng)一(yi)鹵化(hua)(hua)(hua)物(wu)和(he)(he)三鹵化(hua)(hua)(hua)物(wu)。
銦(yin)的提(ti)取(qu)(qu)工藝以(yi)萃(cui)取(qu)(qu)-電(dian)解(jie)法(fa)為主(zhu)(zhu),這也(ye)是(shi)現今世(shi)界上銦(yin)生產的主(zhu)(zhu)流(liu)工藝技術。其原(yuan)則(ze)工藝流(liu)程是(shi):含銦(yin)原(yuan)料(liao)→富集→化(hua)學(xue)溶(rong)解(jie)→凈(jing)化(hua)→萃(cui)取(qu)(qu)→反(fan)萃(cui)取(qu)(qu)→鋅(鋁)置換→海綿(mian)銦(yin)→電(dian)解(jie)精(jing)(jing)煉(lian)→精(jing)(jing)銦(yin)。
世界(jie)上(shang)銦(yin)產量的(de)(de)90%來自鉛鋅(xin)冶(ye)煉(lian)廠的(de)(de)副產物。銦(yin)的(de)(de)冶(ye)煉(lian)回(hui)收方法(fa)主(zhu)要(yao)是(shi)從銅(tong)、鉛、鋅(xin)的(de)(de)冶(ye)煉(lian)浮渣、熔(rong)渣及(ji)陽極泥中(zhong)(zhong)通過(guo)富集加以回(hui)收。根據(ju)回(hui)收原(yuan)料的(de)(de)來源(yuan)及(ji)含銦(yin)量的(de)(de)差別,應用不同的(de)(de)提取(qu)工(gong)藝(yi)(yi),達到最佳配置和(he)(he)最大收益。常(chang)用的(de)(de)工(gong)藝(yi)(yi)技術有氧化(hua)造渣、金屬置換(huan)、電(dian)解富集、酸浸萃取(qu)、萃取(qu)電(dian)解、離子交(jiao)換(huan)、電(dian)解精(jing)煉(lian)等。當前較(jiao)(jiao)為廣泛(fan)應用的(de)(de)是(shi)溶(rong)劑萃取(qu)法(fa),它是(shi)一種高(gao)效分(fen)離提取(qu)工(gong)藝(yi)(yi)。離子交(jiao)換(huan)法(fa)用于銦(yin)的(de)(de)回(hui)收,還未見工(gong)業化(hua)的(de)(de)報導(dao)。在從較(jiao)(jiao)難(nan)揮發(fa)的(de)(de)錫和(he)(he)銅(tong)內(nei)分(fen)離銦(yin)的(de)(de)過(guo)程中(zhong)(zhong),銦(yin)多數集中(zhong)(zhong)在煙道灰和(he)(he)浮渣內(nei)。在揮發(fa)性的(de)(de)鋅(xin)和(he)(he)鎘中(zhong)(zhong)分(fen)離時,銦(yin)則富集于爐(lu)渣及(ji)濾渣內(nei)。
在ISP煉鉛鋅工藝(yi)中(zhong),精礦中(zhong)的(de)銦(yin)較大(da)部(bu)分富(fu)集(ji)于粗(cu)鋅精餾工序產(chan)出(chu)的(de)粗(cu)鉛中(zhong),回收富(fu)銦(yin)粗(cu)鉛的(de)銦(yin),一(yi)直采用堿(jian)煮(zhu)提銦(yin)工藝(yi),存在生產(chan)能力小(xiao)、生產(chan)成(cheng)本高、金屬回收率低等缺點。
為了簡化銦(yin)的(de)提取流程,降(jiang)低(di)生產成(cheng)本(ben),提高金(jin)屬(shu)回收率(lv),針(zhen)對原有的(de)提銦(yin)生產工(gong)藝,本(ben)項目通過條件試(shi)驗(yan)、循環實驗(yan)及(ji)綜(zong)合試(shi)驗(yan),研究開發了“富(fu)銦(yin)粗(cu)鉛電解(jie)-鉛電解(jie)液萃銦(yin)”提取工(gong)藝,確定了新(xin)工(gong)藝的(de)最佳工(gong)藝參(can)數。工(gong)藝流程為:粗(cu)鉛熔化鑄成(cheng)極板,裝(zhuang)入電解(jie)槽通電進(jin)(jin)行電解(jie),陽(yang)極中的(de)銦(yin)溶解(jie)進(jin)(jin)入電解(jie)液,當銦(yin)富(fu)集到一定濃(nong)度后,抽出電解(jie)液進(jin)(jin)行萃取、反萃,富(fu)銦(yin)反萃液經pH調節、置換(huan)、壓團熔鑄后得到粗(cu)銦(yin)。
