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金屬銦概述:銦元素簡介
(1)銦(英文:indium),元素符號In,原子序數49,原子量114.82,屬週期系ⅢA族。銦是一種柔軟的銀灰色金屬,帶有光澤。銦是銀白色並略帶淡藍色的金屬 ,熔點156.61℃,沸點2080℃,密度7.3克/釐米3(20℃)。很軟,能用指甲刻痕,比鉛的硬度還低。銦的可塑性強,有延展性,可壓成極薄的金 屬片。從常溫到熔點之間,銦與空氣中的氧作用緩慢,表面形成極薄的氧化膜,溫度更高時,與氧、鹵素、硫、硒、碲、磷作用。大塊金屬銦不與沸水和堿反應,但粉末狀的銦可與水作用,生 成氫氧化銦。銦與冷的稀酸作用緩慢,易溶於濃熱的無機酸和乙酸、草酸。銦能與許多金屬形成合金。銦的氧化態為+1和+3,主要化合物有In2O3、 In(OH)3,與鹵素化合時,能形成一鹵化物和三鹵化物。銦-115是最常見的銦同位素,帶有微弱的放射性。
(2)銦元素發現及用途及應用
1863 年F.賴希和H.T.裏希特為了尋找鉈而研究閃鋅礦,用處理礦物所得的硫化物進行光譜分析,發現一條靛藍色光譜,認為是一種新元素,並命名為 銦,意思是“靛藍色”,同年分離出金屬銦。銦主要作為包複層或與其他金屬製成合金,以增強耐腐蝕性;銦有優良的反射性,可用來製造反射鏡;銦合金可作反應堆控制棒;在無線電和半導體技術中,銦及銦的化合物也有重要用途。銦可用作低熔點合金、半導體、整流器、熱敏電阻等。含24%銦及76%鎵的合金,在室溫 下是液體。銦是電子、電信、光電產業不可或缺的關鍵原材料之一,70%的銦用於製造液晶顯示產品,在電子、電信、光電、國防、通訊等領域具有廣泛用途,極具戰略地位。銦產業被稱為“資訊時代的朝陽產業”。
銦元素的發現
1863年,德國的賴希和李希特,用光譜法研究閃鋅礦,發現有新元素,即銦。
鉈被發現和取得後,德國弗賴貝格(Freiberg)礦業學院物理學教授賴希由於對鉈的一些性質感興趣,希望得到足夠的金屬進行實驗研究。他在 1863年開始在夫賴堡希曼爾斯夫斯特(Himmelsfüst)出產的鋅礦中尋找這種金屬。這種礦石所含主要成分是含砷的黃鐵礦、閃鋅礦、輝鉛礦、矽土、錳、銅和少量的錫、鎘等。賴希認為其中還可能含有鉈。雖然實驗花費了很多時間,他卻沒有獲得期望的元素。但是他得到了一種不知成分的草黃色沉澱物。他 認為是一種新元素的硫化物。
只有利用光譜進行分析來證明這一假設。可是賴希是色盲,只得請求他的助手H.T.李希特進行光譜分析實驗。李希特在第一次實驗就成功了,他在分光鏡中 發現一條靛藍色的明線,位置和銫的兩條藍色明亮線不相吻合,就從希臘文中“靛藍”(indikon)一詞命名它為indium(銦)(In)。兩位科學家 共同署名發現銦的報告。分離出金屬銦的還是他們兩人共同完成的。他們首先分離出銦的氯化物和氫氧化物,利用吹管在木炭上還原成金屬銦,於1867年在法國 科學院展出。
銦在地殼中的分佈量比較小,又很分散。它的富礦還沒有發現過,只是在鋅和其他一些金屬礦中作為雜質存在,因此它被列入稀有金屬。
銦元素的用途
銦錠因其光滲透性和導電性強,主要用於生產ITO 靶材(用於生產液晶顯示器和平板螢幕),這一用途是銦錠的主要消費領域,占全球銦消費量的70%。
