铟元素|铟元素化学符号|铟元素符号化学元素解释:概述铟(英文:indium),元素符号In,原子序数49,原子量114.82,属周期系ⅢA族。
铟是一种柔软的银灰色金属,带有光泽。
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。
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。
铟-115是最常见的铟同位素,带有微弱的放射性。
发现及用途1863年F.赖希和H.T.里希特为了寻找铊而研究闪锌矿,用处理矿物所得的硫化物进行光谱分析,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。
铟可用作低熔点合金、半导体、整流器、热敏电阻等。
含24%铟及76%镓的合金,在室温下是液体。
铟是电子、电信、光电产业不可或缺的关键原材料之一,70%的铟用于制造液晶显示产品,在电子、电信、光电、国防、通讯等领域具有广泛用途,极具战略地位。
铟产业被称为信息时代的朝阳产业。
存在铟在地壳中的含量为1 10-5%,它虽然也有独立矿物,硫铟铜矿(CuInS2)、硫铟铁矿(FeInS4)、水铟矿[In(OH)3],但量极少,绝大部分铟都分散在其他矿物中,主要是含硫的铅、锌矿物,闪锌矿中铟的含量为0.0001%~0.1%,铅锌冶炼厂和锡冶炼厂都能回收铟。
资源分布铟是非常稀少的金属,全世界铟的地质含量仅为1.6万吨,为黄金地质储量的1/6。
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。
铟矿物多伴生在有色金属硫化矿物中,特别是硫化锌矿,其次是方铅矿、氧化铅矿、锡矿、硫化铜矿和硫化锑矿等。
虽然在一些有色金属精矿中铟得到初步富集,但由于铟品位低,一般不可直接作为提铟原料。
而上述有色金属精矿经过冶炼或高炉炼铁后得到的粗锌、粗铅、炉渣、浸出渣、溶液、烟尘、合金、阳极泥等是提铟的主要原料。
中国拥有世界上最大的铟储量,也是全球最大的铟生产国和出口国,产量占世界铟总产量的30%以上。
2006年,中国精铟产量近6吨,原生铟供应量占全球的60%以上。
日本是世界上最大的铟消费国,每年铟需求量占世界铟年产量的70%以上,绝大部分从中国进口。
综合性质物理性质颜色和状态:银白色金属声音在其中的传播速率(m/S):1215密度:7.31克/厘米3熔点:156.61℃沸点:2080℃莫氏硬度:1.2电离能(kJ /mol) :5.786电子伏特M - M+ 558.3M+ - M2+ 1820.6M2+ - M3+ 2704M3+ - M4+ 5200M4+ - M5+ 7400M5+ - M6+ 9500M6+ - M7+ 11700M7+ - M8+ 13900M8+ - M9+ 17200M9+ - M10+ 19700其它:稀散元素之一,有延展性,比铝软。
化学性质元素原子量:114.8元素类型:金属原子体积(立方厘米/摩尔):15.7原子序数:49元素符号:In相对原子质量:114.8核内质子数:49核外电子数:49核电荷数:49氧化态:主要:In+3其它:In+1, In+2质子质量:8.1977E-26质子相对质量:49.343所属周期:5所属族数:IIIA摩尔质量:115g/mol外围电子排布:5s2 5p1核外电子排布:2,8,18,18,3 晶体结构:晶胞为四方晶胞。
晶胞参数:a = 325.23 pmb = 325.23 pmc = 494.61 pm= 90= 90= 90原子半径:2其它:易溶于酸或碱;不能分解水;在空气中很稳定;燃烧时会发生鲜紫色的火焰。
特性其一: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。
熔点156.61 C,沸点2080 C,密度7.3克/厘米延展性好,比铅还软。
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。
发现1863年,德国的赖希和李希特,用光谱法研究闪锌矿,发现有新元素,即铟。
铊被发现和取得后,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。
他在1863年开始在夫赖堡希曼尔斯夫斯特(Himmelsf st)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、铜和少量的锡、镉等。
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,位置和铯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。
铟- 用途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: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。
肝血池扫描用铟输铁蛋白。
产地中国是世界上铟锭主要生产地,此外全球还有美国、加拿大及日本等国生产。
我国的铟分布在铅锌矿床和铜多金属矿床中,保有储量为13014t,分布15 个省区,主要集中在云南(占全国铟总储量的40%)、广西(31.4%)、内蒙古(8.2%)、青海(7.8%)、广东(7%)。
尚未发现铟的单独矿床,它以微量伴生在锌、锡等矿物中。
当其含量达十万分之几,就有工业生产价值,目前主要是从闪锌矿中提取。
另外,从锌、铅和锡生产的废渣、烟尘中也可回收铟。
危险性重金属,有轻微毒性。
健康危害:铟比铅还毒。
美国和英国已公布了铟的职业接触限值均为0.1 mg/m3[11]。
而这两个国家铅的标准为0.15 mg/m3。
说明铟的毒性不可轻视。
液晶显示器含有铟,据新华社消息,28岁的黄力(化名)就职于江苏一家生产手机液晶显示屏的企业,主要工作是将一些金属粉喷在液晶屏幕模板上.工作两年后,他经常呼吸困难、喘不过气来,检查发现肺部布满雪花状的白色颗粒物.经过半年多时间的医学循征,呼吸科专家认为,黄力是罕见的铟中毒,他血液里的铟是常规的300倍。
黄力肺里的粉尘颗粒无法抽出,所以肺部功能很难恢复,而且还在不断地自我排出蛋白质。
所以每隔一个月就要到医院进行一次全肺灌洗,否则就可能旧病复发,有生命危险。
环境危害:对环境有危害,对水体可造成污染。
燃爆危险:可燃,具刺激性。
提取工艺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。
铟多数与其性质类似的锌、铅、铜和锡等共生,现已发现有自然铟、硫铟铁矿(FeIn2S4)、硫铟铜矿(CuInS2)、硫铜锌铟矿[(Cu,Zn,Fe)3(In,Sn)S4]和羟铟矿[In(OH)3]等5种含铟矿物。
铟在硫化矿中的含量最高,闪锌矿是主要工业来源,铜矿、方铅矿、黄锡矿与锡石也含有较高的铟,但由于产量极少,非常分散,不能作为直接生产铟的原料,一般是从锌、铅、锡等重金属冶炼的副产物中回收生产。
由于稀散金属离子在化学性质上有许多相似之处,造成分离、富集、回收上的困难,近年来,随着铟需求量不断增加,对于铟的富集、回收进行了很多的研究。
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。