铟查看源代码讨论查看历史
铟铟，是一种银白色并略带淡蓝色的金属，元素符号In， 质地非常软，能用指甲刻痕。可塑性强，有延展性，可压成片。金属铟主要用于制造低熔合金、轴承合金、半导体、电光源等的原料。
铟无毒，但应避免与皮肤接触和食入。
应用领域
铟锭因其光渗透性和导电性强，主要用于生产ITO靶材（用于生产液晶显示器和平板屏幕），这一用途是铟锭的主要消费领域，占全球铟消费量的70%。 其次的几个消费领域分别是：电子半导体领域，占全球消费量的12%；焊料和合金领域占12%；研究行业占6%。另，因为其较软的性质在某些需填充金属的行业上也用于压缝。如：较高温度下的真空缝隙填充材料。医学上，肝、脾、骨髓扫描用铟胶体。脑、肾扫描用铟-DTPA。肺扫描用铟-Fe(OH)3颗粒。胎盘扫描用铟-Fe-抗坏血酸。肝血池扫描用铟输送铁蛋白。 [3] 镓和铟合金合成液态金属，形成一种固溶合金，在室温下就可以成为液态，表面张力为每米500毫牛顿。这意味着，在不受外力情况下，当这种合金被放在平坦桌面上时会保持一个几乎完美的圆球不变。当通过少量电流刺激后，球体表面张力会降低，金属会在桌面上伸展。如果电荷从负转正，液态金属就会重新成为球状。更改电压大小还可以调整金属表面张力和金属块粘度，从而令其变为不同结构。这项研究还可以用于帮助修复人类切断的神经，以避免长期残疾。研究人员宣称，该突破有助于建造更好的电路、自我修复式结构。 [4]
发现简史
在自然界中未曾发现过游离态的铟单质，1863年，德国的赖希和李希特，用光谱法研究闪锌矿，发现新的元素，即铟。铊被发现和取得后，德国弗赖贝格（Freiberg）矿业学院物理学教授赖希由于对铊的一些性质感兴趣，希望得到足够的金属进行实验研究。于是他在1863年开始在夫赖堡希曼尔斯夫斯特出产的锌矿中寻找这种金属。这种矿石所含主要成分是含砷的黄铁矿、闪锌矿、辉铅矿、硅土、锰、铜和少量的锡、镉等。赖希认为其中还可能含有铊。虽然实验花费了很多时间，他却没有获得期望的元素。但是他得到了一种不知成分的草黄色沉淀物。他认为是一种新元素的硫化物。只有利用光谱进行分析来证明这一假设。可是赖希是色盲，只得请求他的助手H.T.李希特进行光谱分析实验。李希特在第一次实验就成功了，他在分光镜中发现一条靛蓝色的明线，位置和铯的两条蓝色明亮线不相吻合，就从希腊文中“靛蓝”（indikon）一词命名它为indium（铟）（In）。两位科学家共同署名发现铟的报告。分离出金属铟的还是他们两人共同完成的。他们首先分离出铟的氯化物和氢氧化物，利用吹管在木炭上还原成金属铟，于1867年在法国科学院展出。
矿藏分布
铟在地壳中的分布量比较小，又很分散。它的富矿还没有发现过，只是在锌和其他一些金属矿中作为杂质存在，因此它被列入稀有金属。 [5] 已知铟矿物有硫铟铜矿（CuInS2）、硫铟铁矿（FeInS4）和水铟矿等。铟主要呈类质同象存在于铁闪锌矿、赤铁矿、方铅矿以及其他多金属硫化物矿石中。此外，锡石、黑钨矿、普通角闪石中也含铟。工业上，铟的主要来源为闪锌矿（含铟0.0001～0.1%），在铅锌矿冶炼过程中作为副产品回收，锡冶炼也回收铟。 铟属于稀散金属，是稀缺资源。全球预估铟储量仅5万吨，其中可开采的占50%。由于未发现独立铟矿，工业通过提纯废锌、废锡的方法生产金属铟，回收率约为50-60%，这样，真正能得到的铟只有1.5-1.6万吨。 铟（Indium）属于稀散金属。中国的铟储量居世界首位。中国铟矿59处，分布在15个省区，主要集中在云南（金属保有储量占全国的40%）、广西（31.4%）、内蒙古（8.2%）、青海（7.8%）、广东（7%）。