分(fen)(fen)離提(ti)取銦(yin)(yin)的(de)幾種新技術:這些(xie)新技術使用的(de)主要分(fen)(fen)離材料包括液膜、螯合樹脂(zhi)(zhi)、浸漬(zi)樹脂(zhi)(zhi)和微膠囊(nang)。在合適的(de)條件下,運(yun)用這些(xie)技術可對銦(yin)(yin)進行有效地分(fen)(fen)離回收。這些(xie)新技術為(wei)分(fen)(fen)離回收銦(yin)(yin)提(ti)供了(le)新的(de)選擇。
銦因(yin)其光滲(shen)透性和導電(dian)性強,主要(yao)用于(yu)生(sheng)產ITO靶材(用于(yu)生(sheng)產液晶顯示器和平板屏(ping)幕),這一用途是銦錠的(de)主要(yao)消(xiao)費領域,占全球銦消(xiao)費量的(de)70%。
其次的(de)幾個消費(fei)領(ling)域分別是(shi):電子半導體領(ling)域,占全球消費(fei)量的(de)12%;焊料(liao)(liao)和合金領(ling)域占12%;研(yan)究行業(ye)占6%。另,因為(wei)其較軟的(de)性質在某些需(xu)填充金屬的(de)行業(ye)上也用(yong)于壓縫(feng)。如(ru):較高溫度下的(de)真空縫(feng)隙填充材料(liao)(liao)。
醫(yi)學上,肝、脾、骨髓掃描(miao)用(yong)(yong)(yong)銦(yin)膠體。腦、腎掃描(miao)用(yong)(yong)(yong)銦(yin)-DTPA。肺掃描(miao)用(yong)(yong)(yong)銦(yin)-Fe(OH)3顆(ke)粒。胎盤掃描(miao)用(yong)(yong)(yong)銦(yin)-Fe-抗壞(huai)血(xue)酸。肝血(xue)池(chi)掃描(miao)用(yong)(yong)(yong)銦(yin)輸送鐵蛋白(bai)。
鎵和銦合(he)金(jin)(jin)合(he)成液(ye)態金(jin)(jin)屬,形成一(yi)種(zhong)(zhong)固溶合(he)金(jin)(jin),在(zai)室(shi)溫下(xia)就(jiu)可(ke)以(yi)成為(wei)液(ye)態,表(biao)面(mian)張力為(wei)每米500毫(hao)牛頓。這(zhe)意味著,在(zai)不受外力情況下(xia),當這(zhe)種(zhong)(zhong)合(he)金(jin)(jin)被放在(zai)平坦桌(zhuo)面(mian)上(shang)時會保(bao)持一(yi)個幾(ji)乎完美(mei)的(de)(de)圓球不變。當通(tong)過(guo)少量電(dian)流刺激后,球體表(biao)面(mian)張力會降低,金(jin)(jin)屬會在(zai)桌(zhuo)面(mian)上(shang)伸展。如(ru)果電(dian)荷從(cong)負(fu)轉正,液(ye)態金(jin)(jin)屬就(jiu)會重新成為(wei)球狀。更改電(dian)壓(ya)大小還(huan)可(ke)以(yi)調整金(jin)(jin)屬表(biao)面(mian)張力和金(jin)(jin)屬塊粘度,從(cong)而令其(qi)變為(wei)不同結(jie)構。這(zhe)項研(yan)究還(huan)可(ke)以(yi)用于幫助(zhu)修(xiu)復人類切斷的(de)(de)神經,以(yi)避(bi)免長期殘(can)疾。研(yan)究人員宣稱,該突破有助(zhu)于建造更好(hao)的(de)(de)電(dian)路、自(zi)我修(xiu)復式結(jie)構。