其次的幾個消費領域分別是:電子半導體領域,占全球消費量的12%;焊料和合金領域占12%;研究行業占6%。另,因為其較軟的性質在某些需填充金
屬的行業上也用於壓縫。如:較高溫度下的真空縫隙填充材料。
醫學:肝、脾、骨髓掃描用銦膠體。腦、腎掃描用銦-DTPA。肺掃描用銦Fe(OH)**3顆粒。 胎盤掃描用銦Fe抗壞血酸。 肝血池掃描用銦輸鐵蛋白。
銦元素的應用領域
銦稱得上“合金的維生素”,銦合金可用作釺焊料,銦是無鉛焊料新的重要添加元素,世界無鉛焊料的發展趨勢有利於銦釺焊料的應用。利用銦合金熔點低的 特點還可製成特殊合金,用於消防系統的斷路保護裝置及自動控制系統的熱控裝置;添加少量銦製造的軸承合金是一般軸承合金使用壽命的4-5倍;銦合金還可用 於牙科醫療、鋼鐵和有色金屬的防腐裝飾件、塑膠金屬化等方面。
由於銦具有較強的抗腐蝕性及對光的反射能力,可製成軍艦或客輪上的反射鏡。銦對中子輻射敏感,可用作原子能工業的監控劑量材料,目前用在原子能工業的銦,大約與電子工業上的用量相近。
銦可在蓄電池中作添加劑,在無汞鹼性電池中作為緩蝕劑,可使電池成為綠色環保產品。銦在防止霧化層方面的用量不斷增加,銦塗層最初是在汽車製造業中採用,有可能普及到工業及高檔民用建築業中去。日本索尼公司發明了以銦代替鈧的新陰極,這樣每根電子槍的成本就降到了摻鈧電子槍的十分之一左右。因此,在 電視機大功率輸出、長壽命方面,銦的應用發展前景引人注目。
在光電子領域,銦及其化合物半導體具有廣泛的用途。在銦基III-V族化合物半導體如銻化銦(INSB)、磷化銦(INP)、砷化銦(INAS)等 中,研究和應用最早的是銻化銦(INSB),而最受重視並具有潛在應用前景的是磷化銦(INP),它在微波通訊向毫米波通訊方面,作為光纖通訊的鐳射光源和異質結太陽能電池材料方面,都有突破性進展,展現了銦應用的可喜前景。銻化銦和砷化銦在紅外探測和光磁器件方面也有重要用途。在太陽能電池中,含銦化合物薄膜材料正異軍突起,以其高轉換率、低成本、便於攜帶等優勢受到矚目。
銅銦硒(CIS)等I-II-VI三元化合物薄膜半導體材料,由於有價格低廉、性能良好和工藝簡單的優點,將成為今後大力發展太陽電池工業的一個重 要方向,促使銦在該領域的應用不斷增大。以資訊技術為中心的新產業已經興起,銦錫氧化物(ITO)是各類平板顯示器不可缺少的關鍵材料,目前全世界的銦有 75%左右消耗在這方面,未來仍然大有作為。不僅如此,隨著銦的提取、加工技術不斷進步,生產成本的降低,銦的應用還在繼續拓展。
(3)銦元素所存在
銦在地殼中的含量為 1×10-5%,它雖然也有獨立礦物 ,硫銦銅礦(CuInS2)、硫銦鐵礦(FeInS4)、水銦礦[In(OH)3],但量極少, 絕大部分銦都分散在其他礦物中,主要是含硫的鉛、鋅礦物,閃鋅礦中銦的含量為0.0001%~0.1%,鉛鋅冶煉廠和錫冶煉廠都能回收銦。
(4)地球上銦的資源統計
銦是非常稀少的金屬,全世界銦的地質含量僅為1.6萬噸,為黃金地質儲量的1/6。銦在地殼中的含量約十萬分之一,沒有獨立礦物,廣泛分佈於閃鋅礦中,含量在0.1%以下。銦礦物多伴生在有色金屬硫化礦物中,特別是硫化鋅礦,其次是方鉛礦、氧化鉛礦、錫礦、硫化銅礦和硫化銻礦等。雖然在一些有色金屬精礦中銦得到初步富集,但由於銦品位低,一般不可直接作為提銦原料。而上述有色金屬精礦經過冶煉或高爐煉鐵後得到的粗鋅、粗鉛、爐渣、浸出渣、溶液、煙塵、合 金、陽極泥等是提銦的主要原料。中國擁有世界上最大的銦儲量,也是全球最大的銦生產國和出口國,產量占世界銦總產量的30%以上。2006年,中國精銦產 量近6噸,原生銦供應量占全球的60%以上。日本是世界上最大的銦消費國,每年銦需求量占世界銦年產量的70%以上,絕大部分從中國進口。
