Элемент Индий и смола для экстракции индия

Широкая область применения индия принесла ему титулы «промышленный витамин» и «витамин сплавов». Наиболее распространенная форма его применения — C (ITO) — уникальный проводящий и прозрачный материал.
(1) Поле дисплея и сенсорного управления
Пленки ITO широко используются в жидкокристаллических дисплеях, сенсорных экранах, OLED-дисплеях и других устройствах. 70% мирового потребления индия используется в производстве мишеней ITO.
(II) Полупроводниковое поле
Индий высокой чистоты обладает уникальными полупроводниковыми свойствами. Такие соединения, как фосфид индия (InP) и арсенид индия (InAs), используются в связи 5G, волоконных сетях, лазерах и производстве высокочастотных и маломощных чипов.
(III) Новое энергетическое поле
Эффективность фотоэлектрического преобразования тонкопленочных солнечных элементов медь-индий-галлий-селен (CIGS) превышает 22%, и они признаны во всем мире как «очень многообещающий новый тип тонкопленочных солнечных элементов следующего поколения».
(4) Другие области Индий также может использоваться для производства легкоплавких сплавов, подшипниковых сплавов, стержней управления ядерными реакторами, высоковакуумных уплотнительных прокладок и т. д.

Среди различных технологий извлечения индия ионообменный метод выделяется своей высокой эффективностью, экологичностью и возможностью вторичной переработки. Основной принцип заключается в следующем: в этом процессе индий адсорбируется из индийсодержащего раствора с помощью ионообменных смол, а затем восстанавливается путем десорбции (промывки). Общий процесс обычно включает такие стадии, как растворение кислоты, ионный обмен, промывка и десорбция индия.
(1) Структура и химический состав индиевых экстракционных смол.
Обычно используемые смолы для экстракции индия в промышленности мокрого рафинирования индия представляют собой в основном макропористые хелатирующие ионообменные смолы. Их структура сочетает в себе физическую прочность и химическую селективность.
Каркас: Этот каркас изготовлен из сшитого полистирольного полимерного материала и производится методом суспензионной полимеризации с крупнопористой структурой. Этот каркас устойчив к кислотам, солям и истиранию и может адаптироваться к экстремальным условиям с высоким содержанием кислоты и соли при мокрой плавке. В то же время крупная пористая структура обеспечивает огромную удельную поверхность и каналы быстрой диффузии ионов.
Функциональные группы: Функциональным ядром смолы является хелатирующая функциональная группа, которая содержит группы аминофосфоновой кислоты. Эта функциональная группа содержит координационные атомы, такие как O, N, S и P, которые могут обеспечивать неподеленные пары электронов и образовывать стабильные координационные связи и ионные связи с In³⁺ и ионами других металлов, тем самым достигая селективного хелатирования и адсорбции ионов индия. Для смолы, предназначенной для индия, специально разработаны ее функциональные группы, обладающие чрезвычайно высоким сродством к ионам трехвалентного индия, но при этом обладающие очень слабой адсорбцией для обычных ионов примесей, таких как Na⁺ и Fe²⁺, что обеспечивает точное разделение.
Тип иона: промышленные смолы обычно поставляются натриевого или водородного типа. На выходе с завода их чаще всего переводят в рабочий тип (например, натриевый). Пользователи могут начать их использовать, просто открыв пакет и выполнив простую предварительную обработку (например, кислотную трансформацию или промывку водой).
Физическая форма: Размер частиц обычно составляет от 0,315 до 1,25 мм, они имеют однородную сферическую форму. Равномерное распределение частиц по размерам может снизить сопротивление потоку воды, обеспечить проницаемость слоя слоя, предотвратить отклонения и закупорку, а также способствовать равномерному протеканию процессов адсорбции и десорбции.
(2) Принцип работы: селективная адсорбция «молекулярное сито».
Принцип работы индиевой смолы можно резюмировать как «точная идентификация и целенаправленный захват»: в кислом выщелачивающем растворе (обычно с pH < 2) индий существует в форме In³⁺. Когда индийсодержащая жидкость проходит через колонку со смолой, определенные функциональные группы смолы действуют как «ключ», соединяясь только с ионами индия с образованием стабильного комплекса. Между тем, ионы примесей, такие как цинк, алюминий и железо, будут вытекать вместе с отработанной жидкостью.
После адсорбционного насыщения смолу десорбируют, используя в качестве элюента соляную кислоту/серную кислоту, и можно получить раствор высокой концентрации, богатый индием. Десорбированная смола подвергается простому процессу регенерации, и ее адсорбционные характеристики могут быть восстановлены, что позволяет использовать ее в следующем раунде.
(III) Основные сильные стороны
Высокая селективность: конкретные функциональные группы обладают чрезвычайно высокой селективностью в отношении In³⁺, что позволяет напрямую извлекать индий из сложных растворов выщелачивания нескольких металлов, что значительно упрощает процесс разделения.
Высокая устойчивость к окружающей среде: он может стабильно работать при значениях pH ниже 2 и даже в более кислых условиях, с температурной устойчивостью до 60-80 ℃. Он подходит для традиционных процессов адсорбции в слабокислых системах и элюирования в сильнокислотных системах.
Выдающиеся динамические характеристики: крупнопористая структура обеспечивает быстрый ионный обмен, высокую скорость адсорбции и десорбции и высокую эффективность производства.
Высокая физическая и химическая стабильность: сшитый каркас и метод стабильного соединения функциональных групп позволяют ему противостоять эрозии и изменениям давления, а также могут многократно регенерироваться в течение сотен циклов.