概述
銦(英文:indium),元素符號In,原子序數49,原子量114.82,屬周期系ⅢA族。銦是一種柔軟的銀灰色金屬,帶有光澤。從常溫到熔點之間,銦與空氣中的氧作用緩慢,表面形成極薄的氧化膜,溫度更高時,與氧、鹵素、硫、硒、碲、磷作用。大塊金屬銦不與沸水和鹼反應,但粉末狀的銦可與水作用,生成氫氧化銦 。銦與冷的稀酸作用緩慢,易溶於濃熱的無機酸和乙酸、草酸,銦能與許多金屬形成合金。
銦的氧化態為+1和+3,主要化合物有In2O3、In(OH)3,與鹵素化合時,能形成一鹵化物和三鹵化物。銦-115是最常見的銦同位素,帶有微弱的放射性。
性質
物理性質
顏色和狀態:銀白色金屬
聲音在其中的傳播速率(m/S):1215
密度:7.31克/厘米3
熔點:156.61℃
沸點:2080℃
莫氏硬度:1.2
電離能 (kJ /mol) :5.786電子伏特
M - M+ 558.3
M+ - M2+ 1820.6
M2+ - M3+ 2704
M3+ - M4+ 5200
M4+ - M5+ 7400
M5+ - M6+ 9500
M6+ - M7+ 11700
M7+ - M8+ 13900
M8+ - M9+ 17200
M9+ - M10+ 19700
其它:稀散元素之一,有延展性,比鋁軟。
化學性質
元素原子量:114.8
元素類型:金屬
原子體積(立方厘米/摩爾):15.7
原子序數:49
元素符號:In
相對原子質量:114.8
核內質子數:49
核外電子數:49
核電荷數:49
主要:In+3
其它:In+1, In+2
質子質量:8.1977E-26
質子相對質量:49.343
所屬周期:5
所屬族數:IIIA
摩爾質量:115g/mol
外圍電子排布:5s2 5p1
核外電子排布:2,8,18,18,3
晶體結構:晶胞為四方晶胞。
晶胞參數:
a = 325.23 pm
b = 325.23 pm
c = 494.61 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 90°
原子半徑:2
其它:易溶於酸或鹼;不能分解水;在空氣中很穩定;燃燒時會發生鮮紫色的火焰。
特性
其一:銦金屬顯銀白略帶淡藍色,光澤亮麗,在彎曲時會發出鳴音。其與銅銀金的合金製作假牙。熔點156.61°C,沸點2080°C,密度7.3克/厘米³;延展性好,比鉛還軟。
其二:銦具有熔點低(156.61°C),沸點高(2080°C),傳導性好,延展性好,比鉛還軟,能用指甲刻痕;可塑性強,可壓成極薄的金屬片。其氧化物能形成透明的導電膜等特性,近年在銦錫氧化物(ITO)、半導體、低熔點合金等方面得到廣泛套用。特別是由於銦錫氧化物(ITO)具有可見光透過率95%以上、紫外線吸收率≥70%、對微波衰減率≥85%、導電和加工性能良好、膜層既耐磨又耐化學腐蝕等優點,作為透明導電膜已獲得廣泛套用。隨著IT產業的迅猛發展,用於筆記本電腦、電視和手機等各種新型液晶顯示器(LCD)以及接觸式螢幕、建築用玻璃等方面,作為透明電極塗層的ITO靶材(約占銦用量的70%)用量的急劇增長,使銦的需求正以年均30%以上的增長率遞增。世界市場上平面顯示器的快速增長成為全世界銦的生產的最主要的最終用戶,包括平面電視、台式計算機顯示器、可上網的筆記本電腦、手機等主要的平面顯示器的快速發展和套用,使得國際市場對銦的需求急劇增長,而且目前還沒有新的用於替代ITO的材料研究出來。
