Elemento índio e resina de extração de índio

A ampla gama de aplicações do índio rendeu-lhe os títulos de “vitamina industrial” e “vitamina de ligas”. Sua forma de aplicação mais comum é o C (ITO) – um material único que é ao mesmo tempo condutor e transparente.
(1) Campo de exibição e controle de toque
Os filmes ITO são amplamente utilizados em telas de cristal líquido, telas sensíveis ao toque, telas OLED e outros dispositivos. 70% do consumo global de índio é utilizado na produção de alvos ITO.
(II) Campo de Semicondutores
O índio de alta pureza possui propriedades semicondutoras únicas. Compostos como fosfeto de índio (InP) e arsenieto de índio (InAs) são usados ​​na comunicação 5G, redes de fibra, lasers e na fabricação de chips de alta frequência e baixa potência.
(III) Novo Campo Energético
A eficiência de conversão fotoelétrica das células solares de película fina de cobre-índio-gálio-selênio (CIGS) excede 22% e é reconhecida internacionalmente como "um novo tipo muito promissor de célula solar de película fina para a próxima geração".
(4) Outros campos O índio também pode ser usado para fabricar ligas de baixo ponto de fusão, ligas de rolamentos, hastes de controle de reatores nucleares, juntas de vedação de alto vácuo, etc.

Dentre as diversas tecnologias de extração de índio, o método de troca iônica se destaca por sua alta eficiência, respeito ao meio ambiente e reciclabilidade. O princípio principal é o seguinte: Neste processo, o índio é adsorvido da solução contendo índio usando resinas de troca iônica e depois recuperado por dessorção (lavagem). O processo geral normalmente inclui etapas como dissolução ácida, troca iônica, lavagem e dessorção de índio.
(1) A estrutura e composição química das resinas de extração de índio
As resinas de extração de índio comumente usadas na indústria de refino de índio úmido são principalmente resinas de troca iônica quelantes macroporosas. O design de sua estrutura combina resistência física com seletividade química.
Estrutura: Esta estrutura é feita de polímero de poliestireno reticulado e é produzida através de polimerização em suspensão com uma estrutura de poros grandes. Esta estrutura é resistente a ácidos, sais e abrasão e pode se adaptar ao ambiente extremo de alto teor de ácido e alto teor de sal na fundição úmida. Ao mesmo tempo, a grande estrutura de poros fornece uma enorme área de superfície específica e canais de difusão iônica rápida.
Grupos funcionais: O núcleo funcional da resina é o grupo funcional quelante, que contém grupos de ácido aminofosfônico. Este grupo funcional contém átomos de coordenação como O, N, S e P, que podem fornecer pares solitários de elétrons e formar ligações de coordenação estáveis ​​e ligações iônicas com In³⁺ e outros íons metálicos, conseguindo assim quelação seletiva e adsorção de íons de índio. Para a resina dedicada ao índio, seus grupos funcionais são especialmente projetados, tendo uma afinidade extremamente alta por íons de índio trivalentes, ao mesmo tempo em que possuem uma adsorção muito fraca para íons de impureza comuns, como Na⁺ e Fe²⁺, conseguindo assim uma separação precisa.
Tipo íon: As resinas industriais geralmente são fornecidas no tipo sódio ou hidrogênio. Ao sair da fábrica, eles são convertidos principalmente para o tipo funcional (como o tipo sódio). Os usuários podem começar a usá-los simplesmente abrindo a bolsa e realizando um pré-tratamento simples (como transformação ácida ou lavagem com água).
Forma física: O tamanho da partícula está geralmente entre 0,315 e 1,25 mm e é uniformemente esférico. A distribuição uniforme do tamanho das partículas pode reduzir a resistência ao fluxo de água, garantir a permeabilidade da camada do leito, evitar desvios e bloqueios e facilitar o progresso uniforme dos processos de adsorção e dessorção.
(2) Princípio de Funcionamento: Adsorção Seletiva "Peneira Molecular"
O princípio de funcionamento da resina de índio pode ser resumido como "identificação precisa e captura direcionada": Em solução de lixiviação ácida (geralmente com pH <2), o índio existe na forma de In³⁺. Quando o líquido contendo índio passa através da coluna de resina, os grupos funcionais específicos da resina agem como uma "chave", emparelhando-se apenas com os íons de índio para formar um complexo estável. Enquanto isso, íons de impureza como zinco, alumínio e ferro fluirão com o líquido residual.
Após a saturação da adsorção, a resina é dessorvida usando ácido clorídrico/ácido sulfúrico como eluente, e uma solução rica em índio de alta concentração pode ser obtida. A resina dessorvida passa por um processo de regeneração simples, e seu desempenho de adsorção pode ser restaurado, permitindo sua utilização na próxima rodada.
(III) Pontos Fortes Centrais
Alta seletividade: Os grupos funcionais específicos possuem seletividade extremamente forte para In³⁺, permitindo a extração direta de índio de soluções complexas de lixiviação multimetálica, simplificando significativamente o processo de separação.
Forte tolerância ambiental: Pode operar de forma estável sob valores de pH inferiores a 2 e em condições ainda mais ácidas, com tolerância de temperatura de até 60-80°C. É adequado para os processos convencionais de adsorção em sistemas fracamente ácidos e eluição em sistemas fortemente ácidos.
Excelente desempenho dinâmico: A estrutura de poros grandes garante rápida troca iônica, com rápidas taxas de adsorção e dessorção e alta eficiência de produção.
Alta estabilidade física e química: A estrutura reticulada e o método estável de ligação de grupos funcionais permitem resistir à erosão e às mudanças de pressão e podem ser regenerados repetidamente por centenas de ciclos.