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稀有金属铟的测定

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上 海 第 二 工 业 大学

研 究 生 期 末 考 试 试 题

科目名称： 仪器分析技术

适用专业： 环境工程

开课学期：2012——2013学年第三学期 □√开卷 □闭卷

稀有金属铟的测定

翟袁桢

(上海第二工业大学城市建设与环境工程学院，上海201209)

摘要：综述了近十年来国内外对于铟的分析方法研究进展。在常量铟的分析方法中，EDTA螯合滴定法是目前应用最广泛的一种，其次是原子吸收光谱法和示波极谱法。在微量铟的分析中，分光光度法属于研究最多且最活跃的领域，该方法一般采用荧光酮类、偶氮类以及各种染科类试剂作为显色剂，与铟呈灵敏的显色反映；另外，原子吸收光谱法、电化学分析方法也是微量铟分析的重要方法。对于痕量铟的分析，目前主要采用石墨炉原子吸收光谱法、电热原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法和电感耦合等离子体原子发射光谱法，由于铟含量非常少，在测定前，大多需要对铟进行分离富集；另外，对于直接测定痕量铟的方法国内外的报道较少。

关键词：铟；分析方法；综述

The determination of rare metal indium

ZHAI Yuan-zhen

(School of Urban Development & Environmental Engineering,Shanghai Second Polytechnic University,Shanghai

201209,P.R.China)

Abstract: This review has summarized the advance of analytical methods for indium over the last decade. Among the

analytical methods for macro indium, complexometry is the most widely applied technique at present, followed by

atomic absorption spectroscopy and polarography. Among the analytical methods for micro indium, spectrophotometry

is the most popular. In spectrophotometry, fluorone reagents, azo compounds and dyestuff series are used as

chromogenic reagents, which occurs a sensitive color reaction with indium. In addition, atomic absorption

spectroscopy and electrochemical method are also very important analytical methods for micro indium. Among the

analytical methods for trace indium, graphite furnace atomic absorption spectrometry and electrothermal atomic

absorption spectrometry have been widely used. Because the content of indium is very low, separation and enrichment

of indium become great important before determination of indium. In addition, the methods for direct determination of

trace indium have also been reported, but there are only a few reports.

Key words: indium; analytical methods; review

铟是一种罕见有价稀散金属，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%，因此，真正能得到的铟只有1.5-1.6万吨[1]。 铟广泛应用于电子工业中焊料、低熔合金、高性能发动机的轴承，低温和真空领域作密封件、可溶电极和核反应堆控制棒等领域。目前主要应用于电脑、手机、精密仪表的液晶显示屏以及航天、航空、汽车的高档反光镀膜玻璃上。据预测，铟在新用途方面的用量将会以每年10%~20%的速度增加[2]。铟在相关领域应用所占比例见下表1。

应用领域 所占比例（%）

ITO靶材 ~70

电子合金与半导体元件 12

焊料合金 12

高速传感器及光伏电池 少量

科学研究及其他 ~6

表1 铟在有关领域应用所占比例

Tab. 1 The proportion of indium application in the related areas

由于铟的自然储量稀散且价格高，因此在收集效果、富集方式的评价及减少化验室之间分析误差等方面，对分析测定数据都需要较高的精密度和准确度。含铟冶金物料大致分为三类：含铟原料、湿化或火法冶金中间产物及铟粗级产品等。采用的分析方法也有多种：低铟含量采用分光光度法、荧光光度法、原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱法、示波极谱法，高铟含量采用EDTA螯合滴定法。

1. 分光光度法

分光光度法是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸光度或发光强度，对该物质进行定性和定量分析的方法。

张娜等[3]研究了在非离子型表面活性剂PVA存在下，乙基罗丹明B与InI4-形成的离子缔合物在水相中形成胶束增溶体系，从而实现水相中铟的测定。缔台物的最大吸收波长602 nm，摩尔吸光系数1.58×l05L·mol-1·cm-1，相关系数r=0.997。

邓桂春等[4]研究了在硫酸介质中，非离子型表面活性剂FVA存在下，乙基罗丹明B络阳离子与InI4-络阴离子所形成的离子缔合物分散在水相中，形成了胶束增溶显色体系，缔合物的最大吸收波长位于602nm处，方法的表观库尔吸光系数为1.58×l05L·mol-1·cm-1，铟含量在0~11ug/10mL范围内服从比尔定律，用于碱性无汞电池样品中铟的侧定，相对标准偏差为1.9% (n=4)，加标回收率为95%~107%。还研究了InI4-与碱性染料反应形成多元离子缔合物用于痕量铟的测定，用于冶炼残渣中铟的测定[5]。