其三、從常溫到熔點之間,銦與空氣中的氧作用緩慢,表面形成極薄的氧化膜,溫度更高時,與氧、鹵素、硫、硒、碲、磷作用。銦在空氣中的氧化作用很慢;大塊金屬銦不與沸水和鹼反應,但粉末狀的銦可與水作用,生成氫氧化銦。銦與冷的稀酸作用緩慢,易溶於濃熱的無機酸和乙酸、草酸。銦可作為包復層或與其它金屬製成合金,以增強發動機軸承耐腐蝕性;銦有優良的反射性,可用來製造反射鏡;銀鉛銦合金可作高速航空發動機的軸承材料。易熔的伍德合金中每加1%銦,可降低熔點1.45℃。銦化合物半導體有銻化銦(通迅雷射光源、太陽能電池),磷化銦和銻化銦(紅外檢測、光磁器件、太陽能轉換器等)。
其四:銦合金可作反應堆控制棒,能夠敏感地檢測中子幅射;可用於登入艙,著陸時不脆化、不開裂。
歷史
1863年F.賴希和H.T.里希特為了尋找鉈而研究閃鋅礦,用處理礦物所得的硫化物進行光譜分析,發現一條靛藍色光譜,認為是一種新元素,並命名為銦,意思是“靛藍色”,同年分離出金屬銦。
鉈被發現和取得後,德國弗賴貝格(Freiberg)礦業學院物理學教授賴希由於對鉈的一些性質感興趣,希望得到足夠的金屬進行實驗研究。他在1863年開始在夫賴堡希曼爾斯夫斯特(Himmelsfüst)出產的鋅礦中尋找這種金屬。這種礦石所含主要成分是含砷的黃鐵礦、閃鋅礦、輝鉛礦、矽土、錳、銅和少量的錫、鎘等。賴希認為其中還可能含有鉈。雖然實驗花費了很多時間,他卻沒有獲得期望的元素。但是他得到了一種不知成分的草黃色沉澱物。他認為是一種新元素的硫化物。
只有利用光譜進行分析來證明這一假設。可是賴希是色盲,只得請求他的助手H.T.李希特進行光譜分析實驗。李希特在第一次實驗就成功了,他在分光鏡中發現一條靛藍色的明線,位置和銫的兩條藍色明亮線不相吻合,就從希臘文中“靛藍”(indikon)一詞命名它為indium(銦)(In)。兩位科學家共同署名發現銦的報告。分離出金屬銦的還是他們兩人共同完成的。他們首先分離出銦的氯化物和氫氧化物,利用吹管在木炭上還原成金屬銦,於1867年在法國科學院展出。
分布
銦在地殼中的分布量比較小,又很分散。它的富礦還沒有發現過,只是在鋅和其他一些金屬礦中作為雜質存在,因此它被列入稀有金屬。銦在地殼中的含量為1×10-5%,它雖然也有獨立礦物,硫銦銅礦(CuInS2)、硫銦鐵礦(FeInS4)、水銦礦[In(OH)3],但量極少,絕大部分銦都分散在其他礦物中,主要是含硫的鉛、鋅礦物,閃鋅礦中銦的含量為0.0001%~0.1%,鉛鋅冶煉廠和錫冶煉廠都能回收銦。
銦是非常稀少的金屬,全世界銦的地質含量僅為1.6萬噸,為黃金地質儲量的1/6。銦在地殼中的含量約十萬分之一,沒有獨立礦物,廣泛分布於閃鋅礦中,含量在0.1%以下。銦礦物多伴生在有色金屬硫化礦物中,特別是硫化鋅礦,其次是方鉛礦、氧化鉛礦、錫礦、硫化銅礦和硫化銻礦等。雖然在一些有色金屬精礦中銦得到初步富集,但由於銦品位低,一般不可直接作為提銦原料。而上述有色金屬精礦經過冶煉或高爐煉鐵後得到的粗鋅、粗鉛、爐渣、浸出渣、溶液、煙塵、合金、陽極泥等是提銦的主要原料。中國擁有世界上最大的銦儲量,也是全球最大的銦生產國和出口國,產量占世界銦總產量的30%以上。2006年,中國精銦產量近6噸,原生銦供應量占全球的60%以上。日本是世界上最大的銦消費國,每年銦需求量占世界銦年產量的70%以上,絕大部分從中國進口。
回顧
2012年國內鋅產量至少減產20萬噸,主要是大型骨幹企業減產,銦產量也受到限制。但因一些新生產者加入,對全國產量有貢獻,2012年全國精銦產量下降有限。據中國有色工業協會銦鉍鍺分會初步統計,2012年全國精銦產量完成383噸,比2011年減少9噸。廣西因河池鎘污染事件產業整治而明顯減產,江蘇本來是來料加工地區,2012年加工量也顯著減少;湖南地區產量基本持平;雲南、陝西、河南等地因新產能投入而增產。根據中國有色金屬工業協會銦鉍鍺分會產量統計(2012主要省份大數(t):湖南120;雲南100;廣西70;遼寧、廣東、江蘇、青海、河南均在10-20之間)。2012年國內消費基本維持在60噸左右,因此今年新生產的銦85%以上轉化為國內庫存。在國家累計收儲的100噸精銦以外,有三分之一庫存在生產企業,三分之一被主要交易所以及個人投資者持有,另外三分之一在投資商手中。