中國是世界上銦錠主要生產地,此外全球還有美國、加拿大及日本等國生產。
我國的銦分佈在鉛鋅礦床和銅多金屬礦床中,保有儲量為13014t,分佈15 個省區,主要集中在雲南(占全國銦總儲量的40%)、廣西(31.4%)、內蒙古(8.2%)、青海(7.8%)、廣東(7%)。
尚未發現銦的單獨礦床,它以微量伴生在鋅、錫等礦物中。當其含量達十萬分之幾,就有工業生產價值,目前主要是從閃鋅礦中提取。另外,從鋅、鉛和錫生產的廢渣、煙塵中也可回收銦。
(5)銦元素綜合性質
物理性質
顏色和狀態:銀白色金屬
聲音在其中的傳播速率(m/S):1215
密度:7.31克/釐米3
熔點:156.61℃
沸點:2080℃
莫氏硬度:1.2
電離能 (kJ /mol) : 5.786電子伏特
M - M+ 558.3
M+ - M2+ 1820.6
M2+ - M3+ 2704
M3+ - M4+ 5200
M4+ - M5+ 7400
M5+ - M6+ 9500
M6+ - M7+ 11700
M7+ - M8+ 13900
M8+ - M9+ 17200
M9+ - M10+ 19700
其他:稀散元素之一,有延展性,比鋁軟。
化學性質
元素原子量:114.8
元素類型:金屬
原子體積(立方釐米/摩爾):15.7
原子序數:49
元素符號:In
相對原子品質:114.8
核內質子數:49
核外電子數:49
核電荷數:49
氧化態:
主要:In+3
其他:In+1, In+2
質子品質:8.1977E-26
質子相對品質:49.343
所屬週期:5
所屬族數:IIIA
摩爾品質:115g/mol
週邊電子排布:5s2 5p1
核外電子排布:2,8,18,18,3
晶體結構:晶胞為四方晶胞。
晶胞參數:
a = 325.23 pm
b = 325.23 pm
c = 494.61 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 90°
原子半徑:2
其他:易溶於酸或堿;不能分解水;在空氣中很穩定;燃燒時會發生鮮紫色的火焰。
(6)銦元素的特性
其一:銦金屬顯銀白略帶淡藍色,光澤亮麗,在彎曲時會發出鳴音。其與銅銀金的合金製作假牙。熔點156.61°C,沸點2080°C,密度7.3克/釐米³;延展性好,比鉛還軟。
其二:銦具有熔點低(156.61°C),沸點高(2080°C),傳導性好,延展性好,比鉛還軟,能用指甲刻痕;可塑性強,可壓成極薄的金屬片。其氧化物能形成透明的導電膜等特性,近年在銦錫氧化物(ITO)、半導體、低熔點合金等方面得到廣泛應用。特別是由於銦錫氧化物(ITO)具有可見光透過率95%以上、紫外線吸收率≥70%、對微波衰減率 ≥85%、導電和加工性能良好、膜層既耐磨又耐化學腐蝕等優點,作為透明導電膜已獲得廣泛應用。隨著IT產業的迅猛發展,用於筆記本電腦、電視和手機等各 種新型液晶顯示器(LCD)以及接觸式螢幕、建築用玻璃等方面,作為透明電極塗層的ITO靶材(約占銦用量的70%)用量的急劇增長,使銦的需求正以年均 30%以上的增長率遞增。世界市場上平面顯示器的快速增長成為全世界銦的生產的最主要的最終用戶,包括平面電視、臺式電腦顯示器、可上網的筆記本電腦、手機等主要的平面顯示器的快速發展和應用,使得國際市場對銦的需求急劇增長,而且目前還沒有新的用於替代ITO的材料研究出來。
