铟及其化合物中毒与防治
上QQ阅读APP看书,第一时间看更新

第一章 概  述

自从1860年德国化学家本生(K.W.Bunsen)和物理学家克希荷夫(G.R.Kirchooff)创建了灵敏度高的光谱分析,一些在地壳中含量极少而化学分析法无法发现的元素,如铯、铷、铊和铟等陆续被发现出来。
在呈绿色谱线的铊于1862年被发现后,德国物理学家赖赫(F.Reich)于1863年在从一种硫化锌矿中提炼铊的试验时,得到一种草绿色沉淀物,他认为这是一种新元素的硫化物,他和助手李希特(H.T.Richter)进行了光谱分析试验。他们把样品置于本生灯中加热时观察到一条明亮的靛蓝色谱线,其位置和铯的两条蓝色明线不相吻合,确定是一种新元素,并从它的特征谱线出发,以希腊文 “靛蓝”(indikon)一词命名它为indium(铟)。赖赫与李希特两人随后分离出了铟的氯化物和氢氧化物,利用吹管在炭上还原出金属铟,并于1867年在法国展出。
由于铟的化学性质与锌和镉十分相似,一直认为它是二价的金属,所以门捷列夫曾一度无法找到铟在元素周期表中的确切位置。直到1870年测定了铟的热容之后,问题才终于明朗,即铟是三价的金属,应当放在周期表的ⅢA族里。
铟在地壳中的分布量小且很分散,迄今未发现它的富矿,只是在锌、铅等金属矿中作为杂质存在,因此把铟与类似特征的镓、铊、锗、硒、碲、铼等元素一起划入稀散金属。这一组元素之所以被称为稀散金属,一是因为它们之间的物理及化学性质等相似;二是由于它们常以类质同象的形式存在于有关的矿物当中,难以形成独立的具有单独开采价值的稀散金属矿床;三是它们在地壳中的平均含量较低,以稀少分散状态伴生在其他矿物之中,只能随开采主金属矿床时在选冶中加以综合回收和利用。
长期以来,铟并未受到人们的重视,一直被视为 “实验室里的金属”。铟的工业生产始于1932年,到20世纪30年代中期,已有人将铟的工业应用申报发明专利。1933年,首次出现商业应用,有人将铟添加进某种合金之中。首次大批量应用铟则是第二次世界大战时期,铟被作为涂层使用在飞机发动机齿轮上,从而增强其硬度,免于磨损和腐蚀。二战后,随着铟被发现在易熔合金、焊料和电子工业方面有新用途,其供需量逐渐增加。1985年铟锡氧化物(ITO)和磷化铟半导体的开发,以及在电子通讯等工业上的应用,使铟及其产品的开发应用得到很大发展,从此铟的产需逐渐进入快速增长期。
稀有稀散金属铟的大规模应用主要是在液晶屏幕出现以后,ITO靶材铟锡氧化物作为生产手机面板、电脑液晶屏、电视面板等各种平面显示的成熟且理想的核心材料。铟与其他金属的化合物也是高科技领域的重要材料。美国将铟、钨和稀土等19种稀有金属列为战略性关键原材料,并纳入国家储备材料之列,通过立法来实现收储。
中国的铟资源丰富,其储量在世界首屈一指,从1955年开始生产铟以来,发展态势一直与世界同步,从20世纪90年代后,中国的生产突飞猛进。据近几年公开产量数据显示,全球近70%左右的原生铟都产自我国,现产量和出口量均居世界首位,而且产量趋势还会长期保持下去,对世界铟的发展举足轻重。近几年来,中国加速开发铟的应用,随着几条ITO和生产线的建成投产,产品逐渐成熟,中国也会成为铟的消费大户。