2012年精銦年均價為3524.3元/千克,較2011年4504.6元/千克降21.76%。2012年粗銦年均價為3181.9元/千克,較2011年降21.4%。2012年精銦離岸價全年均價為540.5美元/千克,較2011年降26.2%。
2012年銦市場由兩條線分別主導:國內以投資為主線,國外則以供需為主線。國內市場全年有三次波動。第一次始於2月初,廣西河池鎘污染事件發生後,當地百餘家涉重企業全部停產整頓。河池是我國重要的原生銦生產基地,市場擔憂銦原料供應,精銦價格從3400-3500元/千克上漲至2月底的3750-3850元/千克。第二次波動發生在6月,市場盛傳國家即將在當月進行收儲,成交價從最低時的3300元/千克上漲至3750元/千克。第三次波動幅度最小,用戶為節日備貨外市走強,加之8月末收儲方案落地,為國內價格提供支撐,但此前市場已將收儲題材消費,遂未大幅上漲。
用途
銦主要作為包復層或與其它金屬製成合金,以增強耐腐蝕性;銦有優良的反射性,可用來製造反射鏡;銦合金可作反應堆控制棒;在無線電和半導體技術中,銦及銦的化合物也有重要用途。銦可用作低熔點合金、半導體、整流器、熱敏電阻等。含24%銦及76%鎵的合金,在室溫下是液體。銦是電子、電信、光電產業不可或缺的關鍵原材料之一,70%的銦用於製造液晶顯示產品,在電子、電信、光電、國防、通訊等領域具有廣泛用途,極具戰略地位。銦產業被稱為“資訊時代的朝陽產業”。銦錠因其光滲透性和導電性強,主要用於生產ITO靶材(用於生產液晶顯示器和平板螢幕),這一用途是銦錠的主要消費領域,占全球銦消費量的70%。
其次的幾個消費領域分別是:電子半導體領域,占全球消費量的12%;焊料和合金領域占12%;研究行業占6%。另,因為其較軟的性質在某些需填充金屬的行業上也用於壓縫。如:較高溫度下的真空縫隙填充材料。
醫學:肝、脾、骨髓掃描用銦膠體。腦、腎掃描用銦-DTPA。肺掃描用銦Fe(OH)**3顆粒。胎盤掃描用銦Fe抗壞血酸。肝血池掃描用銦輸鐵蛋白。
產地
中國是世界上銦錠主要生產地,此外全球還有美國、加拿大及日本等國生產。我國的銦分布在鉛鋅礦床和銅多金屬礦床中,保有儲量為13014t,分布15個省區,主要集中在雲南(占全國銦總儲量的40%)、廣西(31.4%)、內蒙古(8.2%)、青海(7.8%)、廣東(7%)。
尚未發現銦的單獨礦床,它以微量伴生在鋅、錫等礦物中。當其含量達十萬分之幾,就有工業生產價值,目前主要是從閃鋅礦中提取。另外,從鋅、鉛和錫生產的廢渣、煙塵中也可回收銦。 無機材料銦可以形成類似碳鍵的化學鍵
《Science》雜誌上,英國科學家發表論文,聲稱他們在銦原子間形成了銦-銦單鍵組成的長鏈。這個發現非常令人驚訝,因為一般只有元素周期表中第14列的元素(碳族元素)才能形成這種化學鍵。所有的生命系統和大多數聚合物都含有碳元素,這也是因為只有碳這樣的元素才能形成這種化學鍵。
英國倫敦帝國學院和蘇塞克斯大學的研究人員們製備的這種新的銦化合物中含有與眾不同的電子結構,這種結構允許元素周期表中的第13列元素(硼族元素)形成類似碳有機物的聚合物。
研究人員們還認為,硼族元素聚合物的電子學性質可以用來製造那些類似固體半導體的新型電子學元件,例如發光二極體和太陽能電池。一種可溶解的銦聚合物可以很容易取代碳族元素的地位,而且生產這種銦聚合物不需要像固體電子器件那樣的高溫低壓條件。