李艳辉等[6]在pH 4.4的醋酸-醋酸钠缓冲溶液中，在溴代十六烷基吡啶微乳液（CPB）存在下，铟（III）与试剂形成l：4的紫红色配合物，配合物的最大吸收峰在577nm波长处，表观摩尔吸光系数为1.29 ×105

L/(mol·em)。In（III）含量在0～22ug/25 mL范围内符合比尔定律。用于痕量铟的测定，结果表明，锡箔中的含铟量分别为10．1％和10．5％，加入10ug In（III），回收率为96％～102％。

宋小杰等[7]用2-(5-溴-2-吡啶偶氮)-5-二乙氨基苯酚(5-Br-PADAP)为显色剂，在表面活性剂聚二乙醇辛基苯基醚(OP)存在下同时测定铟。在pH=4.0 HAC-NaAC缓冲介质中，显色体系的最大波长为570 nm；根据吸光度的加和性，对电镀CuInSe2(CIS)薄膜废液进行了分析。结果表明，铟在0~1.0mg/L范围内有良好的线性关系。加标回收率铟为95.23％。

Huseyinli等[8]首次合成了一种新型试剂2，2’，3，4-四羟基-3’，5’-二磺酸基偶氮苯，该试剂可用于分光光度法直接测定人造混合物中的微量铟。

Poledniok等[9]介绍了铬天青S和十二烷基二甲基苄基溴化铵分光光度法测定锌粉和闪锌矿中的铟。应用光度法分析之前，用乙酸丁酯萃取。该方法铟的回收率大于95%，其结果与ICP-AES测定的结果非常接近。另外，Poledniok[10]利用相同的显色剂和表面活性剂研究了土壤中微量铟的测定。 2. 荧光光度法

荧光光度法是利用测量荧光强度而建立的物质含量分析方法。

刘名扬等[11]采用滤纸作为基质的固体表面荧光光度法测定微量铟，考察了以桑色素为荧光试剂测定铟（In）的最佳条件。实验表明，该方法测定铟的线性范围是0~53ng，检出限为2ng，对于20ng的铟测定10次，其相对标准偏差为1.7%。

曾庆慧等[12]以径向基网络(RBF)对荧光光谱严重重叠的A13+, Ga3+、 In3+ , TI3+四组分混合体系同时进行测定。通过正交设计安排样本，在激发波长390 nm下，测定446~615nm的发射光谱。以34个特征波长处的荧光强度值作为网络特征参数，经网络训练和计算得出A13+, Ga3+、 In3+ , TI3+四者的平均回收率分别为99.07%、103. 49%、98.72 % 、95.04%。

王勇[13]在4mol/L的硫酸介质中，丁基罗丹明B与InBr4-形成的三元缔合物在550nm处发射出强烈的荧光，由此而进行荧光光度法测定铟。此方法系统地研究了丁基罗丹明B与InBr4-形成的三元缔合物的测定条件及干扰元素的影响，测定下限为0.01ug/mL，结果满意。

3. 原子吸收光谱法

原子吸收光谱法(AAS)是利用气态原子可以吸收一定波长的光辐射，使原子中外层的电子从基态跃迁到激发态的现象而建立的。由于各种原子中电子的能级不同，将有选择性地共振吸收一定波长的辐射光，这个共振吸收波长恰好等于该原子受激发后发射光谱的波长，由此可作为元素定性的依据，而吸收辐射的强度可作为定量的依据。AAS现已成为无机元素定量分析应用最广泛的一种分析方法。

3.1 火焰原子吸收光谱法

火焰原子吸收光谱法，它的灵敏度高，特征性强的优点已经作为金属分析的有力工具成为微量金属元素分析的重要手段之一。

周耀明[14]将试样用王水溶解，加入少许氟化铵，蒸至近干后，加入HBr-HClO4混酸，冒烟至尽，去除对测定铟有严重干扰的锑、锡、硅、硫酸根等离子。在硝酸介质中，于波长303.9nm处，在火焰原子吸收光谱仪上，测定铟的吸光度。此法快速、简便、准确，效果好，回收率为94.4%~104.5%。

