铟是银白色并略带淡蓝色的金属 ,质地十分软,能用指甲刻痕。铟的可塑性强,有延展性,可压成片。金属铟首要用于制作低熔合金、轴承合金、半导体、电光源等的质料。
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,用光谱法研讨闪锌矿,发现新的元素,即铟。
授赖希由于对铊的一些性质感兴趣,希望得到满足的金属进行实验研讨。所以他在1863年开端在夫赖堡希曼尔斯夫斯特出产的锌矿中寻觅这种金属。这种矿石所含首要成分是含砷的黄铁矿、闪锌矿、辉铅矿、硅土、锰、铜和少数的锡、镉等。赖希以为其间还或许含有铊。尽管实验花费了许多时刻,他却没有取得希望的元素。可是他得到了一种不知成分的草黄色沉淀物。他以为是一种新元素的硫化物。
只要运用光谱进行剖析来证明这一假定。可是赖希是色盲,只得恳求他的帮手H.T.李希特进行光谱剖析实验。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,方位和铯的两条蓝色明亮线不相符合,就从希腊文中“靛蓝”(indikon)一词命名它为indium(铟)(In)。两位科学家一起署名发现铟的陈述。别离出金属铟的仍是他们两人一起完成的。他们首要别离出铟的氯化物和氢氧化物,运用吹管在木炭上还原成金属铟,于1867年在法国科学院展出。
铟在地壳中的散布量比较小,又很涣散。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,因而它被列入稀有金属。
已知铟矿藏有硫铟铜矿(CuInS2)、硫铟铁矿(FeInS4)和水铟矿等。铟首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、一般角闪石中也含铟。工业上,铟的首要来历为闪锌矿(含铟0.0001~0.1%),在铅锌矿锻炼过程中作为副产品收回,锡锻炼也收回铟。
铟归于稀散金属,是稀缺资源。全球预估铟储量仅5万吨,其间可挖掘的占50%。由于未发现独立铟矿,工业经过提纯废锌、废锡的办法出产金属铟,收回率约为50-60%,这样,线万吨。
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。液态铟能滋润玻璃,并且会粘附在触摸过的外表上留下黑色的痕迹。
铟有弱小的放射性,天然铟有两种首要同位素,其一为In-113为安稳核素,In-115为β-衰变。因而,在运用中尽或许防止直触摸摸。
在超导体二硼化镁里增加铟金属粉末,大大进步了二硼化镁超导临界电流密度,向实用化又前进了一步。经过超导体的电流密度在超越某一数值时,超导体就失去了超导性,这一数值便是超导临界电流密度。它是衡量超导体功能的一个重要目标。向二硼化镁里增加铟金属粉末,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增加铟进步了4倍,到达每平方厘米10万安培。这是铟金属浸透在二硼化镁的晶粒之间,然后改进了它的结合性。
从常温到熔点之间,铟与空气中的氧效果缓慢,外表构成极薄的氧化膜(In2O3),温度更高时,与生动非金属效果。大块金属铟不与沸水和碱溶液反响,但粉末状的铟可与水缓慢的效果,生成氢氧化铟。铟与冷的稀酸效果缓慢,易溶于浓热的无机酸和乙酸、草酸。铟能与许多金属构成合金(尤其是铁,粘有铁的铟会明显的被氧化)。铟的首要氧化态为+1和+3,首要化合物有In2O3、In(OH)3、InCl3,与卤素化合时,能别离构成一卤化物和三卤化物。
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,它们别离经过π-π相互效果终究构成了3D超分子结构。化合物3和4都是无限的3D网络结构,尽管用的是同一羧酸配体,可是由于所用溶剂的不同,化合物3构成的是SrAl2拓扑结构,而化合物4构成的是2-重交叉的dia拓扑结构。化合物1-4的组成,充沛证明了溶剂在配位聚合物的组成过程中起到的重要效果。 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-)构成的1D非共面的双链结构,化合物6和7则都是由–In-OH-In-OH–棒状次级结构基元构成的无限的3D网络结构。化合物5-7的组成首要是调查了柔性不同的二羧酸配体对产品结构的影响。
3. In(Ⅲ)与旋光性的D-樟脑酸(D-H_2Cam),在溶剂热的条件下组成了一个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)。经拓扑剖析可得,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),在溶剂热条件下组成了两个化合物In_2(OH)_2(2-PDC)_4(9)和HIn(2,3-PDC)_2(10)。其间化合物9是由双核分子In_2(OH)_2(2-PDC)_4经过π-π相互效果构成的1D波浪形的链状结构;化合物10构成的是3D的nbo拓扑结构。
铟锭因其光浸透性和导电性强,首要用于出产ITO靶材(用于出产液晶显示器和平板屏幕),这一用处是铟锭的首要消费范畴,占全球铟消费量的70%。
其次的几个消费范畴别离是:电子半导体范畴,占全球消费量的12%;焊料和合金范畴占12%;研讨职业占6%。另,由于其较软的性质在某些需填充金属的职业上也用于压缝。如:较高温度下的真空缝隙填充资料。
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。肝血池扫描用铟运送铁蛋白。
镓和铟合金组成液态金属,构成一种固溶合金,在室温下就能够成为液态,外表张力为每米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整桌面上时会坚持一个简直完美的圆球不变。当经过少数电流影响后,球体外表张力会下降,金属会在桌面上扩展。假如电荷从负转正,液态金属就会从头成为球状。更改电压巨细还能够调整金属外表张力和金属块粘度,然后令其变为不同结构。这项研讨还能够用于协助修正人类堵截的神经,以防止长时间残疾。研讨人员声称,该打破有助于制作更好的电路、自我修正式结构。
铟的提取工艺以萃取-电解法为主,这也是如今世界上铟出产的干流工艺技能。其准则工艺流程是:含铟质料→富集→化学溶解→净化→萃取→反萃取→锌(铝)置换→海绵铟→电解精粹→精铟。
世界上铟产值的90%来自铅锌锻炼厂的副产品。铟的锻炼收回办法首要是从铜、铅、锌的锻炼浮渣、熔渣及阳极泥中经过富集加以收回。依据收回质料的来历及含铟量的不同,运用不同的提取工艺,到达最佳装备和最大收益。常用的工艺技能有氧化造渣、金属置换、电解富集、酸浸萃取、萃取电解、离子交换、电解精粹等。当时较为广泛运用的是溶剂萃取法,它是一种高效别离提取工艺。离子交换法用于铟的收回,还未见工业化的报道。在从较难蒸发的锡和铜内别离铟的过程中,铟大都会集在烟道灰和浮渣内。在蒸发性的锌和镉中别离时,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,收回富铟粗铅的铟,一向选用碱煮提铟工艺,存在出产能力小、出产成本高、金属收回率低一级缺陷。
为了简化铟的提取流程,下降出产成本,进步金属收回率,针对原有的提铟出产工艺,本项目经过条件实验、循环实验及归纳实验,研讨开发了“富铟粗铅电解-铅电解液萃铟”提取工艺,确认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,当铟富集到必定浓度后,抽出电解液进行萃取、反萃,富铟反萃液经pH调理、置换、压团熔铸后得到粗铟。
别离提取铟的几种新技能:这些新技能运用的首要别离资料包含液膜、螯合树脂、浸渍树脂和微胶囊。在适宜的条件下,运用这些技能可对铟进行有效地别离收回。这些新技能为别离收回铟供给了新的挑选。
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