Индий
- 22-03-2011 - admin
- Просмотров: 2 117
- Комментариев: 0
- Техника / рефераты по материаловедению
...
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
ОСНОВНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИНДИЯ
Плотность при 20 0 С,г/см2 7,36
Твердость, мПа 9,0
Температура ,0 С :
плавления 156,2
кипения 2075
Удельное электрическое сопротивление при 20 0 С, ом*м 8,37*10-8
Удельная магнитная восприимчивость, м3/кг -7,0*10-8
Температурный коэффициент температурного расширения 33*10-6
Площадь сечения захватов нейтронов, м2 194*10-28
Индий (In) редкий рассеянный не имеющий собственных руд и месторождений минерал.
В периодической системе расположен в третьей группе.
Атомный номер 49
Атомная масса 114,82
Размер радиуса :
атома 0,166нм,
иона (+3) 0,092 нм
Атом состоит из 2-х изотопов 113In , 115In и из 11 радиоизотопов имеющих низкую радиационную опасность.
Наиболее устойчивая валентность +3
По основности-кислотности занимает промежуточное положение между Fe2+ и Fe3+ ,относится к амфотерным элементам.
pH осаждения In(OH)3=3.3-4.4 , повышается со снижением его содержания.
Реагирует с кислотами : Cl , F , Br ; при нагревании - с O , S ; индиферентен к H.
Нитрат,сульфат,хлорид - гигроскопичны и растворимы в воде.
Кларк In в земной коре 0,07 г/т.
Распространенность в породах (г/т) :
кислых 0,07
средних 0,07
основных 0,06
у/о 0,02
глинистых сланцах 0,08
песчаниках 0,05
Общие запасы индия в цинковых рудах зарубежных стран в 1966 г. Состовляли 2,6 тыс. Тонн, подтвержденные 1,4 тыс. тонн.
Выявленные ресурсы 3 тыс. тонн.
КАНАДА - 0,25 , США - 0,22 , ПЕРУ - 0,1 , ЯПОНИЯ - 0,07 , др. страны 0,08 тыс. тонн.
СНГ : РОССИЯ - 80 % , КАЗАХСТАН - 12 % , АЗЕРДБАЙДЖАН - 8 %
Производство индия : зарубежом - 160 т/год .
СНГ : РОССИЯ - 65 % , УЗБЕКИСТАН - 28 , КАЗАХСТАН - 3,5 , УКРАИНА - 3,5
Основные потребители индия : ЯПОНИЯ , США , Зап. Европа.
ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
Наиболее интенсивнно индий используется в Японии ( более 1/2 зарубежного производства).
Структура потребления индия в этой стране [ % ] :
электроника (оксидные погкрытия ) - 55
фотоприборы - 11
полупроводники - 6
легкоплавкие сплавы - 10
стоматология - 3
прочее - 15
Прогнозируется расширение сферы применения индия и увеличение его потребления.
3. ОСНОВНЫЕ ИНДИЙ СОДЕРЖАЩИЕ МИНЕРАЛЫ
Собственные минералы индия (4 сульфида , гидроксид , самородный индий ) не имеют самостоятельной промышленной ценности. Кроме того в сульфидной минерализации связанной с высокотемпературными фумаролами вулканов Курил обнаружены микровключения состава : Zn3CdIn2S7 , ZnCdIn2S5 , CdIn2S4 .
Минералы носители индия многочисленны , но максимальные его концентрации содержат тетраэдрические сульфиды . Главные из них характеризуются следующими средними содержаниями индия (г/т) :
Сфалерит - 49
Халькопирит – 12
Касситерит - 24
Галенит - 4
Каждый из промышленно важных минералов концентраторов индия , отличается по степени индиеносности в различных типах месторождений , нередко степень концентрации элемента в одном и том же минерале отличаются на 1-3 порядка .Особенно благоприятны для нахождения индия сульфиды из месторождений в которых они образуются совместно с минералами олова . В этом случае в сфалерите содержания могут достигать 1 % и более .
