铟
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铟
“铟”它是稀有金属,全世界我国储量最多。价格也很贵,别的国家主要靠我国进口。请问它的主要作用是做什么?铟属于一种分散元素,在地壳中含量非常低,它是自然界最稀少、最不易形成独立矿物的元素之一。铟(Indim)在1924年还算是稀有金属,当时全球供应量仅有一克。铟的用途越来越广,越来越常被采用到芯片中。除了应用于原子能工业中,还在电子软件、通信器材等方面不可或缺。铟锡氧化物(ITO)更是液晶显示器的关键性材料。由氮化镓(GaN)制造的LED(发光二极管)发出的仅是强蓝色,还需在其中加入铟元素,才可制成五颜六色的LED,应用于日常照明、汽车灯具等。
附:关于铟
铟是一种半精密的有色金属。原子序数49,原子量114.82。1863年赖西和里希特研究闪锌矿的铊光谱时,发现一条靛蓝色光谱,认为是一种新元素,并命名为铟,意思是“靛蓝色”,同年分离出金属铟。铟在地壳中的含量约十万分之一,没有独立矿物,广泛分布于闪锌矿中,含量在0.1%以下。 铅锌冶炼厂和锡冶炼厂都能回收铟。
铟为银白略带淡蓝色的金属,熔点156.61℃,沸点2080℃,密度7.3克/立方厘米;延展性好,比铅还软,能用指甲刻痕,比铅的硬度还低。铟的可塑性强,有延展性,可压成极薄的金属片。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,温度更高时,与氧、卤素、硫、硒、碲、磷作用。铟在空气中的氧化作用很慢;大块金属铟不与沸水和碱反应,但粉末状的铟可与水作用,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。铟的氧化态为+1和+3,主要化合物有In2O3、In(OH)3,与卤素化合时,能形成一卤化物和三卤化物。
鉴于其多元性被广泛应于各种最终用途, 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;铟有优良的反射性,可用来制造反射镜;铟合金可作反应堆控制棒;在无线电和半导体技术中,铟及铟的化合物也有重要用途。
绝大部分铟是从湿法炼锌的浸出渣中回收的,矿渣经化学处理后,可用溶剂萃取法得到铟。用锌片还原矿渣浸出液,也可得到铟。进一步用电解精炼,可得纯度为99.97%的金属铟。纯度为99.9999%的高纯铟仍需利用电解法提纯。银铅铟合金可作高速航空发动机的轴承材料。铟还用作耐腐蚀的包覆层用于发动机轴承。易熔的伍德合金中每加1%铟,可降低熔点1.45℃。铟与铜、银、金的合金用作假牙。铟化合物半导体有锑化铟和磷化铟,用作红外检测器和微波振荡器材料。
. 铟的发现:
1863年
德国学者 和,在用光谱法分析闪锌矿时发现铟(Indium)时,做梦也没想到她将具有如此广阔的应用前景。
1863年赖西(F. Reich)和里希特(H. Richter)研究闪锌矿的铊光谱时,发现一条靛蓝色光谱,认为是一种新元素,并命名为铟,意思是“靛蓝色”,同年分离出金属铟。铟(Indim)在1924年还算是稀有金属,当时全球供应量仅有一克。
2. 铟的物理性质:
铟,原子序数49,原子量114.82。铟在地壳中的含量约十万分之一,没有独立矿物,广泛分布于闪锌矿中,含量在0.1%以下 ,是一种稀有分散金属,全世界我国储量最多。
铟为银白略带淡蓝色的金属,熔点156.61°C,沸点2080°C,密度7.3克/厘米3;延展性好,比铅还软
3. 化学性质:
铟在空气中的氧化作用很慢;加热时与氧、卤素、硫、硒、碲、磷作用;大块金属铟不与水和碱反应,但粉末状铟可与水反应,生成氢氧化铟;铟与冷的稀酸作用缓慢,易溶于热的或浓的矿物酸和乙酸、草酸;氧化铟是黄色晶体,能溶于酸但难溶于碱。
4. 用途:
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;铟有优良的反射性,可用来制造反射镜;铟合金可作反应堆控制棒;在无线电和半导体技术中,铟及铟的化合物也有重要用途。
铟的用途越来越广,越来越常被采用到芯片中。除了应用于原子能工业中,还在电子软件、通信器材等方面不可或缺。铟锡氧化物(ITO)更是液晶显示器的关键性材料。
金属铟:用于制作半导体、高纯合金及半导体材料的掺杂剂等,是制备高性能电子元件的重要原料
氧化铟:主要用于显示器、玻璃、陶瓷、化学试剂等。
氧化铟锡:主要用于制造ITO靶材、导电膜、防辐射涂料等。
5. 生产
