銦,是(shi)一種金屬(shu)元素(su),元素(su)符(fu)號為(wei)In,原子(zi)序數為(wei)49,位于元素(su)周期表第五周期IIIA族。其(qi)單(dan)質(zhi)是(shi)一種銀白(bai)色并(bing)略帶(dai)淡藍色的金屬(shu),質(zhi)地非常軟,能用指甲刻痕。可(ke)(ke)塑(su)性(xing)強,有延展性(xing),可(ke)(ke)壓(ya)成片。金屬(shu)銦主要用于制造(zao)低熔合金、軸承合金、半導體、電(dian)光(guang)源(yuan)等的原料。
銦無毒,但應避免與皮膚接觸和食入。
在自然界中未(wei)曾發(fa)(fa)現過游離態的銦單質,1863年(nian),德(de)國的賴希和(he)李希特,用光譜法研究閃鋅礦,發(fa)(fa)現新(xin)的元素,即銦。
鉈(she)被發現(xian)和取得(de)后,德國弗賴(lai)(lai)(lai)貝格礦(kuang)業學(xue)院物理(li)學(xue)教授賴(lai)(lai)(lai)希(xi)由于(yu)對鉈(she)的(de)(de)(de)一(yi)些性質感興趣,希(xi)望(wang)得(de)到足夠的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)進行實驗(yan)研究(jiu)。于(yu)是(shi)(shi)他在1863年(nian)開始在夫(fu)賴(lai)(lai)(lai)堡希(xi)曼爾(er)斯夫(fu)斯特出(chu)產(chan)的(de)(de)(de)鋅礦(kuang)中尋找這種(zhong)金(jin)屬(shu)。這種(zhong)礦(kuang)石所含主要成分是(shi)(shi)含砷的(de)(de)(de)黃(huang)鐵礦(kuang)、閃鋅礦(kuang)、輝(hui)鉛礦(kuang)、硅土、錳、銅和少量的(de)(de)(de)錫、鎘等(deng)。賴(lai)(lai)(lai)希(xi)認為(wei)其中還(huan)可能(neng)含有(you)(you)鉈(she)。雖然實驗(yan)花(hua)費了很多時間,他卻(que)沒有(you)(you)獲得(de)期望(wang)的(de)(de)(de)元素。但(dan)是(shi)(shi)他得(de)到了一(yi)種(zhong)不知成分的(de)(de)(de)草(cao)黃(huang)色沉淀物。他認為(wei)是(shi)(shi)一(yi)種(zhong)新(xin)元素的(de)(de)(de)硫化物。
只(zhi)有(you)利用(yong)光(guang)(guang)譜進(jin)行分(fen)析(xi)來(lai)證明(ming)這(zhe)一(yi)假(jia)設。可是賴希(xi)是色(se)(se)盲,只(zhi)得請求他(ta)(ta)的(de)助手H.T.李(li)希(xi)特(te)進(jin)行光(guang)(guang)譜分(fen)析(xi)實驗(yan)。李(li)希(xi)特(te)在第一(yi)次實驗(yan)就(jiu)(jiu)成(cheng)功了,他(ta)(ta)在分(fen)光(guang)(guang)鏡中發現(xian)一(yi)條靛藍色(se)(se)的(de)明(ming)線,位置和銫(se)的(de)兩條藍色(se)(se)明(ming)亮線不相吻合,就(jiu)(jiu)從(cong)希(xi)臘文中“靛藍”(indikon)一(yi)詞命名(ming)它為indium(銦(yin))(In)。兩位科學家共同署名(ming)發現(xian)銦(yin)的(de)報告。分(fen)離(li)出金屬銦(yin)的(de)還(huan)是他(ta)(ta)們兩人共同完(wan)成(cheng)的(de)。他(ta)(ta)們首先(xian)分(fen)離(li)出銦(yin)的(de)氯化(hua)物和氫(qing)氧化(hua)物,利用(yong)吹管在木炭上還(huan)原成(cheng)金屬銦(yin),于1867年在法(fa)國科學院展出。
銦在地(di)殼中(zhong)的分布(bu)量比較小,又很分散。它(ta)的富礦還(huan)沒有發(fa)現過,只是(shi)在鋅和(he)其他一些金屬礦中(zhong)作為雜質存在,因此它(ta)被列(lie)入稀有金屬。
