Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Индий

01.02.2020

Индий — металл с короткой промышленной историей, однако за последние годы он получил сравнительно широкое промышленное применение.

Особый интерес представляют индиевые покрытия и некоторые сплавы индия.

Наиболее многообещающей областью применения индия является производство подшипников: индиевые покрытия подшипников с целью улучшения рабочих поверхностей и защиты их от коррозии под действием кислот, находящихся в смазочных маслах. Покрытия индием черных и цветных металлов производят как с целью зашиты от коррозии, так и с декоративной целью, и применяют в авиа-автомоторостроении и ювелирном деле.

Благодаря высокой отражательной способности индиевых покрытий. индий используют для изготовления рефлекторов. Покрытия ведут электролитическим путем с последующей диффузией индия в покрываемый металл. Покрытие индием черных металлов наносят по подслою из цветного металла — цинка, меди или кадмия.

Практическое применение имеют низкотемпературные мягкие сплавы индия со свинцом, оловом, кадмием и висмутом. Свинцово-оловянные припои с добавкой индия нашли применение в вакуумной технике.

Некоторые соединения индия применяют в оптической промышленности для окраски стекол, а также имеются перспективы использования индия и его соединений в полупроводниковой электронике.

Как правило, сырьем для получения индия являются пром-продукты свинцово-цинкового производства.

При окислительных процессах индий остается в остатке благодаря образованию высшего нелетучего окисла In2O3; при восстановительных — удаляется с летучими продуктами в силу преобладания промежуточных летучих окислов InO и In2O.

При пирометаллургическом способе получения цинка индий, будучи аналогом свинца, ведет себя при обжиге подобно ему — переходит в огарок и затем при дистилляции огарка попадает в черновой цинк, где концентрируется 75% индия от исходного содержания его в цинковом концентрате. При рафинировании чернового цинка в ректификационных колоннах индий остается в остатке свинцовой колонны, содержащем после ликвации 0,6—1,2% индия.

При гидрометаллургическом способе получения цинка в процессе окислительного обжига цинкового концентрата большая часть индия остается в огарке и затем переходит в кеки выщелачивания. Концентрация индия в кеках находится в пределах от сотых до тысячных долей процента.

Оставшийся в растворе индий переходит в меднокадмиевую губку в процессе очистки цинковых растворов от меди и кадмия.

Индий, перешедший в кек выщелачивания, концентрируется в различных продуктах в зависимости от способа переработки кеков.

При переработке кеков индий распределяется в шихте свинцового производства между свинцом и шлаком. При последующем окислительном рафинировании чернового свинца индий переходит в дроссы.

Шлаки свинцовой плавки и кеки выщелачивания перерабатываются способом возгонки окислов (фьюминг-процесс и вельд-процесс), и в этом случае индий накапливается в возгонах, улавливаемых электрофильтрами и мешочными фильтрами.

Таким образом, основными источниками получения индия можно считать:

1) свинцовый остаток от дистилляции цинка;

2) медно-кадмиевый кек;

3) изгарина от рафинирования свинца;

4) возгоны фьюминг-процесса и вельцокислы.

Способы получения индия зависят от характера содержащего индий сырья.

Свинцовый остаток от ректификации цинка, содержащий 0,6—1,2% In, продувают воздухом при 700—800°, при этом индий переходит в глет, собираясь в первых порциях до 2—3% In. Глет подвергают двустадийному выщелачиванию: при нейтральном выщелачивании разбавленной серной кислотой удаляется основная масса цинка, при кислом выщелачивании остатка более концентрированной кислотой индий переходит в сернокислый раствор, откуда выделяется цементацией на цинковых пластинах. Процесс цементации основан на вытеснении индия из раствора металлическим цинком:

In2(SO4)3 + 3Zn — 3ZnSO4 + 2In.


Цементный индий прессуют на гидравлическом прессе в брикеты и плавят в графитовых тиглях под защитным слоем щелочи или цианида натрия.

Полученный после переплавки черновой индий содержит до 92% In при общем извлечении из свинца до 90%.

При переработке отходов кадмиевого производства — кадмиевой губки сначала получают индиевый концентрат, который затем перерабатывают на металлический индий.

Кадмиевую губку растворяют в серной кислоте, взятой с недостатком, удаляя основную массу Zn и Cd; при этом индий накапливается в остатке в количестве 0,01—0,04%. Остаток растворяют в 20%-ной серной кислоте. В растворе, содержащем Zn, Cu, Cd, In, Fe, Tl, после нейтрализации производят фракционную цементацию цинковой пылью сначала меди, а затем индия, при этом в осадок выпадает около 85% индия; получающийся концентрат имеет примерный состав: 1—2% In; до 40% Cu; 20—35% Cd; 5—8% Zn; 7—10% Al2O3.

Концентрат обжигают и растворяют в 20%-ной серной кислоте, взятой с недостатком, переводя до 90% кадмия в раствор. Остаток растворяют в разбавленной серной кислоте и из раствора выделяют медь цементацией цинковой пылью или электролизом. Из раствора цементацией цинковой пылью выделяют индий. Остаток, обогащенный индием до 12—18%, снова растворяют в серной кислоте и раствор последовательно обрабатывают аммиаком и едким натром с промежуточным растворением гидратов в серной кислоте. При этом получают раствор сульфата индия с небольшим количеством примесей. Окончательное удаление примесей меди, мышьяка и кадмия достигается пропусканием сероводорода. Из сульфатного раствора, содержащего только примесь железа, индий извлекают цементацией или электролизом.

При переработке возгонов и окислов, содержащих, как и кадмиевая губка, сотые и тысячные доли процента индия, сначала получают концентрат.

Для получения концентрата окислы подвергают двустадийному сернокислотному выщелачиванию. При нейтрализации из раствора выделяется гидроокись индия и примеси. Путем чередования операций растворения и нейтрализации получают обогащенный индием осадок. Дальнейшее обогащение достигается последовательной обработкой раствора аммиаком и едким натром. Из очищенного сернокислого раствора индиевый концентрат, содержащий 5—20% In, выделяется цементацией цинковой пылью. Дальнейшую переработку концентрата осуществляют по ранее описанному способу.

Из чернового индия чистый металл получают электролизом сульфатного раствора индия с нерастворимыми электродами или анодным растворением чернового индия с диафрагмой.

Чистота полученного электролизом металла 99,99%.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: