词语大全 > 铟

铟是银白色并略带淡蓝色的金属 ,质地非常软,能用指甲刻痕。铟的可塑性强,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。

在自然界中未曾发现过游离态的铟单质,1863年,德国的赖希李希特,用光谱法研究闪锌矿,发现新的元素,即铟。

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。

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

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。

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

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。

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)_22DMF (2),In(OH)(1,4-NDC)2H_2O (3)和HIn(1,4-NDC)_22H_2O1.5DMF (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。

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)DMF2H_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。

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。

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。

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。

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。

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。

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