倫敦帝國學院化學系的MikeHill博士說:“我們製造的化合物具有出人意料的穩定性,而且生產它們的過程也很簡單。它可以用來解決大量的問題。”他還說:“如果你把元素周期表中的元素看作是一些顏料的話,那么我們平時只用了調色板中的某幾種顏料。我們現在的工作就是要用那些平時沒有用到的顏料。”
研究人員通過碘化銦和一種鉀的衍生物之間的置換反應製備出了這種銦聚合物。他們正打算更深入的研究這種銦聚合物分子,並且在硼族元素化合物中形成更長或更短的鏈,最終利用它們制出穩定的聚合物。
危險性
重金屬,有輕微毒性。健康危害:銦比鉛還毒。美國和英國已公布了銦的職業接觸限值均為0.1mg/m3[11]。而這兩個國家鉛的標準為0.15mg/m3。說明銦的毒性不可輕視。液晶顯示器含有銦,據新華社訊息,28歲的黃力(化名)就職於江蘇一家生產手機液晶顯示屏的企業,主要工作是將一些金屬粉噴在液晶螢幕模板上.工作兩年後,他經常呼吸困難、喘不過氣來,檢查發現肺部布滿雪花狀的白色顆粒物.經過半年多時間的醫學循征,呼吸科專家認為,黃力是罕見的銦中毒,他血液里的銦是常規的300倍。黃力肺里的粉塵顆粒無法抽出,所以肺部功能很難恢復,而且還在不斷地自我排出蛋白質。所以每隔一個月就要到醫院進行一次全肺灌洗,否則就可能舊病復發,有生命危險。
環境危害:對環境有危害,對水體可造成污染。
燃爆危險:可燃,具刺激性。
提取工藝
銦的提取工藝以萃取-電解法為主,這也是現今世界上銦生產的主流工藝技術。其原則工藝流程是:含銦原料→富集→化學溶解→淨化→萃取→反萃取→鋅(鋁)置換→海綿銦→電解精煉→精銦。
銦多數與其性質類似的鋅、鉛、銅和錫等共生,現已發現有自然銦、硫銦鐵礦(FeIn2S4)、硫銦銅礦(CuInS2)、硫銅鋅銦礦[(Cu,Zn,Fe)3(In,Sn)S4]和羥銦礦[In(OH)3]等5種含銦礦物。銦在硫化礦中的含量最高,閃鋅礦是主要工業來源,銅礦、方鉛礦、黃錫礦與錫石也含有較高的銦,但由於產量極少,非常分散,不能作為直接生產銦的原料,一般是從鋅、鉛、錫等重金屬冶煉的副產物中回收生產。由於稀散金屬離子在化學性質上有許多相似之處,造成分離、富集、回收上的困難,近年來,隨著銦需求量不斷增加,對於銦的富集、回收進行了很多的研究。
世界上銦產量的90%來自鉛鋅冶煉廠的副產物。銦的冶煉回收方法主要是從銅、鉛、鋅的冶煉浮渣、熔渣及陽極泥中通過富集加以回收。根據回收原料的來源及含銦量的差別,套用不同的提取工藝,達到最佳配置和最大收益。常用的工藝技術有氧化造渣、金屬置換、電解富集、酸浸萃取、萃取電解、離子交換、電解精煉等。當前較為廣泛套用的是溶劑萃取法,它是一種高效分離提取工藝。離子交換法用於銦的回收,還未見工業化的報導。在從較難揮發的錫和銅內分離銦的過程中,銦多數集中在煙道灰和浮渣內。在揮發性的鋅和鎘中分離時,銦則富集於爐渣及濾渣內。
在ISP煉鉛鋅工藝中,精礦中的銦較大部分富集於粗鋅精餾工序產出的粗鉛中,回收富銦粗鉛的銦,一直採用鹼煮提銦工藝,存在生產能力小、生產成本高、金屬回收率低等缺點。
為了簡化銦的提取流程,降低生產成本,提高金屬回收率,針對原有的提銦生產工藝,本項目通過條件試驗、循環實驗及綜合試驗,研究開發了“富銦粗鉛電解-鉛電解液萃銦”提取工藝,確定了新工藝的最佳工藝參數。工藝流程為:粗鉛熔化鑄成極板,裝入電解槽通電進行電解,陽極中的銦溶解進入電解液,當銦富集到一定濃度後,抽出電解液進行萃取、反萃,富銦反萃液經pH調節、置換、壓團熔鑄後得到粗銦。
提取方式
從煉鋅副產品中回收銦