其三、從常溫到熔點之間,銦與空氣中的氧作用緩慢,表面形成極薄的氧化膜,溫度更高時,與氧、鹵素、硫、硒、碲、磷作用。銦在空氣中的氧化作用很慢;大塊金屬銦不與沸水和堿反應,但粉末狀的銦可與水作用,生成氫氧化銦。銦與冷的稀酸作用緩慢,易溶於濃熱的無機酸和乙酸、草酸。銦可作為包複層或與其他金屬製成合金,以增強發動機軸承耐腐蝕性;銦有優良的反射性,可用來製造反射鏡;銀鉛銦合金可作高速航空發動機的軸承材料。易熔的 伍德合金中每加1%銦,可降低熔點1.45℃。銦化合物半導體有銻化銦(通迅鐳射光源、太陽能電池),磷化銦和銻化銦(紅外檢測、光磁器件、太陽能轉換器 等)。
其四:銦合金可作反應堆控制棒,能夠敏感地檢測中子幅射;可用于登陸艙,著陸時不脆化、不開裂。
(7)銦元素的危險性
重金屬,有輕微毒性。
健康危害:
銦比鉛還毒。美國和英國已公佈了銦的職業接觸限值均為0.1 mg/m3[11]。而這兩個國家鉛的標準為0.15 mg/m3。說明銦的毒性不可輕 視。液晶顯示器含有銦,據新華社消息,28歲的黃力(化名)就職於江蘇一家生產手機液晶顯示幕的企業,主要工作是將一些金屬粉噴在液晶螢幕範本上.工作兩 年後,他經常呼吸困難、 喘不過氣來,檢查發現肺部佈滿雪花狀的白色顆粒物.經過半年多時間的醫學循征,呼吸科專家認為,黃力是罕見的銦中毒,他血液裏的 銦是常規的300倍。黃力肺裏的粉塵顆粒無法抽出,所以肺部功能很難恢復,而且還在不斷地自我排出蛋白質。所以每隔一個月就要到醫院進行一次全肺灌洗,否則就可能舊病復發,有生命危險。
環境危害: 對環境有危害,對水體可造成污染。
燃爆危險: 可燃,具刺激性。
(8)銦元素的提取技術
銦的提取工藝以萃取-電解法為主,這也是現今世界上銦生產的主流工藝技術。其原則工藝流程是:含銦原料→富集→化學溶解→淨化→萃取→反萃取→鋅(鋁)置換→海綿銦→電解精煉→精銦。
銦多數與其性質類似的鋅、 鉛、銅和錫等共生,現已發現有自然銦、硫銦鐵礦(FeIn2S4)、硫銦銅礦(CuInS2)、硫銅鋅銦礦[(Cu,Zn,Fe)3(In,Sn)S4] 和羥銦礦[In(OH)3]等5種含銦礦物。銦在硫化礦中的含量最高,閃鋅礦是主要工業來源,銅礦、方鉛礦、黃錫礦與錫石也含有較高的銦,但由於產量極 少,非常分散,不能作為直接生產銦的原料,一般是從鋅、鉛、錫等重金屬冶煉的副產物中回收生產。由於稀散金屬離子在化學性質上有許多相似之處,造成分離、富集、回收上的困難,近年來,隨著銦需求量不斷增加,對於銦的富集、回收進行了很多的研究。
世界上銦產量的90% 來自鉛鋅冶煉廠的副產物。銦的冶煉回收方法主要是從銅、 鉛、鋅的冶煉浮渣、熔渣及陽極泥中通過富集加以回收。根據回收原料的來源及含銦量的差別,應用不同的提取工藝,達到最佳配置和最大收益。常用的工藝技術有氧化造渣、金屬置換、電解富集、酸浸萃取、萃取電解、離子交換、電解精煉等。當前較為廣泛應用的是溶劑萃取法,它是一種高效分離提取工藝。離子交換法用於 銦的回收,還未見工業化的報導。在從較難揮發的錫和銅內分離銦的過程中,銦多數集中在煙道灰和浮渣內。在揮發性的鋅和鎘中分離時,銦則富集於爐渣及濾渣內。