已知(zhi)銦(yin)(yin)(yin)(yin)礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)有(you)硫銦(yin)(yin)(yin)(yin)銅(tong)礦(kuang)(kuang)(CuInS2)、硫銦(yin)(yin)(yin)(yin)鐵(tie)礦(kuang)(kuang)(FeInS4)和水(shui)銦(yin)(yin)(yin)(yin)礦(kuang)(kuang)等(deng)。銦(yin)(yin)(yin)(yin)主(zhu)要呈類(lei)質同象存在于(yu)鐵(tie)閃鋅(xin)礦(kuang)(kuang)、赤鐵(tie)礦(kuang)(kuang)、方鉛礦(kuang)(kuang)以及其他(ta)多金屬(shu)硫化物(wu)(wu)礦(kuang)(kuang)石中。此外,錫(xi)石、黑(hei)鎢礦(kuang)(kuang)、普(pu)通(tong)角(jiao)閃石中也(ye)含(han)銦(yin)(yin)(yin)(yin)。工業上,銦(yin)(yin)(yin)(yin)的主(zhu)要來源為閃鋅(xin)礦(kuang)(kuang)(含(han)銦(yin)(yin)(yin)(yin)0.0001~0.1%),在鉛鋅(xin)礦(kuang)(kuang)冶煉過(guo)程中作(zuo)為副產品回收(shou),錫(xi)冶煉也(ye)回收(shou)銦(yin)(yin)(yin)(yin)。
銦屬于稀(xi)散金屬,是稀(xi)缺資源(yuan)。全球預估銦儲量僅5萬噸,其(qi)中(zhong)可開(kai)采的(de)占50%。由(you)于未發現獨立銦礦(kuang),工業通過提(ti)純(chun)廢(fei)鋅、廢(fei)錫的(de)方(fang)法生產(chan)金屬銦,回收率約為50-60%,這樣,真(zhen)正能得(de)到(dao)的(de)銦只(zhi)有1.5-1.6萬噸。
外觀 銀灰色
質地 質地極軟
熔(rong)點 易熔(rong)金屬,156.61℃
密度 7.30g/cm3
其他 液態銦能浸(jin)潤玻璃,并且會粘(zhan)附在(zai)接觸過的表面上留(liu)下(xia)黑色的痕(hen)跡。
放射(she)性 有微弱的放射(she)性,天(tian)然(ran)銦有兩種主要(yao)同位(wei)素,其中In-113為(wei)穩定核素,In-115為(wei)β-衰(shuai)變。
注:在使(shi)用中盡(jin)可能避免直接接觸。
銦金(jin)屬(shu)可(ke)提高二硼化鎂超(chao)導臨界電流密度
在超(chao)(chao)導(dao)(dao)(dao)體(ti)二(er)硼(peng)化鎂里添加銦(yin)金(jin)屬(shu)(shu)粉(fen)末,大(da)大(da)提高(gao)了二(er)硼(peng)化鎂超(chao)(chao)導(dao)(dao)(dao)臨(lin)界(jie)電(dian)(dian)流(liu)密(mi)度,向實用化又前進了一(yi)(yi)步。通過超(chao)(chao)導(dao)(dao)(dao)體(ti)的(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)密(mi)度在超(chao)(chao)過某一(yi)(yi)數(shu)值時,超(chao)(chao)導(dao)(dao)(dao)體(ti)就失(shi)去了超(chao)(chao)導(dao)(dao)(dao)性(xing),這一(yi)(yi)數(shu)值就是超(chao)(chao)導(dao)(dao)(dao)臨(lin)界(jie)電(dian)(dian)流(liu)密(mi)度。它是衡(heng)量超(chao)(chao)導(dao)(dao)(dao)體(ti)性(xing)能的(de)(de)一(yi)(yi)個重要指標。向二(er)硼(peng)化鎂里添加銦(yin)金(jin)屬(shu)(shu)粉(fen)末,在2000攝(she)氏度下(xia)熱(re)處理后(hou)加工成為電(dian)(dian)線(xian),其超(chao)(chao)導(dao)(dao)(dao)臨(lin)界(jie)電(dian)(dian)流(liu)密(mi)度比不添加銦(yin)提高(gao)了4倍,達到(dao)每平方厘米10萬安培。這是銦(yin)金(jin)屬(shu)(shu)滲透在二(er)硼(peng)化鎂的(de)(de)晶粒之間,從而改善(shan)了它的(de)(de)結合性(xing)。
同位素 豐度 半衰期 衰變放射 能量 放射活性
In-113 4.30% —— —— —— ——
In-115 95.70% 4.41×1014a β- 0.495MeV 0.261Bq/g