Существенную роль в медных рудах играет индий содержащий халькопирит , а в оловянных – касситерит .
4. ПРОМЫШЛЕННЫЕ ТИПЫ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Индий не образует собственных месторождений .В качестве попутного полезного компонента он присутствует в концентрациях представляющих промышленный интерес в рудах свинцово-цинковых , колчеданных , оловянных месторождений.
По запасам индия существует следующая градация :
Крупные 200-500
Средние 50-200
Мелкие -менее 50
По запасам индия среди свинцово-цинковых месторождений преобладают мелкие и средние , редко крупные ( Холоднинское , Смирновское ) и весьма крупные (Филизчайское ) месторождения .
Для России ( в отличии от большинства зарубежных стран ) большое значение по запасам и добыче индия имеют медные индий содержащие месторождения.
В России с ними связано 55 % запасов и 58 % добычи индия (в СНГ – 49,2 % и
55,7 % соответственно ).
5. ПРИРОДНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ТИПЫ СЫРЬЯ
В России и других странах СНГ все природные и технологические типы и сорта индий содержащих руд соответствуют тем , которые выделяют на месторождениях по основному виду полезного ископаемого .
Геологические границы между различными типами руд , как правило , отсутствуют ; подсчет их запасов и содержащегося в них индия производится статистическим методом . Содержание индия по месторождениям колеблется обычно в пределах 2 - 10 г/т , состовляя в среднем 3,6 % . На отдельных месторождениях оно достигает 15 - 30 г/т (Левиха , Яман-Касы , Ново-Шайтанское ).
Низкими содержаниями характерезуются руды стратиформных и колчеданно-полиметалических месторождений , более высокие содержания типичны для руд месторождений
с повышенными содержаниями олова , на которых среднее содержание индия состовляет 25-70 г/т (Смирновское , Красногорское и др. месторождения в Приморье ).
Содержание индия в оловянных рудах по отдельным месторождениям колеблется от 0,2-0,4 г/т (Дубровское , Верхнее ) до 50-60 г/т (Илинтас , Тернистое ) и в среднем по оловорудным месторождениям состовляет 8,2 г/т . Характерной особенностью многих оловорудных месторождений является большое количество индий содержащих минералов и сложный , весьма
изменчивый баланс распределения индия по минеральным формам .
6. ОЦЕНКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПРИ ПОИСКЕ И РАЗВЕДКЕ
Индий относится к попутным компонентам III группы , для подсчета запасов которых специальных геологоразвнедочных работ не проводится . Изучение и оценка индий содержащего сырья осуществляется одновременно с работами на основные полезные ископаемые в соответствии с принятыми для комплексного сырья требованиями .
Основным поисковым критерием наличия индия в изучаемых рудах или месторождениях является наличие в них цинка в сульфидной форме или олова в концентрациях , обеспечивающих возможность рентабельного получения цинковых и олвянных концентратов или их промпродуктов при промышленной переработке руд . Поэтому на стадии поисковых работ проводят опробование всех природных типов цинк- и оловосодержащего сырья на индий. При оценочных работах определяют возможное промышленное значение индия .
В процессе разведки месторождений изучают баланс распределения индия по минеральным формам и устанавливают количество индия , связанного с минералами , извлекаемыми в товарные концентраты , прежде всего со сфалеритом и касситеритом. На основании статистической обработки результатов опробования определяют корреляционные связи индия с основными полезными компонентами и при наличии последних вычисляют коэффициент корреляции и получают уравнение регрессии для каждого технологического типа и сорта руд.
В связи с тем , что содержание индия при оконтуривании запасов комплексных руд не учитывается , оно определяется по групповым пробам , характерезующим все технологические типы и сорта руд в полных разведочных пересечениях . Плотность сети опробования на индий одинакова с с плотностью сети разведочных пересечений для подсчета запасов основных компонентов по категориям С1 и С2 . Учитывая низкие содержания индия в рудах , его определение проводят по мономинеральным пробам или лабораторным концентратам , получаемым при обогащении групповых проб . В этих же целях используют лабораторные концентраты , получаемые при обогащении малообъемных проб , отбираемых при геолого-технологическом картировании месторождения . Внутренний и внешний геологический контроль качества аналитических работ и обработку результатов контрольных анализов осуществляют в соответствии с действующими методическими указаниями.
