什么是铟?

[拼音]：yin

[外文]：indium

元素符号In，银白色金属，在元素周期表中属ⅢA族，原子序数49，原子量114.82，面心四方晶体。常见化合价为+3。

1863年德国人赖希（F．Reich）和里希特（H．T．Richter）在研究闪锌矿样品时，用光谱分析含氧化锌的溶液，发现一条鲜蓝色新谱线，随后分离出一种新的金属，根据谱线颜色，按拉丁文indium（蓝色）命名。

铟是稀有元素，铟矿物主要有：硫铟铜矿(CuInS2)、硫铟铁矿(FeInS4)和水铟矿[In(OH)3]，但均分散于其他矿物中。含硫的铅、锌矿物中常见铟，反映了铟的亲硫性。其他矿物如锡石、黑钨矿以及普通闪角石中也含铟。铟的主要来源是闪锌矿，铟含量多为0.0001～0.1%（有时达1％）。在进行综合冶炼时，原料中铟的含量达0.002％，一般就有工业价值。铟是铅锌冶炼厂的副产品，锡冶炼厂也回收铟。

1978年和1979年世界精炼铟的产量分别为1.43×106和1.36×106金衡盎司（1金衡盎司=31.1035克）。美国是世界产铟和消费铟最多的国家。其他产铟国家有日本、苏联、加拿大、秘鲁和英国等。1979年美国金属铟的平均价格为12.79美元／金衡盎司。

铟的化学性质与铁相似。常温下纯铟不被空气或硫氧化，温度超过熔点时，可迅速与氧和硫化合。铟的可塑性强，有延展性，可压成极薄的铟片；很软，能用指甲刻痕。

纯度为 99.97％的铟是制作高速航空发动机银铅铟轴承的材料。易熔合金如伍德合金中，每加1％的铟，可降低熔点1.45℃；当加至19.1％时，熔点可降到47℃。铟与锡的合金（各50％)可作真空密封材料;能使玻璃与玻璃或玻璃与金属相粘接。金、钯、银、铜与铟的合金常用来制作假牙和装饰品。

铟是锗晶体管中的掺杂元素，在pnp锗晶体管生产中使用铟的数量最大。铟化合物半导体材料有：锑化铟可用作红外线检波器的材料；磷化铟可以制作微波振荡器。研究中的光纤维通信中InGaAsP/InP异质结激光器，也是铟的新用途。

在竖罐炼锌过程中的焦结炉烧结时，焙砂中的铟约有50％以上进入烟尘。这是在焦结温度850～930℃时低价铟化合物（In2O，InO）有很高的蒸气压的缘故。在竖罐蒸馏炉中还原团矿时，10％以上的铟被蒸馏出来进入粗锌。如在精馏塔中精炼粗锌，则铟和铅一起富集在铅塔中，可在以后炼铅过程中回收铟（见锌）。

近年来湿法冶金炼锌发展迅速，绝大部分的铟是从湿法炼锌的浸出渣中回收的。加拿大的工厂把浸出渣送往铅鼓风炉与铅精矿一起熔炼，50％以上的铟进入炉渣。炉渣再在烟化炉中处理，铟和铅、锌一起挥发进入烟尘中，然后将捕集的烟尘再浸出，浸出渣再返回铅鼓风炉。铟在生产过程中循环富集，最后集中在粗铅中。铅在电解精炼前须经除铜和吹炼，吹炼浮渣中含铟量约占铅中总含铟量的90％。浮渣、熔剂和炭在反射炉中熔炼，铟主要富集在炉渣中，含量达到2.5～3％。这种炉渣中的铜大部分可用浮选法分离。浮选尾矿在回转窑烧结后，和石灰、焦炭混合，以电弧炉还原熔炼，可得含铟4.6％的 Pb-Sn-Sb-In合金。少部分氧化铟挥发富集在烟尘中，因此熔炼过程中铟的回收率约为65％。将上述合金制成阳极，进行电解精炼，用硅氟酸和硅氟酸铅作电解液，阴极上生成铅锡合金（铅90％，锡10％），而铟和锑则呈稳定的锑化铟形态留于阳极泥中，含铟约33％。将阳极泥与硫酸混合后在300℃进行焙烧，用水浸出铟，溶液过滤后调整pH为1，加入氯化钠，用铟板从溶液中置换出铜；在pH=1.5时，用铝板或锌板置换沉淀铟。将得到的海绵铟洗净，压块熔化作为阳极（99.5％铟），进行电解精炼。粗铟阳极放在布袋中，以防止细粒杂质铅、锡和铜的污染。电解铟的纯度为 99.97％，其中主要杂质为镉(0.002％)。

现代湿法炼锌流程，采用高温高酸处理中性浸出渣的方法，可使大部分金属进入溶液。在用黄钠铁矾法沉淀铁时，铟集中于沉淀物中。沉淀物用稀酸浸出，可进一步用溶剂萃取回收。

可用电解法制取。但由于镉、铊的氧化还原电势和铟接近，用电解法不能除去，而镉是铟中主要杂质，所以在电解之前需进行除镉。工业上除镉有蒸馏法、溶齐萃取法和在甘油碘化钾溶液中加碘去镉等方法。铟电解在陶瓷容器内进行，电解液为氯化铟和氯化钠的水溶液。电解液中加氯化钠，可减少溶液的电阻。溶液需保持微酸性(pH=2)，以免铟水解。阴极铟清洗后在高纯石墨坩埚中铸锭，纯度为99.9999％。

制造化合物半导体材料如磷化铟、锑化铟等需使用99.9999％以上的高纯铟。制取这种高纯铟，需强化提纯手段如直拉单晶法提纯，并切去单晶头尾和使用更高纯的试剂等（见超纯金属）。

参考书目

C.A.Hampel ed.，Rare metals Handbook， 2nd ed.，Reinhold，New York，1961.