在ISP煉鉛鋅工藝中,精礦中的銦較大部分富集於粗鋅精餾工序產出的粗鉛中,回收富銦粗鉛的銦,一直採用堿煮提銦工藝,存在生產能力小、生產成本高、金屬回收率低等缺點。
為了簡化銦的提取流程,降低生產成本,提高金屬回收率,針對原有的提銦生產工藝,本項目通過條件試驗、迴圈實驗及綜合試驗,研究開發了“富銦粗鉛電 解-鉛電解液萃銦”提取工藝,確定了新工藝的最佳工藝參數。工藝流程為:粗鉛熔化鑄成極板,裝入電解槽通電進行電解,陽極中的銦溶解進入電解液,當銦富集到一定濃度後,抽出電解液進行萃取、反萃,富銦反萃液經pH調節、置換、壓團熔鑄後得到粗銦。
工業生產中提取銦元素的方法
1、從煉鋅副產品中回收銦
日本同和礦業公司以煉鋅中產生的淨液殘渣作為原料,先分離和浸出,脫銅、脫鋁,除去原料中與鎵銦性質相似的重金屬,然後在富集鎵銦的溶液中加入鹽酸,混合攪拌,調整酸度之後,再用醚萃取銦,使它和鎵及其它金屬分離。最後用水反萃出銦,再經置換,熔融和電解。 在每 次電解中需調整電流密度和電解液的酸度,以除去微量的鎘、 錫和鋁等,生產出4 N 以上的金屬銦。此外,銦的選擇性分離法是把鉛、鋅冶煉過程中產生的含有微量的銦煙塵、陽極泥等各種殘渣以及電解排出液作為原料,採用含萃取劑膦酸二(2-乙基己基)酯的有機溶劑,於pH小於1.0的條件下,對含銦及其它金屬的硫酸溶液萃取,然後用鹽酸在30-700C 進行反萃, 從而選擇性分離銦。其萃取銦的效率可高達98%以上。
2、硬鋅真空蒸餾提鋅和富集鍺銦銀
“硬鋅真空蒸餾提鋅和富集鍺銦銀”項目屬於材料學科,冶金技術領域科研項目。硬鋅是粗鋅火法精餾過程中產出的一種中間產物,是由粗鋅中的高沸點物質組成,其主要是以鋅鉛鐵砷為主體並含有鍺銦銀等元素的多元合金。硬鋅的產出率約占粗鋅處理量的4%。由昆明理 工大學中國工程院院士戴永年等人主持研究的“硬鋅真空蒸餾提鋅和富集鍺銦銀”項目獲得了2003年度國家技術發明獎二等獎。
該技術用“真空蒸餾法提鋅和富集鍺銦銀”的新流程及新工藝,並成功地研製了與該工藝流程配套的生產設備,突破了常規的在現有生產技術上進行技術改造 的傳統做法,取得了成功。有關專家評價道,該發明工藝屬國內首創,且安全可靠,操作方便,無“三廢”污染,屬“綠色冶金”新技術,符合國家所宣導的資源綜 合利用的可持續發展戰略,具有新穎性、創造性和實用性。
3、從礦渣中回收金屬銦
從銻、鋅礦渣中回收金屬銦一般採用酸化浸出-萃取法。在其他礦渣中如鐵礬渣、銅渣等也含有稀散金屬銦。冰銅冶煉轉爐吹煉得到的銅渣中銦含量達0.6%~0.95%,具有較大的回收價值。從鐵礬渣中富集、回收銦可採用還原揮發處理和萃取提銦新工藝,將鐵礬渣在高溫下用炭還原,並加入某助劑使銦從渣中揮發出來,形成富銦物料,再進行浸出-萃取-電積,可得到純度為99.99%的高純銦,銦回收率大於80% ,同時解決了鐵礬渣的污染問題。
4、從煙灰中回收金屬銦