В процессе технологических исследований обогатимости руд на лабораторных или полупромышленных пробах изучают распределение индия по продуктам обогащения .
7. ДОБЫЧА , ПЕРЕРАБОТКА И ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ИНДИЙСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ .
Ииндийсодержащим сырьём , перерабатываемым в прмышленных масштабах на металургических и химических заводах , являются цинковые , свинцовые , медные , оловянные и пиритные концентраты . Индий извлекается попутно при переработке этих концентратов . Какого-либо влияния на добычу руд он не оказывает. Поэтому представление о технологии разработки месторождений индийсодержащих руд в достаточно полном объеме может быть использовано при рассмотрении эксплуатации карьеров и шахт , добывающих руды цветных металов и полиметалические .
Переработка руд и концентратов основных металов не оказывает существенного влияния на распределение индия между продуктами переработки .С достаточной достоверностью принято следующее выявленное практикой распределение индия (%) :
1 - в процессе его извлечения :
1.1 при обогащении в цинковом концентрате - 28 %
1.2 при обогащении в медном концентрате - 26 %
1.3 при обогащении в свинцовом концентрате - 2 %
1.4 при обогащении в пиритном концентрате - 9 %
1.5 в хвостах - 35 %
2 - в продуктах медеплавильного производства :
2.1 в шлаке - 70 %
2.2 в пыли - 23 %
2.3 прочих - 7 %
3 - в продуктах свинцового производства :
3.1 в пыли - 15 %
3.2 в шлаке - 60 %
3.3 в свинце - 25 %
(во время фьюмингования из шлака извлекается не менее 70 % индия )
4 - в продуктах цинкового производства :
4.1 в кеках - 90 %
4.2 в прочих - 10 %
(при вельцевании кеков в пыли изалекается 60 % индия )
Всего из полиметалической руды извлекают 12-15 % индия в основном на гидрометалургических цинковых заводах . В вельц-пылях содержание индия достигает 600-1000 г/т .
Таким образом , индий концентрируется в пылях вельцевания , фьюмингования и черновом свинце .
Типовая технология извлечения индия из пылей и шламов после их сульфатизации складывается из следующих операций :
растворение в воде или кислоте в одну - две стадии
гидролитическое осаждение индия при pH=3-4 совместно с гидратом окиси железа окисью цинка .
растворение и переосаждение первого осадка чистой окисью цинка с отделением от основной части железа после его восстановления
цементация индия на алюминиевых ( цинковых ) листах .
обработка губки раствором едкой щелочи и промывка водой
брикетирование губки и выплавка анодов
электролиз ( однократный или в две стадии ) хлоридного раствора ( t0=20-250 ; In 60 г/т )
Существуют особенности извлечения индия из различного сырья :
В свинцовом производстве индийсодержащим сырьём являются свинцовые концентраты и свинцовые кеки цинковых заводов . Незначительная часть индия поступает со свинцовыми кеками медеплавильных заводов , висмутистым свинцом , золото и серебросодержащими концентратами и другими промпродуктами . В целом по свинцовому производству в пыли ( возгоны ) извлекается до 40-55 % индия от его содержания в исходной шихте. Содержание индия в пылях колеблется обычно в пределах 150 - 200 г/т. Концентрация индия в пылях по сравнению с исходной шихтой обычно увеличивается почти в двадцать раз. Они поддвергаются грануляции и сульфатизирующему обжигу при температуре 350-400 0С , в процессе которого большая часть цветных и редких металов, включая индий, переводится в легко растворимые сульфаты. В процессе грануляции и обжига значительная (25-30 %) часть индия вновь переходит в пыли , улавливаемые в электрофильтрах и возвращаемые в производственный процесс в качестве оборотного продукта , а 70-75 % индия остается в сульфатном продукте .