日本同和礦業公司以煉鋅中產生的淨液殘渣作為原料,先分離和浸出,脫銅、脫鋁,除去原料中與鎵銦性質相似的重金屬,然後在富集鎵銦的溶液中加入鹽酸,混合攪拌,調整酸度之後,再用醚萃取銦,使它和鎵及其它金屬分離。最後用水反萃出銦,再經置換,熔融和電解。在每次電解中需調整電流密度和電解液的酸度,以除去微量的鎘、錫和鋁等,生產出4N以上的金屬銦。此外,銦的選擇性分離法是把鉛、鋅冶煉過程中產生的含有微量的銦煙塵、陽極泥等各種殘渣以及電解排出液作為原料,採用含萃取劑膦酸二(2-乙基己基)酯的有機溶劑,於pH小於1.0的條件下,對含銦及其它金屬的硫酸溶液萃取,然後用鹽酸在30-700C進行反萃,從而選擇性分離銦。其萃取銦的效率可高達98%以上。硬鋅真空蒸餾提鋅和富集鍺銦銀
“硬鋅真空蒸餾提鋅和富集鍺銦銀”項目屬於材料學科,冶金技術領域科研項目。硬鋅是粗鋅火法精餾過程中產出的一種中間產物,是由粗鋅中的高沸點物質組成,其主要是以鋅鉛鐵砷為主體並含有鍺銦銀等元素的多元合金。硬鋅的產出率約占粗鋅處理量的4%。由昆明理工大學中國工程院院士戴永年等人主持研究的“硬鋅真空蒸餾提鋅和富集鍺銦銀”項目獲得了2003年度國家技術發明獎二等獎。
該技術用“真空蒸餾法提鋅和富集鍺銦銀”的新流程及新工藝,並成功地研製了與該工藝流程配套的生產設備,突破了常規的在現有生產技術上進行技術改造的傳統做法,取得了成功。有關專家評價道,該發明工藝屬國內首創,且安全可靠,操作方便,無“三廢”污染,屬“綠色冶金”新技術,符合國家所倡導的資源綜合利用的可持續發展戰略,具有新穎性、創造性和實用性。
從礦渣中回收金屬銦
從銻、鋅礦渣中回收金屬銦一般採用酸化浸出-萃取法。在其他礦渣中如鐵礬渣、銅渣等也含有稀散金屬銦。冰銅冶煉轉爐吹煉得到的銅渣中銦含量達0.6%~0.95%,具有較大的回收價值。從鐵礬渣中富集、回收銦可採用還原揮發處理和萃取提銦新工藝,將鐵礬渣在高溫下用炭還原,並加入某助劑使銦從渣中揮發出來,形成富銦物料,再進行浸出-萃取-電積,可得到純度為99.99%的高純銦,銦回收率大於80%,同時解決了鐵礬渣的污染問題。
從菸灰中回收金屬銦
冶煉菸灰中主要含有鋅、鉛、銅和鐵等金屬,同時含有少量銦。銦在冶煉菸灰中主要以In2O3,In2S3和In2(SO4)3等物相存在。從冶煉菸灰中回收銦主要採用酸浸—溶劑萃取法。株洲冶煉集團採用硫酸直接浸出—萃取法從鉛浮渣反射爐煙塵中提取銦,在200g?L-1硫酸溶液中浸出,銦的浸出率為90%,用P204作萃取劑,適當條件下溶液中銦的萃取率可達85%,用HCl作反萃劑,反萃率在95%以上。在酸浸過程中加入NaCl有利於進一步提高銦的浸出率。對鉛菸灰進行酸化焙燒—水浸,銦浸出率提高到88%以上。在萃取過程中採用P204水平箱萃取法,銦的萃取率從90%提高到95%。
從廢水中回收金屬銦
1)萃取法
在銦的富集與回收中,萃取是重要的方法,萃取劑包括二(2一乙基己基)膦酸(HDEHP、P204),P5708、P507D、P350、PV?HQPF、Cyanex923、TR-PO、TBP和石油亞碸等。
2)離子交換法
萃淋樹脂具有萃取劑流量少,柱負載量高,傳質性能好等優點,廣泛套用於分離工程。
3)液膜法
液膜分離法是一種高效、快速、節能的高新分離技術。以P291為流動載體,L113A為表面活性劑,液體石臘為膜增強劑,煤油為膜溶劑,硫酸和硫酸肼水溶液為內相試劑,用該乳狀液膜體系對銦進行分離富集。
從合金中回收金屬銦,以鉛、錫等為主體的多元合金及金屬化合物,含有銦、鍺等有價金屬,可採用鹼熔、酸浸的方法回收銦、鍺等有價金屬。如電爐底鉛是以鉛、錫等為主體的多元合金及金屬化合物,往電爐底鉛中加入NaOH,進行鹼熔和鹼煮,將細浸出渣酸浸,兩段酸浸的銦總浸出率達99%,銦直收率達84.3%。