绝大部分铟是从湿法炼锌的浸出渣中回收的,矿渣经化学处理后,可用溶剂萃取法得到铟。用锌片还原矿渣浸出液,也可得到铟。进一步用电解精炼,可得纯度为99.97%的金属铟。纯度为99.9999%的高纯铟仍需利用电解法提纯。银铅铟合金可作高速航空发动机的轴承材料。铟还用作耐腐蚀的包覆层用于发动机轴承。易熔的伍德合金中每加1%铟,可降低熔点1.45℃。铟与铜、银、金的合金用作假牙。铟化合物半导体有锑化铟和磷化铟,用作红外检测器和微波振荡器材料。
1924年全世界仅生产出1公斤的铟来。到1980年全球铟产量达45.5吨,1990年达133吨,1999年235吨,目前全球产量也只有300吨左右。 铟的价格最初只有几十美元/千克,1980年曾达645美元/千克,原因是由于原子能控制设施大量应用。此后价格一直萎靡不振,1994年5月18日为100-130美元/千克,1995年1月到2003年3月期
间的平均价格是231美元/千克,1998年之前一直在270美元/千克之上。特别是IT泡沫破灭时的2001年10月--2002年9月份,价格竟然低达55-66美元/千克。之后缓慢回升,2003年5月初,铟价格达到125-170美元/千克;2003年6月140-170美元/千克;2004年却大幅攀升,从年初的300美元/千克升到年末的800美元/千克,涨了近3倍。2005年3月已达1010-1070美元/千克。之后缓慢高位调整,价格在800-870美元/千克之间,2006年3月16日为 930/990美元/千克,2006年4月1日达 1000/1060 美元/千克。有人乐观地估计铟价将达到1400美元/千克。
铟何以备受人们的追捧呢?这要从她的身世说起。
铟是元素周期表中的第三族元素,硼、铝、镓、铟、铊系列的第四位,原子序数为49,原子量为114.82。铟属于分散元素,在地壳中含量非常低,其丰度与银的丰度相近,为0.05×10-6。目前发现的铟独立矿物只有8种,且极其少见,绝大部分的铟均以杂质成分存在于其它矿物中,一般多分布于铅锌矿及锡矿中。铟的提炼很困难, 目前只有铅锌冶炼厂和锡冶炼厂以副产品回收铟。绝大部分铟是从湿法炼锌的浸出渣中回收的,矿渣经化学处理后,可用溶剂萃取法得到铟。用锌片还原矿渣浸出液,也可得到铟。进一步用电解精炼,可得纯度为99.97%的金属铟。纯度为99.9999%的高纯铟,仍需利用电解法提纯。因此,目前全球的铟产量只有300吨左右,且其产能不会急剧增长。据估计,目前全球铟资源的探明储量大约为13万吨。
“物以稀为贵”,铟价居高不下。但这只是问题的一个方面,更为重要的是其独特的物理和化学性质,才使得这只丑小鸭成为了美丽的白天鹅。
其一:铟金属显银白略带淡蓝色,光泽亮丽,在弯曲时会发出鸣音。其与铜银金的合金制作假牙。
其二:铟具有熔点低(156.61°C),沸点高(2080°C),传导性好,延展性好,比铅还软,能用指甲刻痕;可塑性强,可压成极薄的金属片。其氧化物能形成透明的导电膜等特性,近年在铟锡氧化物(ITO)、半导体、低熔点合金等方面得到广泛应用。特别是由于铟锡氧化物(ITO)具有可见光透过率95%以上、紫外线吸收率≥70%、对微波衰减率≥85%、导电和加工性能良好、膜层既耐磨又耐化学腐蚀等优点,作为透明导电膜已获得广泛应用。随着IT产业的迅猛发展,用于笔记本电脑、电视和手机等各种新型液晶显示器(LCD)以及接触式屏幕、建筑用玻璃等方面,作为透明电极涂层的ITO靶材(约占铟用量的70%)用量的急剧增长,使铟的需求正以年均30%以上的增长率递增。世界市场上平面显示器的快速增长成为全世界铟的生产的最主要的最终用户
,包括平面电视、台式计算机显示器、可上网的笔记本电脑、手机等主要的平面显示器的快速发展和应用,使得国际市场对铟的需求急剧增长,而且目前还没有新的用于替代ITO的材料研究出来。
其三、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,温度更高时,与氧、卤素、硫、硒、碲、磷作用。铟在空气中的氧化作用很慢;大块金属铟不与沸水和碱反应,但粉末状的铟可与水作用,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。铟可作为包复层或与其它金属制成合金,以增强发动机轴承耐腐蚀性;铟有优良的反射性,可用来制造反射镜;银铅铟合金可作高速航空发动机的轴承材料。易熔的伍德合金中每加1%铟,可降低熔点1.45℃。铟化合物半导体有锑化铟(通迅激光光源、太阳能电池),磷化铟和锑化铟(红外检测、光磁器件、太阳能转换器等)。
其四:铟合金可作反应堆控制棒,能够敏感地检测中子幅射;可用于登陆舱,着陆时不脆化、不开裂。
随着科技的进步,铟的应用领域日趋扩大。由于其用量很少,尽管其价格很高,对整个产品的成本影响并不大。目前铟已作为一种新型的战略资源为世界各国所争夺。
这就是铟在小金属市场上鹤立鸡群,快速成为闪亮明星的根本原因