銦(元素符號)

銦是銀白色並略帶淡藍色的金屬 ，質地非常軟，能用指甲刻痕。銦的可塑性強，有延展性，可壓成片。金屬銦主要用於製造低熔合金、軸承合金、半導體、電光源等的原料。

銦無毒，但應避免與皮膚接觸和食入。

基本介紹

• 中文名：銦
• 外文名：Indium
• 元素符號：In
• 原子量：114.818
• CAS號：231-180-0
• 發現人：里希特

發現簡史

在自然界中未曾發現過游離態的銦單質，1863年，德國的賴希和李希特，用光譜法研究閃鋅礦，發現新的元素，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。於是他在1863年開始在夫賴堡希曼爾斯夫斯特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。

銦

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。

礦藏分布

銦在地殼中的分布量比較小，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。

已知銦礦物有硫銦銅礦（CuInS₂）、硫銦鐵礦（FeInS₄）和水銦礦等。銦主要呈類質同象存在於鐵閃鋅礦、赤鐵礦、方鉛礦以及其他多金屬硫化物礦石中。此外，錫石、黑鎢礦、普通角閃石中也含銦。工業上，銦的主要來源為閃鋅礦（含銦0.0001～0.1%），在鉛鋅礦冶煉過程中作為副產品回收，錫冶煉也回收銦。

銦屬於稀散金屬，是稀缺資源。全球預估銦儲量僅5萬噸，其中可開採的占50%。由於未發現獨立銦礦，工業通過提純廢鋅、廢錫的方法生產金屬銦，回收率約為50-60%，這樣，真正能得到的銦只有1.5-1.6萬噸。

物理性質

銦是一種銀灰色，質地極軟的易熔金屬。熔點156.61℃。沸點2060℃。相對密度d7.30。液態銦能浸潤玻璃，並且會粘附在接觸過的表面上留下黑色的痕跡。

銦有微弱的放射性，天然銦有兩種主要同位素，其一為In-113為穩定核素，In-115為β^- 衰變。因此，在使用中儘可能避免直接接觸。

銦金屬可提高二硼化鎂超導臨界電流密度：

在超導體二硼化鎂里添加銦金屬粉末，大大提高了二硼化鎂超導臨界電流密度，向實用化又前進了一步。通過超導體的電流密度在超過某一數值時，超導體就失去了超導性，這一數值就是超導臨界電流密度。它是衡量超導體性能的一個重要指標。向二硼化鎂里添加銦金屬粉末，在2000攝氏度下熱處理後加工成為電線，其超導臨界電流密度比不添加銦提高了4倍，達到每平方厘米10萬安培。這是銦金屬滲透在二硼化鎂的晶粒之間，從而改善了它的結合性。

同位素	豐度	半衰期	衰變放射	能量	放射活性
In-113	4.3%	——	——	——	——
In-115	95.7%	4.41×10^14a	β^-	0.495MeV	0.261 Bq/g

化學性質

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（In₂O₃），溫度更高時，與活潑非金屬作用。大塊金屬銦不與沸水和鹼溶液反應，但粉末狀的銦可與水緩慢的作用，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（尤其是鐵，粘有鐵的銦會顯著的被氧化）。銦的主要氧化態為+1和+3，主要化合物有In₂O₃、In(OH)₃、InCl₃，與鹵素化合時，能分別形成一鹵化物和三鹵化物。

銦的配位聚合物：

1. In(Ⅲ)與剛性的二羧酸（1,3-間苯二甲酸和1,4-萘二酸），在不同的溶劑中得到了四個化合物[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鏈狀結構，化合物2是2D層狀結構，它們分別通過π-π相互作用最終形成了3D超分子結構。化合物3和4都是無限的3D網路結構，雖然用的是同一羧酸配體，但是由於所用溶劑的不同，化合物3形成的是SrAl₂拓撲結構，而化合物4形成的是2-重穿插的dia拓撲結構。化合物1-4的合成，充分證明了溶劑在配位聚合物的合成過程中起到的重要作用。

2. In(Ⅲ)與柔性的二羧酸（1,4-苯二乙酸，反式-1,4-環己二酸和4,4’-二苯醚二甲酸），在不同的溶劑熱條件下，得到了三個化合物(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+)與cis-1,4-pda~(2-)形成的1D非共面的雙鏈結構，化合物6和7則都是由–In-OH-In-OH–棒狀次級結構基元形成的無限的3D網路結構。化合物5-7的合成主要是考察了柔性不同的二羧酸配體對產物結構的影響。

3. In(Ⅲ)與旋光性的D-樟腦酸（D-H_2Cam），在溶劑熱的條件下合成了一個3D具有單一手性結構的銦配位聚合物InH(D-C_(10)H_(14)O_4)_2(8)。經拓撲分析可得，化合物8具有dia拓撲結構。 4. In(Ⅲ)與含氮雜環羧酸（2-吡啶羧酸和2,3-吡嗪二羧酸），在溶劑熱條件下合成了兩個化合物In_2(OH)_2(2-PDC)_4(9)和HIn(2,3-PDC)_2(10)。其中化合物9是由雙核分子In_2(OH)_2(2-PDC)_4通過π-π相互作用形成的1D波浪形的鏈狀結構；化合物10形成的是3D的nbo拓撲結構。

套用領域

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。

醫學上，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。肝血池掃描用銦輸送鐵蛋白。

鎵和銦合金合成液態金屬，形成一種固溶合金，在室溫下就可以成為液態，表面張力為每米500毫牛頓。這意味著，在不受外力情況下，當這種合金被放在平坦桌面上時會保持一個幾乎完美的圓球不變。當通過少量電流刺激後，球體表面張力會降低，金屬會在桌面上伸展。如果電荷從負轉正，液態金屬就會重新成為球狀。更改電壓大小還可以調整金屬表面張力和金屬塊粘度，從而令其變為不同結構。這項研究還可以用於幫助修復人類切斷的神經，以避免長期殘疾。研究人員宣稱，該突破有助於建造更好的電路、自我修複式結構。

製備工藝

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。

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，套用不同的提取工藝，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。當前較為廣泛套用的是溶劑萃取法，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，一直採用鹼煮提銦工藝，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、循環實驗及綜合試驗，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。

分離提取銦的幾種新技術：這些新技術使用的主要分離材料包括液膜、螯合樹脂、浸漬樹脂和微膠囊。在合適的條件下,運用這些技術可對銦進行有效地分離回收。這些新技術為分離回收銦提供了新的選擇。