中國銦的提取工藝在上世紀90年代初獲得突破,在有色金屬工業快速發展的大背景下,銦的提取工藝普及非常快,特別是銦價高漲之後,銦的綜合回收受到企業的普遍重視,國內科研單位和生產企業針對各種含銦物料的提銦工藝又取得長足進展,因此中國銦產量增長迅速。主要生產廠家工藝特點在於針對不同的含銦原料採取不同的初步富集方法和溶解技術,再根據介質情況選擇適合的萃取劑。如華錫集團和柳州銦泰科技有限責任公司提銦原料為含銦量大約0.2%的煉鋅鐵釩渣;葫蘆島鋅廠、韶關華力公司、韶關冶煉廠則是從含銦2%~3%的硬鋅塊中提銦;株洲冶煉廠用置換渣(銦2%~3%)作為提銦原料;柳州鋅品公司從生產立德粉的浸出渣(含銦0.2%)中提煉。
套用領域
醫學套用
適應症:肝、脾、骨髓掃描用銦膠體。腦、腎掃描用銦-DTPA。肺掃描用銦Fe(OH)**3顆粒。胎盤掃描用銦Fe抗壞血酸。肝血池掃描用銦輸鐵蛋白。類別:放射性核素診斷用藥。
工業套用
銅銦硒(CIS)等I-II-VI三元化合物薄膜半導體材料,由於有價格低廉、性能良好和工藝簡單的優點,將成為今後大力發展太陽電池工業的一個重要方向,促使銦在該領域的套用不斷增大。以信息技術為中心的新產業已經興起,銦錫氧化物(ITO)是各類平板顯示器不可缺少的關鍵材料,目前全世界的銦有
75%左右消耗在這方面,未來仍然大有作為。不僅如此,隨著銦的提取、加工技術不斷進步,生產成本的降低,銦的套用還在繼續拓展。
銦稱得上“合金的維生素”,銦合金可用作釺焊料,銦是無鉛焊料新的重要添加元素,世界無鉛焊料的發展趨勢有利於銦釺焊料的套用。利用銦合金熔點低的特點還可製成特殊合金,用於消防系統的斷路保護裝置及自動控制系統的熱控裝置;添加少量銦製造的軸承合金是一般軸承合金使用壽命的4-5倍;銦合金還可用於牙科醫療、鋼鐵和有色金屬的防腐裝飾件、塑膠金屬化等方面。
由於銦具有較強的抗腐蝕性及對光的反射能力,可製成軍艦或客輪上的反射鏡。銦對中子輻射敏感,可用作原子能工業的監控劑量材料,目前用在原子能工業的銦,大約與電子工業上的用量相近。
銦可在蓄電池中作添加劑,在無汞鹼性電池中作為緩蝕劑,可使電池成為綠色環保產品。銦在防止霧化層方面的用量不斷增加,銦塗層最初是在汽車製造業中採用,有可能普及到工業及高檔民用建築業中去。日本索尼公司發明了以銦代替鈧的新陰極,這樣每根電子槍的成本就降到了摻鈧電子槍的十分之一左右。因此,在電視機大功率輸出、長壽命方面,銦的套用發展前景引人注目。
光電子領域
在光電子領域,銦及其化合物半導體具有廣泛的用途。在銦基III-V族化合物半導體如銻化銦(INSB)、磷化銦(INP)、砷化銦(INAS)等中,研究和套用最早的是銻化銦(INSB),而最受重視並具有潛在套用前景的是磷化銦(INP),它在微波通訊向毫米波通訊方面,作為光纖通訊的雷射光源和異質結太陽能電池材料方面,都有突破性進展,展現了銦套用的可喜前景。銻化銦和砷化銦在紅外探測和光磁器件方面也有重要用途。在太陽能電池中,含銦化合物薄膜材料正異軍突起,以其高轉換率、低成本、便於攜帶等優勢受到矚目。
生產現狀
中國銦資源喪失定價權 日本加工後10倍價錢買回
在經歷了年初短暫的行業回暖後,目前的銦價正面臨“有市無價”的尷尬。“近期銦價顯現出疲弱跡象,需求也不旺,預計報價還將有小幅下滑。”天津稀有金屬交易中心信息中心工作人員王先生對《每日經濟新聞》表示。
目前銦價為現貨商詢價2778元~3000元/千克(不含稅),市場價格則為3100元/千克。而在今年8月份,銦價還維持在3600元/千克,短短几個月間整整下降了500元。事實上,產量僅為銀的1%的銦一直被外界看好。按照產業分析人士的估值,銦的合理價值應在2000~3000美元/千克,也就是目前銦價的大約6倍。稀缺戰略資源因何遭遇價格“尷尬”,《每日經濟新聞》對此進行了調查。
