电解精炼法
电解法是在生产实践中最常见的方法,也易于实现工业化,我国目前生产4N(99.99%)精铟的企业都是采用电解精炼法。
电解法的原理是:电解进行时,化学电位比铟低的金属杂质沉积在阳极,成为阳极泥;而化学电位比铟高的金属,若将其浓度降低到足够低的程度,则残留在电解液中而不至沉积在阴极。电解法按照电极状态的不同,可以分为两大类:液体铟汞齐电解法和固体铟阳极电解法。而通常所说的电解精炼法是指固体铟阳极电解法。
铟汞齐电解法 由于铟在汞中有较大的溶解度(70.3%,铟的原子百分数),而其它杂质元素难溶于汞,故可用此法来精炼铟。发现该方法制得铟纯度高,但同时也发现该方法不能通过一次电解将杂质降低到需要的范围。采用阶梯式双性汞齐电极和点阴极的电解槽进行多次精炼,可使杂质含量进一步降低。
铟汞齐电解法的优点有:使用铟汞齐电极,由于杂质扩散速度快,可避免电位较正的杂质在阳极表面累积。 杂质元素有一部分不溶于汞,而铟能较好地溶于汞,在阳极过程中即电解汞齐时,铟又能和杂质较好分离。 纯度比固体铟阳极电解法的纯度高。但该法也有它的不足之处:铟对汞具有高亲和性,导致难以除去汞。 高温除汞造成产品容易被容器材料污染。 必须利用一系列其他高纯试剂。汞具有毒性。
阳极铟电解法 由于铟中镉、铊电位与铟很接近,难以通过电解法将其除去,往往需对其进行预先纯化。往铟中加入 的 的甘油溶液和单质碘,熔融,生成络合物。该方法操作简单,除镉效果好。
电解法精炼铟工艺流程短,操作简单方便,能进行大规模生产,获得产品纯度高(可达5~6N),但必须完成电解液成分、阴极材料、电解槽的选择和电解条件的确定。
为了制备更低杂质含量的高纯铟必须综合多种提纯方法,得出一个更好的纯化工艺流程。常常采用包括低卤化合物法 电解精炼 高真空蒸馏法的联合工艺,该方法具有很大的发展前景。采用这种工艺方法获得了高质量高纯铟产品。质子分析和中子活化分析指出,在48种被分析的杂质中,15种杂质的含量低于0.001μg/g,30种杂质的含量低于0.01μg/g,仅有3种杂质(Al、Ca、Ba)的含量为0.01μg/g。也有文献报道采用真空蒸馏-电解精炼-拉单晶工艺可制备6~9N的高纯铟。