铟的性质及分析方法综述

1.铟的基本性质

表1：铟的基本性质

元素符号	In
原子系数	49
相对原子质量	114.818 g/mol
颜	铟是银白并略带淡蓝的金属
熔点	156.61℃
沸点	2080 ℃
密度	7.30 g/cm3,
导电性	比铜的五分之四的导电性低
机械性能	铟的可塑性强，有延展性，可压成片。金属铟主要用于制造低熔合金、轴承合金、半导体、电光源等的原料。
同位素	In113、In115
金属稳定性	金属铟能在空气中燃烧，性质酷似铝。
所属族系	位于第五周期第Ⅲ主族。
化学活性	铟的化学性质与铁近似，原子半径与镉、汞、锡近似。铟和锌、铁常在一起形成类质同象物。铟在空气中是稳定的，加热到熔点以上是，即氧化成In2O3,致密铟在沸水及一些碱溶液实际上不受腐蚀。铟粉级海绵铟在水中，当有氧存在时会氧化成氧化铟。铟可以溶于各种浓度的硫酸、盐酸及硝酸等无机酸内，而随着铟的纯度增加，它与空气及与酸作用的速度大大地降低，与酸作用时，随着酸度的加大及加热则溶解加快。
化合价	铟可形成一价、二价、三价的化合物。不过,只有三价化合物是稳定的,并最具代表性,在水溶液中,则只存在三价的铟化合物。
氧化物	铟的主要化合物有In2O3、InO、In2O。In2O3是黄不溶于水的物质，当铟在空气中氧化或In(OH)3焙烧即得In2O3。在750～800℃下的In2O3不溶于酸，而未In2O3煅烧过的能溶于酸，但不溶于碱，当加热到850℃是它能分解生成In3O4低温水浴。InO是灰的，In2O是黑的，在空气中加热很易氧化，和水或酸作用会发生歧化反应。
卤化物	三氯化铟（InCl3）是无易挥发的化合物，氧化铟和金属铟在盐酸中溶解后，皆可获得氯化铟溶液，三氯化铟在空气中不会冒烟，当加热到498℃时，其蒸气压达到一个大气压，在加压情况下，586℃时即熔化，将三氯化铟在空气中加热会与氧作用生成氯氧化铟(InOCl)。不存在低价的氟化合物，三价铟的卤化物皆易溶于水。
硫化物	铟和硫可生成硫化物，如将硫化氢通入中性或弱酸性（醋酸）铟盐溶液中，就会析出黄的硫化铟(In2S3)沉淀。将沉淀与硫酸煮沸，这个硫化物就会逐渐变成更稳定的红变体。自0.03～0.05N盐酸溶液中，沉淀硫化铟。可使铟与铁、铝、镓等元素分离。
盐类	硫酸铟[In(SO4)3]可用硫酸中和氢氧化铟或碳酸铟，或In2O3将或金属溶解于热的硫酸制成，在中性溶液中结晶析出，五水化合物In2(SO4)3·5H2O，在100～120℃时慢慢脱水而成为无水盐。硫酸铟为白为固体，能溶解于水。随着硫酸浓度和温度的不同，自酸溶液中，可析出In2(SO4)3·10H2O、In2(SO4)3·6H2O或酸式盐In2(SO4)3·5H2SO4·7H2O
资源情况	铟在地壳中的丰度为0.1×10-6，，且没有独立的矿床，多伴生在锌、铅、铝等矿中，主要富集于硫化矿，特别是闪锌矿内。世界铟探明储量中约17.7%集中分布在美国，18.4%分布在加拿大，日本和秘鲁各占约4%。中国铟储量居世界第一，约占世界50%左右，主要分布在铅锌矿床和铜多金属矿床中，保有储量为 13014 t，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%)。云南是我国目前探明铟伴生矿资源储藏最丰富的地区。
冶炼制备	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。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。在从较难挥发的锡和铜内分离铟的过程中，铟多数集中在烟道灰和浮渣内。在挥发性的锌和镉中分离时，铟则富集于炉渣及滤渣内。在ISP炼铅锌工艺中，精矿中的铟较大部分富集于粗锌精馏工序产出的粗铅中，回收富铟粗铅的铟，一直采用碱煮提铟工艺，存在生产能力小、生产成本高、金属回收率低等缺点。为了简化铟的提取流程，降低生产成本，提高金属回收率，针对原有的提铟生产工艺，本项目通过条件试验、循环实验及综合试验，研究开发了“富铟粗铅电解－铅电解液萃铟”提取工艺，确定了新工艺的最佳工艺参数。工艺流程为：粗铅熔化铸成极板，装入电解槽通电进行电解，阳极中的铟溶解进入电解液，当铟富集到一定浓度后，抽出电解液进行萃取、反萃，富铟反萃液经pH调节、置换、压团熔铸后得到粗铟。

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