铟

化学元素

铟，是一种金属元素，元素符号为In，原子序数为49，位于元素周期表第五周期IIIA族（硼族元素）。其单质是一种银白色并略带淡蓝色的金属，质地非常软，能用指甲刻痕。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。

研究简史

在自然界中未曾发现过游离态的铟单质，1863年，德国的赖希和李希特，用光谱法研究闪锌矿，发现新的元素，即铟。

铊被发现和取得后，德国弗赖贝格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。于是他在1863年开始在夫赖堡希曼尔斯夫斯特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。

矿藏分布

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。

已知铟矿物有硫铟铜矿（CuInS2）、硫铟铁矿（FeInS4）和水铟矿等。铟主要呈类质同象存在于铁闪锌矿、赤铁矿、方铅矿以及其他多金属硫化物矿石中。此外，锡石、黑钨矿、普通角闪石中也含铟。工业上，铟的主要来源为闪锌矿（含铟0.0001～0.1%），在铅锌矿冶炼过程中作为副产品回收，锡冶炼也回收铟。

铟属于稀散金属，是稀缺资源。全球预估铟储量仅5万吨，其中可开采的占50%。由于未发现独立铟矿，工业通过提纯废锌、废锡的方法生产金属铟，回收率约为50-60%，这样，真正能得到的铟只有1.5-1.6万吨。

物理性质

铟类似于铂，是一种软的、带有蓝色色调的银白色金属，它有很好的延展性和可塑性，具有面心四方晶体结构，它比铅还软，用指甲可划痕，它与其他金属摩擦时能附着上去，甚至在液态氮温度下还能保持软性，它又类似于锡，当纯铟棒弯曲时能发出一种高音的“叫声”。铟是唯一具有四方结构而又有7%偏离于面心立方结构的金属，因此，通过机械的孪晶的生成可使其变形而不显示面心立方结构，所以它具有可塑的性质。强可塑性是铟的最值得注意的特征，由于它不易硬化，所以它的延伸率反常的低，它能无限制地受压变形。铟比锌或镉的挥发性小，但在氢气或真空中加热能够升华，熔化的铟像镓一样能浸润干净的玻璃。

铟金属可提高二硼化镁超导临界电流密度

在超导体二硼化镁里添加铟金属粉末，大大提高了二硼化镁超导临界电流密度，向实用化又前进了一步。通过超导体的电流密度在超过某一数值时，超导体就失去了超导性，这一数值就是超导临界电流密度。它是衡量超导体性能的一个重要指标。向二硼化镁里添加铟金属粉末，在2000摄氏度下热处理后加工成为电线，其超导临界电流密度比不添加铟提高了4倍，达到每平方厘米10万安培。这是铟金属渗透到二硼化镁的晶粒之间，从而改善了它的结合性。

化学性质

铟有一些化学性质与锌和铁相似，而其他的化学性质则与锡和铝相似。铟有1，2和3三种氧化态，三价最常见，三价的在水溶液中是稳定的，而一价化合物受热通常发生歧化。铟是在空气中相当稳定的最软固态金属之一。在通常温度下，金属铟不被空气氧化，但在强热下它燃烧并伴随着无光的蓝红色火焰生成氧化铟(III)，金属铟表面容易纯化，一旦暴露于大气,，就出现类似于铝表面的薄膜，薄膜坚韧但易溶于盐酸，当温度升至稍高于它的熔点时，金属表面保持光亮；在高温下表面形成氧化物。

从常温到熔点之间，铟在空气中的氧作用缓慢，表面形成极薄的氧化铟膜（In2O3），温度更高时，与活泼非金属作用。大块金属铟不与沸水和碱溶液反应，但粉末状的铟可与水缓慢地作用，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（尤其是铁，粘有铁的铟会显著地被氧化）。铟的主要氧化态为+1和+3，主要化合物有In2O3、In(OH)3、InCl3，与卤素化合时，能分别形成一卤化物和三卤化物。加热时，铟能与卤素、硫、磷以及砷、锑、硒、碲反应。它与氢和氮反应分别生成氢化物和氮化物，铟能与汞形成汞齐，铟与大多数的金属生成合金并伴随着明显的硬化效应。铟在它的化合物中能形成共价键，这种性质能影响它的电化学行为，某些铟盐溶液有低的导电性，这表明了它们的非离子键的特性。铟的电极反应需要中等高的活化能，使用一种可以发生可逆电极反应的缔合电解质能够电解加工铟，使用氰化物、硫酸盐、氟硼酸盐和氨基磺酸盐容易电镀铟。

制备方法

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。

分离提取铟的几种新技术：这些新技术使用的主要分离材料包括液膜、螯合树脂、浸渍树脂和微胶囊。在合适的条件下,运用这些技术可对铟进行有效地分离回收。这些新技术为分离回收铟提供了新的选择。

应用领域

铟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。

医学上，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。肝血池扫描用铟输送铁蛋白。

镓和铟合金合成液态金属，形成一种固溶合金，在室温下就可以成为液态，表面张力为每米500毫牛顿。这意味着，在不受外力情况下，当这种合金被放在平坦桌面上时会保持一个几乎完美的圆球不变。当通过少量电流刺激后，球体表面张力会降低，金属会在桌面上伸展。如果电荷从负转正，液态金属就会重新成为球状。更改电压大小还可以调整金属表面张力和金属块粘度，从而令其变为不同结构。这项研究还可以用于帮助修复人类切断的神经，以避免长期残疾。研究人员宣称，该突破有助于建造更好的电路、自我修复式结构。

计算化学数据

数据：

1.疏水参数计算参考值（XlogP）:无

2.氢键供体数量:0

3.氢键受体数量:0

4.可旋转化学键数量:0

5.互变异构体数量:无

6.拓扑分子极性表面积0

7.重原子数量:1

8.表面电荷:0

9.复杂度:0

10.同位素原子数量:0