從常溫到熔點之間,銦(yin)(yin)(yin)(yin)與(yu)(yu)空氣中(zhong)的(de)氧(yang)作用(yong)緩慢,表面(mian)形成極薄的(de)氧(yang)化(hua)膜(In2O3),溫度更高(gao)時,與(yu)(yu)活潑非金(jin)屬作用(yong)。大塊(kuai)金(jin)屬銦(yin)(yin)(yin)(yin)不與(yu)(yu)沸水(shui)和堿溶(rong)液反(fan)應,但(dan)粉末狀的(de)銦(yin)(yin)(yin)(yin)可(ke)與(yu)(yu)水(shui)緩慢的(de)作用(yong),生成氫氧(yang)化(hua)銦(yin)(yin)(yin)(yin)。銦(yin)(yin)(yin)(yin)與(yu)(yu)冷的(de)稀酸(suan)作用(yong)緩慢,易(yi)溶(rong)于(yu)濃熱的(de)無(wu)機酸(suan)和乙酸(suan)、草酸(suan)。銦(yin)(yin)(yin)(yin)能與(yu)(yu)許多金(jin)屬形成合(he)(he)金(jin)(尤(you)其是(shi)鐵(tie),粘有鐵(tie)的(de)銦(yin)(yin)(yin)(yin)會顯著(zhu)的(de)被氧(yang)化(hua))。銦(yin)(yin)(yin)(yin)的(de)主(zhu)要(yao)氧(yang)化(hua)態為+1和+3,主(zhu)要(yao)化(hua)合(he)(he)物有In2O3、In(OH)3、InCl3,與(yu)(yu)鹵素化(hua)合(he)(he)時,能分別形成一(yi)鹵化(hua)物和三鹵化(hua)物。
銦的提取(qu)(qu)工(gong)藝(yi)以萃(cui)取(qu)(qu)-電(dian)解(jie)法為主,這也是現今世界上銦生(sheng)產的主流工(gong)藝(yi)技(ji)術。其原則工(gong)藝(yi)流程是:含銦原料(liao)→富集→化學溶解(jie)→凈化→萃(cui)取(qu)(qu)→反萃(cui)取(qu)(qu)→鋅(鋁)置換→海綿銦→電(dian)解(jie)精(jing)(jing)煉→精(jing)(jing)銦。
世(shi)界(jie)上銦產量的(de)(de)90%來(lai)自鉛(qian)鋅冶煉廠的(de)(de)副產物(wu)。銦的(de)(de)冶煉回收(shou)(shou)(shou)方法主要(yao)是(shi)從銅(tong)、鉛(qian)、鋅的(de)(de)冶煉浮渣(zha)(zha)、熔渣(zha)(zha)及陽極泥中通(tong)過(guo)富集(ji)(ji)加(jia)以回收(shou)(shou)(shou)。根據回收(shou)(shou)(shou)原(yuan)料的(de)(de)來(lai)源(yuan)及含銦量的(de)(de)差別,應(ying)用不同的(de)(de)提取工藝(yi),達到最佳配置(zhi)和最大收(shou)(shou)(shou)益。常用的(de)(de)工藝(yi)技(ji)術有氧(yang)化造渣(zha)(zha)、金屬(shu)置(zhi)換、電解富集(ji)(ji)、酸浸萃取、萃取電解、離(li)子交(jiao)換、電解精煉等。當前較(jiao)為廣泛應(ying)用的(de)(de)是(shi)溶劑萃取法,它是(shi)一種高效分離(li)提取工藝(yi)。離(li)子交(jiao)換法用于銦的(de)(de)回收(shou)(shou)(shou),還未(wei)見工業化的(de)(de)報導。在(zai)(zai)從較(jiao)難揮發的(de)(de)錫和銅(tong)內分離(li)銦的(de)(de)過(guo)程中,銦多數集(ji)(ji)中在(zai)(zai)煙道灰和浮渣(zha)(zha)內。在(zai)(zai)揮發性的(de)(de)鋅和鎘(ge)中分離(li)時,銦則(ze)富集(ji)(ji)于爐渣(zha)(zha)及濾渣(zha)(zha)內。
在ISP煉鉛(qian)(qian)鋅工(gong)(gong)藝(yi)中,精礦中的(de)銦(yin)較大部(bu)分富(fu)集于粗(cu)(cu)鋅精餾(liu)工(gong)(gong)序產出的(de)粗(cu)(cu)鉛(qian)(qian)中,回收(shou)富(fu)銦(yin)粗(cu)(cu)鉛(qian)(qian)的(de)銦(yin),一(yi)直采用(yong)堿煮提銦(yin)工(gong)(gong)藝(yi),存在生產能力小、生產成本(ben)高、金屬回收(shou)率低等缺點(dian)。