冶煉煙灰中主要含有鋅、鉛、銅和鐵等金屬,同時含有少量銦。銦在冶煉煙灰中主要以In2O3,In2S3和 In2(SO4)3等物相存在。從冶煉煙灰中回收銦主要採用酸浸—溶劑萃取法。株洲冶煉集團採用硫酸直接浸出—萃取法從鉛浮渣反射爐煙塵中提取銦,在 200g?L-1硫酸溶液中浸出,銦的浸出率為90%,用P204作萃取劑,適當條件下溶液中銦的萃取率可達85%,用HCl作反萃劑,反萃率在95%以上。在酸浸過程中加入NaCl有利於進一步提高銦的浸出率。對鉛煙灰進行酸化焙燒—水浸,銦浸出率提高到88%以上。在萃取過程中採用P204水準箱萃取 法,銦的萃取率從90%提高到95%。
5、從廢水中回收金屬銦
1)萃取法:在銦的富集與回收中,萃取是重要的方法,萃取劑包括二(2一乙基己基)膦酸(HDEHP、P204),P5708、P507D、P350、PV?HQPF、Cyanex923、TR-PO、TBP和石油亞碸等。
2)離子交換法:萃淋樹脂具有萃取劑流量少,柱負載量高,傳質性能好等優點,廣泛應用於分離工程。
3)液膜法:液膜分離法是一種高效、快速、節能的高新分離技術。以P291為流動載體,L113A為表面活性劑,液體石臘為膜增強劑,煤油為膜溶劑,硫酸和硫酸肼水溶液為內相試劑,用該乳狀液膜體系對銦進行分離富集。
6、從合金中回收金屬銦:以鉛、錫等為主體的多元合金及金屬化合物,含有銦、鍺等有價金屬,可採用堿熔、酸浸的方法回收銦、鍺等有價金屬。如電爐底鉛是以鉛、錫等為主體的多元合金及金屬化合物,往電爐底鉛中加入NaOH,進行堿熔和堿煮,將細浸出渣酸浸,兩段酸浸的銦總浸出率達99%,銦直 收率達84.3%。
中國銦的提取工藝在上世紀90年代初獲得突破,在有色金屬工業快速發展的大背景下,銦的提取工藝普及非常快,特別是銦價高漲之後,銦的綜合回收受到企業的普遍重視,國內科研單位和生產企業針對各種含銦物料的提銦工藝又取得長足進展,因此中國銦產量增長迅速。主要生產廠家工藝特點在於針對不同的含銦原 料採取不同的初步富集方法和溶解技術,再根據介質情況選擇適合的萃取劑。如華錫集團和柳州銦泰科技有限責任公司提銦原料為含銦量大約0.2%的煉鋅鐵釩 渣;葫蘆島鋅廠、韶關華力公司、韶關冶煉廠則是從含銦2%~3%的硬鋅塊中提銦;株洲冶煉廠用置換渣(銦2%~3%)作為提銦原料;柳州鋅品公司從生產立 德粉的浸出渣(含銦0.2%)中提煉。
大漢技術學院環境資源管理系提供銦提取過程如下:
因為銦大部分伴生在各種有色金屬礦中,銦也從此得到初步的富集,但銦的含量較低,存在形態也較複雜,需通過多種方法,多種階段、多道步驟的處理才能提取出銦元素。一般處理銦物料制取精銦,需經過如下5個階段
第一階段:對提銦原料(初步的富集物)進行火法處理,讓銦揮發進入煙塵進一步富集,變成氧化物型態,便於下一步濕法處理,或讓銦改變型態使制得含銦溶解。在第一階段的火法處理中以回轉窯還原揮發法是較常使用,回轉窯還原揮發法(煙化)法即Waeltz法,早在1962 年即在波蘭被首次採用,此法主要用來處理低鋅氧化礦,採礦廢石。
第二階段:用適當溶劑將銦溶解進入溶液。經過焙燒方法處理過的含銦物料,銦往往得以富集,同時銦及各種重金屬已轉變了形態,成為氧化物(還原揮發),或硫酸鹽(硫酸化焙燒),或氯化物(氯化揮發)等型態存在,選用適當的浸出劑來浸出,可以讓他們溶解進入含銦溶液,而脈石成分CaO、MgO、Al2O3 及SiO2 等殘渣留於浸出渣中。浸出過程是提銦流程流程中十分重要的環節。銦物料的浸出,基本是使用無機酸的酸性浸出。最常用的為硫酸和鹽酸。