19家企業聯合爭奪定價權相關資料顯示,中國是全球第一大原生銦供應國,然而,這一壟斷性資源優勢卻沒有體現出“中國價值”,銦資源價格長期遭受外國廠家的壓制。19家中國具有銦出口資質和配額的企業就MB(MetalBul-letin,英國《金屬導報》周刊)的精銦報價問題發表聯合聲明:認為MB報導的精銦價格不能代表當前中國市場的主流價格;2010年6月中旬以來,中國廠商未曾以MB所報導的低價出貨,上述企業要求MB公正地發布即時市場價格,否則將聯合業內人士拒絕參照MB的報價,並拒絕向其提供任何有關信息。19家企業“激烈”行動背後正是中國在國際銦市場缺少話語權的具體體現。據《每日經濟新聞》了解,自6月9日以來。MB對銦金屬的最低報價就一直維持在520美元/千克,中國企業對此明確提出異議,認為MB報價低於市場主流價格;MB聲稱其報導的低價確為中國出口的不含稅價格。在幾次與MB溝通未果的情況下,中國企業通過公開申明的方式表明自己的立場。而中國有色金屬工業協會銦業分會(以下簡稱銦業分會)也表態稱,中國是銦最主要的原產地,理應在銦的價格問題上更有話語權。“從6~7月份,銦業分會就MB低報中國銦價格與對方進行了一個半月的艱難磋商,最後迫使MB正視中國企業的要求,提高了報價。”銦業分會會長趙立奎表示。
約九成小銦廠退出市場
銦礦多伴生在有色金屬硫化礦物中,特別是硫化鋅礦,其次是方鉛礦、氧化鉛礦、錫礦等,需通過相關工藝才能提煉出銦,目前包括株冶集團、中金嶺南、ST鋅業、ST珠峰、羅平鋅電等企業都有銦業務。方正證券銦業分析師鄧新榮表示,對於株冶集團等企業來說,銦並不是主營業務,而是副產品,生產成本低,因此價格也往往不高,這也造成了銦價格一直被市場低估。作為中國最重要的有色金屬冶煉基地之一,雲南省已探明的銦儲量占到了全國的40%左右。以箇舊地區為例,當地銦資源富集於鉛、錫、鋅、銅等礦中,原先精加工銦廠有乘風有色金屬、雲錫集團、自立礦冶廠等企業,另有十餘家粗加工銦廠。由於國內在產業鏈延伸方面的科技投入不夠,致使銦的深加工產品不能生產,國內下遊行業直接消費少,精銦必須依賴出口。但是來自歐美及銦主要消費國日本的廠家需求持續低迷,加上走私現象猖獗,出口市場只能不斷以低價進行競爭。與銦價的低迷相比,各種提取銦的原材料價格卻在不斷上漲,另外,環保等方面的要求日益嚴格,許多小銦廠被迫關閉。“整體關閉了90%,現在只剩下2家了箇舊市雙龍貴金屬實業有限公司高經理在接受記者採訪時表示,目前提煉銦的各種輔助材料價格一直上漲,擠壓了粗銦的利潤空間。由於沒有成熟的處理銦生產廢水的方法,這些企業承受著巨大的環保壓力。“國家實行節能減排之後,光環保一項就讓銦廠的成本增加了20%。”壓力不止於此,2007年6月18日開始,中國對銦出口實行許可證和配額管理,並徵收15%的關稅。而在此前,出口銦可以享受退稅13%。一進一退之間利潤的巨大下滑也讓林煉煥下定決心關閉了小銦廠,轉行做銅業生意了。在箇舊頗有實力的乘風有色金屬也停止了銦業生產,據公司段總經理介紹,由於沒有利潤,廠里雖然擁有銦出口配額,但也不得不停止生產。根據銦業分會的統計,從2007年開始,中國精銦產量連續3年逐年下降。為此,國家在政策上又進行了一番調整,從2009年7月1日起,對“未鍛軋銦、廢碎料”的出口暫定關稅由原先的15%下調為5%,“銦粉末”出口暫定關稅由10%下調為5%。日本控制銦加工核心技術
雖然中小銦廠退出市場、關稅提高等因素讓銦出口下降,但這絲毫沒有阻止外資染指中國銦資源的熱情。在《每日經濟新聞》的調查中發現,這些外資正以更為隱蔽的方式來獲取中國的銦資源,其中以日本最為典型。
日本是銦需求大國,中國70%的銦出口日本。但是日本將這些原產銦加工成高端產品後,又高價賣給中國企業。