為(wei)了(le)簡化(hua)銦(yin)(yin)的(de)提取(qu)流程,降(jiang)低(di)生(sheng)產成本,提高(gao)金屬回收率,針對原(yuan)有(you)的(de)提銦(yin)(yin)生(sheng)產工(gong)藝,本項目(mu)通(tong)過(guo)條(tiao)件試驗(yan)、循環實驗(yan)及綜合試驗(yan),研究(jiu)開發了(le)“富(fu)銦(yin)(yin)粗鉛(qian)電(dian)(dian)解(jie)-鉛(qian)電(dian)(dian)解(jie)液萃(cui)銦(yin)(yin)”提取(qu)工(gong)藝,確定了(le)新工(gong)藝的(de)最(zui)佳(jia)工(gong)藝參數。工(gong)藝流程為(wei):粗鉛(qian)熔化(hua)鑄(zhu)成極板,裝入電(dian)(dian)解(jie)槽通(tong)電(dian)(dian)進(jin)行(xing)電(dian)(dian)解(jie),陽極中的(de)銦(yin)(yin)溶解(jie)進(jin)入電(dian)(dian)解(jie)液,當銦(yin)(yin)富(fu)集到一定濃(nong)度(du)后,抽出電(dian)(dian)解(jie)液進(jin)行(xing)萃(cui)取(qu)、反萃(cui),富(fu)銦(yin)(yin)反萃(cui)液經(jing)pH調(diao)節、置換、壓團熔鑄(zhu)后得到粗銦(yin)(yin)。
分離(li)提(ti)取銦(yin)的(de)(de)幾種新技術(shu)(shu)(shu):這些新技術(shu)(shu)(shu)使用(yong)的(de)(de)主要分離(li)材料包括液膜、螯合(he)樹(shu)脂、浸漬(zi)樹(shu)脂和(he)微(wei)膠囊。在(zai)合(he)適(shi)的(de)(de)條件下,運(yun)用(yong)這些技術(shu)(shu)(shu)可對銦(yin)進行(xing)有效地分離(li)回收。這些新技術(shu)(shu)(shu)為分離(li)回收銦(yin)提(ti)供了(le)新的(de)(de)選(xuan)擇。
銦(yin)因其光滲(shen)透性和(he)導(dao)電性強(qiang),主要用(yong)(yong)于生(sheng)(sheng)產ITO靶材(用(yong)(yong)于生(sheng)(sheng)產液晶顯(xian)示器和(he)平板屏幕(mu)),這一(yi)用(yong)(yong)途(tu)是銦(yin)錠的主要消(xiao)費(fei)(fei)領域,占全球(qiu)銦(yin)消(xiao)費(fei)(fei)量的70%。
其次的(de)幾個消(xiao)費領(ling)域(yu)分別是:電子半導體領(ling)域(yu),占(zhan)全球消(xiao)費量(liang)的(de)12%;焊料和合金(jin)領(ling)域(yu)占(zhan)12%;研究行業占(zhan)6%。另,因為(wei)其較軟的(de)性質在某(mou)些需填(tian)充(chong)金(jin)屬的(de)行業上(shang)也(ye)用于壓縫。如:較高(gao)溫(wen)度下的(de)真空縫隙(xi)填(tian)充(chong)材料。
醫學上(shang),肝、脾、骨髓(sui)掃(sao)描用(yong)(yong)銦(yin)膠體。腦、腎掃(sao)描用(yong)(yong)銦(yin)-DTPA。肺掃(sao)描用(yong)(yong)銦(yin)-Fe(OH)3顆粒。胎盤掃(sao)描用(yong)(yong)銦(yin)-Fe-抗壞(huai)血酸。肝血池掃(sao)描用(yong)(yong)銦(yin)輸送鐵蛋白。
鎵和銦合金(jin)(jin)(jin)合成(cheng)液態金(jin)(jin)(jin)屬(shu),形成(cheng)一種固溶合金(jin)(jin)(jin),在(zai)(zai)室(shi)溫下就可(ke)以成(cheng)為(wei)(wei)液態,表面(mian)(mian)張力為(wei)(wei)每米500毫牛頓。這意味(wei)著,在(zai)(zai)不受外力情(qing)況下,當這種合金(jin)(jin)(jin)被放在(zai)(zai)平坦(tan)桌面(mian)(mian)上時會保持一個幾乎完美的(de)圓球(qiu)(qiu)不變。當通過少量電(dian)流刺激后(hou),球(qiu)(qiu)體表面(mian)(mian)張力會降低(di),金(jin)(jin)(jin)屬(shu)會在(zai)(zai)桌面(mian)(mian)上伸展(zhan)。如果電(dian)荷從負轉正,液態金(jin)(jin)(jin)屬(shu)就會重新成(cheng)為(wei)(wei)球(qiu)(qiu)狀。更改電(dian)壓(ya)大小還(huan)可(ke)以調整金(jin)(jin)(jin)屬(shu)表面(mian)(mian)張力和金(jin)(jin)(jin)屬(shu)塊粘(zhan)度,從而令其變為(wei)(wei)不同(tong)結構(gou)。這項研(yan)究還(huan)可(ke)以用于幫助修(xiu)復人(ren)類切斷的(de)神(shen)經,以避免長期殘疾(ji)。研(yan)究人(ren)員(yuan)宣稱,該突破(po)有助于建造(zao)更好的(de)電(dian)路、自我修(xiu)復式結構(gou)。