第三階段:用化學法或溶劑萃取等方法從含銦溶液將銦富集於新液中。在含銦物料浸出時,許多金屬不可避免與銦一起進入浸出液,要使之與主金屬銦分開,一般有兩種方法:一是使銦首先從溶液中析出;另一種是讓其他雜質金屬分別析出,讓銦保留在溶液中。為此而使用的方法有沉澱、置換、電沉積、溶劑萃取、離子交換等多種方法。
第四階段:制取粗銦。多用金屬置換法制得海綿銦,再壓團鎔鑄成粗銦。沉澱過程一般是指在溶液中加入化學試劑使其中某種組成分形成難溶化合物而析出的過程。在銦的提取冶金中,廣泛對含銦溶液使用水解沉澱法,使銦鹽成In(OH)3 形態水解進入沉澱而得以富集,已淨化銦溶液。
第五階段:精製銦。精煉粗銦以制取精銦。德國杜伊斯堡(Duisburg)煉銅廠對含銦的鋅鎘海綿渣硫酸溶液(pH 值2.5)用離子交換法回收銦,使用鈉型弱酸性陽離子交換樹脂進行交換吸附,脫附用鹽酸洗脫樹脂上的銦,得到富集比達80 倍的氯化銦溶液,接著可以方便地用置換法回收海綿銦。
置換法回收海綿銦時,大多用鋁片或鋅片置換銦即可得到海綿銦,在油壓機下壓製成團,將壓製成團的海綿銦在熔融的氫氧化鈉覆蓋下熔融獲得粗銦。經氫氧化鈉覆蓋熔鑄所得的粗銦含銦95~99%,但為了工業上需求,需將銦的純度提高到99.99%的精銦產品,因此需對粗銦進行精煉。
銦的精煉
粗銦的精煉方法有很多種,有電解精煉法、化學法、真空蒸餾法、汞劑法、定向凝固法、區域熔煉法、金屬有機化合物法等。電解是銦精煉最常用的方法,電解前往往需預先脫除與銦相近的金屬鉈和鎘等。為了得到5N、6N 或更高品級之高純度銦,電解作業有可能進行兩次或三次不等。
銦的電解精煉過程是以脫除Tl、Cd 後的粗銦做陽極,純銦作陰極,電解液為In2
(SO4)3、H2SO4 體系或InCl3、HCl 體系。
銦原料市場供應狀況:
分為:粉末,塊料,銦條(銦磚)
粗銦:純度較為低階,純度為95%至99%以下,大部份為粉末
精銦:純度較為高階,純度為99.9%以上至99.999%大部份為銦條
價格差異是以純度做為計價
通常CIGS所要求為99.99%以上銦材料為主
通常ITO所要求為98%以上銦原料為主,純度越高色彩越漂亮,近代流行籃光面板就是使用純度較高99.9%以上原料
價格差異是以純度做為計價
粗銦:純度較為低階,價格約每公斤50美元至1000美元之間
精銦:純度較為高階,價格約每公斤2000美元至5000美元之間
以2001年第一光電科技股份有限公司6N銦磚供應參考價每公斤在15萬美元至25萬美元
以2004年第一光電科技股份有限公司6N銦磚供應參考價每公斤在25萬美元至30萬美元
以2007年第一光電科技股份有限公司5N銦磚供應參考價每公斤在5萬美元至10萬美元
以2009年第一光電科技股份有限公司4N銦磚供應參考價每公斤在1萬美元至2萬美元
以2011年第一光電科技股份有限公司4N銦磚供應參考價每公斤在1500美元至3000美元
由於全球產量固定不多,市場需求日增越趨缺貨,高科技工業應用越來越廣,
以上分析得到市場銦原料純度需求越來越低,因為市場使用量越來越大,這是在於工業運用上壓低成本方式造成,這就像飾金黃金市場一樣金價高漲時市場需求轉旺飾金純度越來越低一樣道理o
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