刘婷[15]试验了火焰原子吸收光谱法测定铟的最佳介质及共存元素干扰情况。建立了以王水溶解试样，在5%硝酸介质中，使用空气-乙炔火焰，于原子吸收光谱仪波长303.9 nm 处测定铟的分析方法。铟的测定范围为0.01%~6.0%，线性范围2.5~60ug / mL，回收率为93.3%~105%。

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铟

铟

产品名称 铟锭 化学名 : Indium (In)

执行标准 YS/T257－1998

牌 号 In99.993 In99.97 In99.9 In99.99

产品性质 :

特性 : 具有延展性 , 银白光泽性金属，质软，可塑性、延展性好。 溶于酸 , 不溶于碱 , 无毒性

比重 : 7.31 ( 20 ℃ )

熔点 : 156 ℃

沸点 : 2075 ℃

铟锭 Indium Ingot

主要用途 供制作多种合金、特殊焊料、涂层、生产高纯铟等。

产品规格 2000g±100g

3200元/公斤

铟是昂贵的稀散金属，在元素周期表中，铟的最铟的毒性较轻，对皮肤无刺激作用，主要化合物有三临近元素为镓、铊、锡及镉。金属铟具有银白色光氧化二铟、氢氧化铟、三甲基铟和氯化铟。铟及其化泽，熔点很低，沸点却很高。铟的塑性很好，在加压合物在电子、合金、催化剂等领域有着广泛的应用。下几乎能加工成各种形状。铟的化学性质与铁相似，原子半径与镉、汞、锡相近。铟在空气中很稳定，不易氧化，不会失去光泽，在冷酸中溶解缓慢，在热铟及其几种常见化合物的物理性质和用途归纳的稀酸或浓酸中，溶解很快，与热水和碱不起作用。

铟在地壳中的分布量很小而且分散，虽然确定有5种独立矿种（硫铟铜矿、硫铟铁矿、水铟矿等），但这些矿物在自然界很少遇见，铟的基本量是以杂质成分分散在其他元素的矿物中，63％以上分散在铅锌矿中，因此铟与类似特征的镓、铊、锗、硒、碲、铼等一起划入稀散金属。

化学性质：铟在空气中很稳定，不易氧化，不会失去光泽。在冷的稀酸中溶解缓慢，可以较剧烈地溶于热的稀酸或浓酸中。铟与沸水或碱通常不起作用。铟磨碎后与水接触时能形成氢氧化物。铟具有良好的抗腐蚀性能。铟可与许多其它元素形成二元、三元、四元和更多元合金。通常，在一些金属中加入少量铟就能使金属表面硬化，提高强度和提高抗腐蚀能力。

机械性能：铟的塑性十分优良，在压力下几乎可以加工成任意形状。加工时，铟不会硬化，所以其延伸率很好。在铟的拉力试验中，几乎所有的变形都是局部性的，故铟的断面收缩率很大，有时高达99%。

标准物质镓、锗、铟、铊矿石中15种稀土元素定值方法探讨

标准物质镓、锗、铟、铊矿石中15种稀土元素定值方法探讨

标准物质镓、锗、铟、铊矿石中15种稀土元素定值方法探讨

陈海英

【摘 要】采用微波消解-电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定了镓、锗、铟、铊矿石中的15种稀土元素，本法的检出限为（0.003～0.015）µg/g，相对标准偏差在1.11%～2.92%之间，加标回收率在95.5%～105.9%之间，通过分析国家标准物质GBW07103、GBW07106和GBW07120来验证方法的准确度，测定值和标准值吻合，表明此方法具有操作简便，检出限低，线性范围宽，精密度高，准确度好等优点，能满足岩石矿物中的稀土元素的检测要求。%A method for