中國國內銦產業的發展存在“群龍無首”、中小企業當道的現象,目前擁有100多家銦廠,銦資源呈分散狀態,約95%的生產廠家年生產量僅在1~5噸,且多數只能加工初級原料產品。
作為最大的銦採購商,日本企業主要採取的是分散採購的方式。日本企業最常用的做法是到銦廠比較集中的區域挨個打聽銦廠的產能,然後“獅子大開口”,要求採購。比如你的產能只有1噸,那么他就會開口說要3噸,因為產能達不到,再加上是國際貿易,所以小銦廠往往不敢貿然接單。實際上,各家銦廠的情況基本已被日本買家摸透,然後這些日本買家就開始動用國內招聘的中間採購商幾百斤幾百斤地從這些小銦廠購買,以達到壓價的目的。
日商從大量公開採購轉為小量分散採購,一方面是在採購戰略性極強的物資上避開國際市場的關注,另一方面巧妙利用採購時間差,扭曲正常的供求關係,並配合以輿論宣傳、惡意打壓來操縱市場價格,坐收漁利。
中小銦廠規模小,許多企業因資金缺乏,迫於生存的壓力只能競相壓價出貨,從而造成了長期以來極具戰略儲備意義的銦資源大量低價流失。
更為嚴重的是,在銦產業鏈中,中國通過消耗大量的銦資源賺取微薄的利潤,而日本等國卻將每年從中國大量進口的低價銦加工成高端產品,再以高價賣給中國。銦靶材(ITO粉)就是其中之一。
銦是ITO靶材生產的主要原料,自1994年以來,中國國內有不少企業聯合高校對相關技術進行研發,但至今無法掌握高品質ITO靶材製作所需之技術,這些技術目前主要被日本的幾大公司掌握,日本礦業公司、三井產業等4家企業控制著全世界95%左右的ITO靶材市場份額。此前有媒體報導稱,株冶集團等國內公司曾與日本企業進行過談判,但一直無法引進相關技術。
以目前的市場價格為例,中國出口精銦價格僅為每噸300萬元左右,但從日本進口的銦靶材(ITO粉)高達每噸兩三千萬元,價格接近精銦的10倍,利潤可見一般。
投資前景
銦在世界屬於稀缺資源。全球預估銦儲量僅5萬噸,其中可開採的占50%。由於目前未發現獨立銦礦,工業通過提純廢鋅、廢錫的方法生產金屬銦,回收率約為50-60%,這樣,真正能得到的銦只有1.5-1.6萬噸。
基於銦的稀缺和不可替代性,美國從1985年開始金屬銦的儲備。2007年,日本也將銦列入戰略儲備金屬名單。中國擁有世界上80%的銦儲量,卻沒有銦的定價權,走私情況猖獗,走私量甚至大於正常出口量。中國對銦資源的保護還有待加強。
二十世紀二三十年代,銦首先套用於合金材料的生產。八十年代,銦被大量用於電子工業。至2006年,銦的用量逾千噸,廣泛用於發光材料、半導體軸承製造。銦作為一種優良的改性劑,有“金屬維他命”之稱。良好的商品屬性支撐了銦的金融屬性的開發。
銦具有很好的保值性能。當前,一些金融部門、南方的投行已經接受銦作為融資工具進行抵押貸款。
銦還可以作為投機工具活躍於資本市場。一般金屬行情波動周期為5-7年,而銦則相對的具有很好的價格波動性。每年銦價會有兩輪漲勢。由於日本是目前最大的銦消費國,每年4月份日本的通關優惠政策會導致日本採購大增,銦價暴漲。而11月底前日韓企業則會為第二年生產提前2-3月大量採購,價格也會小漲。從2001年1月至今,銦價漲跌可為跌宕起伏,最低時只有50美元/千克,最高達到1050美元/千克。如此波動的行情有利於投機者利用金融槓桿進行有效操作,獲取大量利益。
未來,銦還可能與股票債券等硬性資產相提並論,用作風險規避。銦與銀價值非常相近,而相比之下銦更加稀缺。銦優於黃金投資的理由還在於,金價已經到達一個高位,絕無翻倍可能(全球黃金儲量以16萬噸計,接盤需要79萬億美元,這顯然是不可能的),而銦的儲量則只有1.5萬噸,用量卻以每年20-30%的比率上升,未來價格有翻倍可能,甚至會回到1000美元的高位。儘管短期內市場暫時疲軟,但長期來看,如果沒有強力的替代材料出現,銦的價格總會有所突破。