尚未发现铟的单独矿床，它以微量伴生在锌、锡等矿物中。 铟产业被称为“信息时代的朝阳产业”。铟金属广泛应用于电子工业、航空航天、合金制造、太阳能电池新材料等高科技领域，在电子、电信、光电、国防、通讯等领域具有战略地位。陕西有色金属随着这些领域的发展，特别是平板显示行业的高速增长，铟产业具有广阔的前景，在国民经济中的地位越来越重要。铟主要作为包复层或与其它金属制成合金，以增强耐腐蚀性；铟的反射性，可用来制造反射镜；铟合金可作反应堆控制棒；铟及铟的化合物在无线电和半导体技术中也有重要用途。在1970年以前，铟基本上被应用于实验室。现在，铟是制造液晶显示器、手机屏幕不可缺少的材料。此外，添加了少量的铟后，合金轴承的使用寿命提高了4～5倍。铟锭主要用于ITO行业，这一用途是铟锭的主要消费领域，占全球铟消费量的84%。铟70%用于制造铟锡氧化物靶材（ITO），ITO用于制造液晶显示器（LCD），因此铟是制造液晶显示屏（LCD）的最重要材料。 2000～2006年间，世界铟的消费年均递增14. 4%，由于全球LCD的快速发展，使得其对铟需求的急速增加，2007年全球铟的年需求量逾400吨，但实际供应量不足300吨，再生铟产量亦仅有约30吨， 2008年全球铟需求量达568吨，而供应量却不到400吨，供需缺口持续扩大。预计2008～2010年年均递增17.2%，2010年达到1995吨。在未来，镀膜玻璃依然是铟的最大用途，碱性锌锰电池和光伏电池领域将是主要增长点。[1]
物理性质
铟是一种银灰色，质地极软的易熔金属。熔点156.61℃。沸点2060℃。相对密度d7.30。液态铟能浸润玻璃，并且会粘附在接触过的表面上留下黑色的痕迹。 铟有微弱的放射性，天然铟有两种主要同位素，其一为In-113为稳定核素，In-115为β- 衰变。因此，在使用中尽可能避免直接接触。
铟金属可提高二硼化镁超导临界电流密度
在超导体二硼化镁里添加铟金属粉末，大大提高了二硼化镁超导临界电流密度，向实用化又前进了一步。通过超导体的电流密度在超过某一数值时，超导体就失去了超导性，这一数值就是超导临界电流密度。它是衡量超导体性能的一个重要指标。向二硼化镁里添加铟金属粉末，在2000摄氏度下热处理后加工成为电线，其超导临界电流密度比不添加铟提高了4倍，达到每平方厘米10万安培。这是铟金属渗透在二硼化镁的晶粒之间，从而改善了它的结合性。 [6] 同位素 丰度 半衰期 衰变放射 能量 放射活性 In-113 4.3% —— —— —— —— In-115 95.7% 4.41×1014a β- 0.495MeV 0.261 Bq/g
化学性质
从常温到熔点之间，铟与空气中的氧作用缓慢，表面形成极薄的氧化膜（In2O3），温度更高时，与活泼非金属作用。大块金属铟不与沸水和碱溶液反应，但粉末状的铟可与水缓慢的作用，生成氢氧化铟。铟与冷的稀酸作用缓慢，易溶于浓热的无机酸和乙酸、草酸。铟能与许多金属形成合金（尤其是铁，粘有铁的铟会显著的被氧化）。铟的主要氧化态为+1和+3，主要化合物有In2O3、In(OH)3、InCl3，与卤素化合时，能分别形成一卤化物和三卤化物。 [5] 铟的配位聚合物： 1. In(Ⅲ)与刚性的二羧酸（1,3-间苯二甲酸和1,4-萘二酸），在不同的溶剂中得到了四个化合物[In_2(OH)_2(1,3-BDC)_2(2,2’-bipy)2](1)，HIn(1,3-BDC)_2·2DMF (2)，In(OH)(1,4-NDC)·2H_2O (3)和HIn(1,4-NDC)_2·2H_2O·1.5DMF (4)。