金屬銦的提純方法之真空蒸餾

1863年，德國礦物學家Ferdinand Reich在研究閃鋅礦（ZnS）時，發現一種草***的沉淀物，后在光譜分析時，發現了一條燦爛的紫羅蘭色線條，最終參考拉丁詞匯indicum（紫羅蘭）命名該金屬為indium（銦）。但長期以來，金屬銦并未受到人們的重視，直到20世紀30年代，金屬銦才被應用于工業生產當中（銦被電鍍于航空發動機軸承表面）。在二次世界大戰中，銦被廣泛應用于航空發動機齒輪表層，此后金屬銦越來越受到人們的廣泛關注，應用領域不斷擴大，需求量持續增長，成為高科技領域不可或缺的有色金屬元素之一。2003年以來，每年以5%-10%的需求速度增長，2008年以后，由于世界各國加強對資源的保護，銦的供應量逐漸減少。

金屬銦錠

銦在地殼中的豐富度為4.0×10-8，通常認為銦以分散狀態存在于其他元素組成的礦物中，如：硫銦銅礦（CuInS2）、硫銦鐵礦（FeInS4）等，但量極少。銦的富礦床是含錫硫化合物礦床和富錫的鉛鋅礦床。

一、 銦的性質

金屬銦(In)屬于IIIA族金屬元素，原子數為49，相對原子量為114.8，熔點156.61℃，沸點2060℃，相對密度***g/cm3。金屬銦顯銀白略帶淡藍色，光澤亮麗，在彎曲時會發出鳴音。具有低熔點、高沸點、優良的熱傳導性和良好的延展性。它是面心四方晶體結構，是***具有四方結構而又有7%偏離于面心立方結構的金屬，從而使其具有良好的可塑性。它在冷加工時不產生加工硬化現象，可壓成極薄的銦箔。

銦有一價、二價和三價三種氧化態，其中三價最為常見。三價的銦在水溶液中是穩定的，而一價化合物受熱通常會發生歧化反應。銦在空氣中相當穩定，是最軟固體金屬之一。在常溫下，銦不易被空氣氧化。但在強熱下，它燃燒并生成氧化銦。金屬銦表面易鈍化，一旦暴露在大氣中，就出現類似于鋁表面的薄膜。

二、 銦的用途

金屬銦被廣泛應用于宇航、無線電和電子工業、醫療、國防、***、新能源等領域，如圖2所示，銦的應用主要分為以下幾類：

（1）ITO靶材領域

銦錫氧化物（ITO-indium tin oxide）是金屬銦的主要用途，其用量占到世界銦消耗量的70%。ITO是由純度99.99%（4N）的In2O3和SnO2按照質量比9:1構成。ITO薄膜具有透光和導電兩個功能，長作為透明導電薄膜。在電學領域作為透明電極，應用在液晶顯示（LCD）、電子發光器（ELD）等平面顯示器，太陽能電池，液晶等領域。當前液晶顯示器的高速增長，使得透明電極用ITO需求量迅速增長，成為銦的***應用領域。

金屬銦的應用領域占比

（2）在半導體領域

銦具有沸點高、低電阻和抗腐蝕等特性，在半導體領域也應用廣泛。銦的半導體化合物廣泛應用于光通信及紅外儀器領域，如CaInP用作發光原件，InAs及InAsP用作霍爾原件，Inb用作大功率激光器，InS作為紅外探測器等，如紅外巡航導彈、紅外夜視裝置都裝備有Inb制作的紅外探測器。

（3）在焊接和合金領域

許多合金在加入銦后，可以提高合金的強度、提高其延展性、抗磨損失和抗腐蝕性能等，從而銦被稱作為“合金的維生素”這樣的美名。銦基合金具有耐磨、耐腐及熱力學性能良好的特點，可用作監測輻射儀及紅外儀器的涂層等。銦是軟釬料，能滲透到另外金屬的表層，可作為低壓負荷的冷焊劑。含銦合金可浸潤玻璃、陶瓷等，可在危險和有害的環境中作為焊劑金屬與非金屬的焊接劑。

三、 銦的提純主要方法

通常將5N銦稱為高純銦，6N-9N銦稱為超高純銦，他們的形態可以是絲、箔、粉、條、棒等。國內精銦的生產普遍采用預先鈍化-電解精煉聯合法，此方法可以得到純度為4N的精銦。但方法存在以下缺點:(1)銦的化學損失較大，在鈍化過程生產一些銦的化合物，損失在3%-5%；(2)生產周期長，二次精煉一般需要14天，不利于企業生產；(3)銦的電解影響因素較多，如電解過程溫度控制問題，一般不超過40度，也不能低于20度； (4)殘極率較高。

   針對預先鈍化-點解精煉聯合法存在的一些不足，研究人員采用了升華法、真空蒸餾法、離子交換法、萃取法、定向凝固法、區域熔煉法等提純法對粗銦進行提純。以上幾種方法各有優缺點，從經濟性和環保性角度出發，科研人員采用了新的聯合法制備高純銦，即結合真空蒸餾和區域熔煉的優點，以粗銦為原料，采用真空蒸餾對粗銦進行提純，然后采用區域熔煉方法對金屬銦進行二次提純，運用兩種物理提純方法，在不改變金屬銦的形態下，實現短流程、低成本、高效率的制備高純銦。

 目前我河南酷斯特儀器科技公司制備的銦金屬真空蒸餾爐，采用4N的的銦可實現6-8n銦的直接蒸餾提純，減少了區熔的步驟，減少了設備的投入，提高了效率。根據客戶實驗和生產需求我們推出了1~200kg不同型號的爐子供應，結構類型一致，工藝簡單可靠，可直接量化生產。