В медеплавильном производстве индийсодержащим сырьем являются медные концентраты , медные кеки цинкового производства и прочее сырье , входящее в перерабатываемую шихту (золотосодержащие концентраты , кварцевые флюсы , пиритный концентрат и.т.д. )
В оловянном производстве индий получается при гидрометалургической переработке возгонов , но основная его часть теряется при доводке оловянных концентратов и с отвальными шлаками .
Сквозное извлечение индия от сырья изменяется от 25 до 53 % и в среднем состовляет около 31 % .
Значительное количество индия (5-10 т в год )поступает на переработку с пиритными концентратами и серноколчеданными рудами . Большая часть пиритных концентратов перерабатывается на серную кислоту . В процессе переработки содержащийся в концентратах индий полностью теряется с отвальными шлаками ( пиритными огарками ).
За рубежом около 70 % индия получается в цинковом производстве . Отходы пирометалургического производства цинка содержат :
пыли печей коксования брикетов - 30 %
черновой свинец - до 12 %
ретортные остатки - 15 %
При гидрометалургическом производстве цинка источником извлечения индия служат возгоны вельц- и фьюминг- процесса .
В призводстве свинца источником индия служат продукты рафинирования черного свинца - дроссы , а также пыли и шлаки отражательной плавки медистых съемов . Небольшим источником индия за рубежом являются также отходы производства олова, пыли , образующиеся при плавке оловянных концентратов , где концентрируется до 75 % металла от исходного количества .
Отходы производства никеля ( никелевый штейн ) служат источником получения индия в Норвегии . Из медных руд индий извлекается в КНР .
Индий поставляется в соответствии с марками ИН-00 , ИН-0 , ИН-1 , ИН-2.
Содержание индия в двух первых марках не менее 99,999 и 99,998 % , а десяти контролируемых примесей по 0,0001-0,00001 % каждой . Особо чистый индий содержит примесей на порядок меньше , чем в обычных марках .
Испытания качества индийсодержащих продуктов производятся совместно с испытаниями их на извлечение основного метала . Технология извлечения индия выбирается на основе результатов испытаний технико-экономических рачетов и исходя из наличия поблизости металлургических заводов, перерабатывающих индийсодержащее сырье .
8. ВЛИЯНИЕ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ , ДОБЫЧИ И ПЕРЕРАБОТКИ СЫРЬЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
Индий слабо изучен экологически и относится к токсичным металлам средней ( II группа ) или низкой ( III группа ) степени опасности .Токсикологические нормативы ( мг/м3 ) : ПДКр3 In2O3 - 4 ,
ВДК нитрата (в пересчете на индий ) - 0,05 (III) , ПДКсс - 0,005 (II) . Каких-либо экстремальных ситуаций в связи с загрязнением индием окружающей среды не отмечалось , как и патологий , связанных с его воздействием на животных и человека . В геологоразведочной практике индий в окружающей среде не фиксируется . В металургическом производстве он накапливается в ряде полупродуктов , и безопасность на производстве обеспечивается соблюдением обычных производственных требований .
9. ГЕОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ .
При геолого-экономической оценке месторождения и технико-экономическом обосновании подсчетных параметров определяют условия подсчета запасов индия . Содержание индия в рудах подсчетными параметрами не лимитируется , так как его извлечение не влечет за собой увеличение капиталовложений в промышленное строительство горно-обогатительного предприятия , эксплуатационных расходов и себестоимость продукции . Дополнительный экономический эффект от извлечения индия обычно не определяется так как содержащийся в товарных концентратах индий предприятиям не оплачивается . Если технологическими исследованиями доказана возможность получения при обогащении руд цинкового концентрата марки КЦИ с содержанием индия не менее 0,04 % при оценке месторождения учитывают дополнительный экономический эффект от извлечения индия .
Внимание!
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.