化合物1是1D链状结构，化合物2是2D层状结构，它们分别通过π-π相互作用最终形成了3D超分子结构。化合物3和4都是无限的3D网络结构，虽然用的是同一羧酸配体，但是由于所用溶剂的不同，化合物3形成的是SrAl2拓扑结构，而化合物4形成的是2-重穿插的dia拓扑结构。化合物1-4的合成，充分证明了溶剂在配位聚合物的合成过程中起到的重要作用。 [7] 2. In(Ⅲ)与柔性的二羧酸（1,4-苯二乙酸，反式-1,4-环己二酸和4,4’-二苯醚二甲酸），在不同的溶剂热条件下，得到了三个化合物(Me_2NH_2)[In(cis-1,4-pda)2](5), In(OH)(trans-1,4-chdc)(6)和In(OH)(oba)·DMF·2H_2O (7)。化合物5是In~(3+)与cis-1,4-pda~(2-)形成的1D非共面的双链结构，化合物6和7则都是由–In-OH-In-OH–棒状次级结构基元形成的无限的3D网络结构。化合物5-7的合成主要是考察了柔性不同的二羧酸配体对产物结构的影响。 [7] 3. In(Ⅲ)与旋光性的D-樟脑酸（D-H_2Cam），在溶剂热的条件下合成了一个3D具有单一手性结构的铟配位聚合物InH(D-C_(10)H_(14)O_4)_2(8)。经拓扑分析可得，化合物8具有dia拓扑结构。 4. In(Ⅲ)与含氮杂环羧酸（2-吡啶羧酸和2,3-吡嗪二羧酸），在溶剂热条件下合成了两个化合物In_2(OH)_2(2-PDC)_4(9)和HIn(2,3-PDC)_2(10)。其中化合物9是由双核分子In_2(OH)_2(2-PDC)_4通过π-π相互作用形成的1D波浪形的链状结构；化合物10形成的是3D的nbo拓扑结构。 [7]
制备工艺
铟的提取工艺以萃取-电解法为主，这也是现今世界上铟生产的主流工艺技术。其原则工艺流程是：含铟原料→富集→化学溶解→净化→萃取→反萃取→锌（铝）置换→海绵铟→电解精炼→精铟。 世界上铟产量的90%来自铅锌冶炼厂的副产物。铟的冶炼回收方法主要是从铜、铅、锌的冶炼浮渣、熔渣及阳极泥中通过富集加以回收。根据回收原料的来源及含铟量的差别，应用不同的提取工艺，达到最佳配置和最大收益。常用的工艺技术有氧化造渣、金属置换、电解富集、酸浸萃取、萃取电解、离子交换、电解精炼等。当前较为广泛应用的是溶剂萃取法，它是一种高效分离提取工艺。离子交换法用于铟的回收，还未见工业化的报导。在从较难挥发的锡和铜内分离铟的过程中，铟多数集中在烟道灰和浮渣内。在挥发性的锌和镉中分离时，铟则富集于炉渣及滤渣内。在ISP炼铅锌工艺中，精矿中的铟较大部分富集于粗锌精馏工序产出的粗铅中，回收富铟粗铅的铟，一直采用碱煮提铟工艺，存在生产能力小、生产成本高、金属回收率低等缺点。为了简化铟的提取流程，降低生产成本，提高金属回收率，针对原有的提铟生产工艺，本项目通过条件试验、循环实验及综合试验，研究开发了“富铟粗铅电解－铅电解液萃铟”提取工艺，确定了新工艺的最佳工艺参数。工艺流程为：粗铅熔化铸成极板，装入电解槽通电进行电解，阳极中的铟溶解进入电解液，当铟富集到一定浓度后，抽出电解液进行萃取、反萃，富铟反萃液经pH调节、置换、压团熔铸后得到粗铟。 [8] 分离提取铟的几种新技术：这些新技术使用的主要分离材料包括液膜、螯合树脂、浸渍树脂和微胶囊。在合适的条件下,运用这些技术可对铟进行有效地分离回收。这些新技术为分离回收铟提供了新的选择。 [9]
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据说有一种叫做铟的稀有金属，真的能吃吗？不敢相信