determination of iffteen rare earth elements in the minerals of Ga,Ge,In

and Tl by microwave digestion and ICP-MS method was studied. The

method detection limit was (0.003~0.015)µg·g-1 ,the variation coefifcient

(RSD) was 1.11%~2.92%, the recovery rate of standard addition was

95.5%~105.9%. The rare earth elements in the standard reference

substance GBW07103,GBW07106 and GBW07120,were also determined

according to this way and the result was in good agreement with certiifed

value. It provides simple, low detection limit, broad linear range, good

金属铟基础知识 金属铟常识

金属铟基础知识 金属铟常识

铟

铟（英文：indium） 拼音：yīn 化学式：IN

银白色金属，密度：7.31g/cm 3 熔点：156.61℃ 沸点：2080℃ 莫氏硬度：1.2

原子序数49 化合价+3价 第五周期

元素来源：主要以微量存在于锡石和闪锌矿中，用化学法或电解法由闪锌矿制得。

元素用途：质软，能拉成细丝。纯态的金属铟几乎没有什么商业价值，主要用于制造合金，以降低金属的熔点。铟银合金或铟铅合金的导热能力高于银或铅。可作低熔合金、轴承合金、半导体、电光源等的原料。主要作飞机用的涂敷铅的银轴承的镀层。铟箔往往插入核反应堆中以控制核反应的进行，铟箔在反应堆中与中子反应后便呈现放射性，其呈现放射性的速度，可作为测量和反应进行的一个有价值的参数。

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。

重金属，有轻微毒性。

健康危害：

铟比铅还毒。美国和英国已公布了铟的职业接触限值均为0.1 mg/m3［11］。而这两个国家铅的标准为0.15 mg/m3。说明铟的毒性不可轻视。液晶显示器含有铟，据新华社消息,28岁的黄力(化名)就职于江苏一家生产手机液晶显示屏的企业，主要工作是将一些金属粉喷在液晶屏幕模板上.工作两年后,他经常呼吸困难、 喘不过气来,检查发现肺部布满雪花状的白色颗粒物.经过半年多时间的医学循征,呼吸科专家认为，黄力是罕见的铟中毒,他血液里的铟是常规的300倍。黄力肺里的粉尘颗粒无法抽出，所以肺部功能很难恢复，而且还在不断地自我排出蛋白质。所以每隔一个月就要到医院进行一次全肺灌洗，否则就可能旧病复发,有生命危险。

环境危害： 对环境有危害，对水体可造成污染。

燃爆危险： 可燃，具刺激性。

铟锭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%。

铟 2

铟 2

铟是稀散金属之一，地壳上没有单独的铟矿床，主要富集于硫化矿，特别是闪锌矿内。含铟原料的世界储量按金属量计约为2985t，其探明储量中约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％。我国铟的储量居世界第一，广西大厂是我国重要的铟基地，矿产资源丰富，开发矿山产出的高铟锌精矿中铟的含量高达0.095%。

1冶炼过程中铟在产物中的分布

目前生产的大多数铟是从铅、锌、铜、锡等矿石冶炼过程中回收的副产品。在从较难挥发的锡和铜内分离铟的过程中，铟多数富集在烟道灰和浮渣内，在从挥发性的锌和镉中分离铟时，铟则富集于炉渣及滤渣内。我国生产铟主要是从铅、锌冶炼的副产品中提取。

1.1铟在铅冶炼中的分布

铟在铅精矿中的含量一般为0.005％左右。铅精矿在烧结时约3％的铟进入烟尘，在鼓风炉熔炼过程中，铟几乎平均分配于粗铅、炉渣和烟灰中，粗铅火法精炼熔析除铜时，粗铅中的铟大部分进入铜浮渣，用苏打—铁屑法在反射炉处理此渣时，部分铟挥发随烟气进入收尘系统。铟在铅冶炼产物中的分布为(%)：烟尘34～38、炉渣31.3～35.7、苏打渣1.1、冰铜6.5、返回物7.1～8.8、无名损失33.1～48.2。

1.2铟在锌湿法冶炼中的分布

锌精矿含铟一般为0.003％～0.013%(广西大厂矿除外)，在湿法炼锌中，当锌精矿进行焙烧时，由于矿石中的铟被氧化成难挥发的氧化铟，故矿石中95%以上的铟留在焙砂中。当采用常规浸出时，80％～100％的铟留在浸出渣中，采用回转窑挥发处理渣，有60％～70％的铟进入氧化锌烟灰中，采用此种方法时，铟在锌冶炼产物中的分布为(%)：氧化锌烟尘55～65、回转窑渣20～25、铜镉渣～5、损失～5。

当采用热酸浸出—黄钾铁矾法炼锌时，95％以上的铟进入浸出液中，而在随后的沉矾过程中，铟又进入矾渣，铟在此法各产物中的分布为(%)：铁矾渣90～93、高浸渣3～5、铜镉渣l～2、损失2～3。