logo
Лекции по МРМ

3.2.9. Получение чернового индия

Черновой индий выделяют из растворов, содержащих 25 – 55 г/л индия, ≈50 г/л H2SO4 цементацией на цинковых или алюминиевых листах. Значения нормальных потенциалов ряда элементов в кислых растворах: φоIn3+/In = -0,34 В, φоZn2+/Zn = -0,76 В, φоAl3+/Al = -1,53 В. Как видно из приведенных значений потенциалов, индий можно осадить цементацией на цинке и алюминии. Процесс протекает с большей скоростью и полнее при применении в качестве цементирующего металла алюминия, так как разность потенциалов между алюминием и индием больше, чем между цинком и индием.

Скорость и полнота цементации индия зависят от концентрации индия и ионов SO42- в растворе. Зависимость потенциала элемента от его концентрации выражается формулой Нернста (уравнением Нернста):

E = Eo + (RT/nF) lg C (3.10)

E < Eo, когда С< 1 моль/л (115 г/л). Реально это всегда, поэтому разность между металлом-цементатором и цементируемым металлом меньше, чем разность между Eo. По мере выделения индия из раствора концентрация его снижается, что приводит к замедлению процесса.

При избытке ионов SO42- степень осаждения индия на цинке неполная. Это объясняется связыванием индия в комплексные ионы [In(SО4)2]-, что приводит к сближению потенциалов индия и цинка:

In3+ + 2 SO42- = [In(SO4)2]- (3.11)

Оптимальная концентрация серной кислоты 50 г/л.

Наличие ионов хлора в растворе (добавляют 10 - 20 см3 НCI на 1 л раствора) способствует протеканию процесса, так как НСI растворяет пассивирующую пленку оксида с поверхности алюминия и разрушает комплексы индия с ионами SO42-:

H[In(SO4)2] + 3 HCl = InCl3 + 2 H2SO4 (3.12)

Для начала цементации раствор в реакторе нагревают до 60 °С, после чего нагрев прекращают, так как процесс протекает с выделением тепла. Индий выделяется на пластинах в виде губки. Губка легко отделяется от листов алюминия. Губчатый индий промывают водой, прессуют в брикеты, плавят под защитным слоем гидроксида натрия и отливают в формы. Попутно с переплавкой происходит очистка от большей части цементирующего металла, а также от ряда других примесей, растворяющихся в расплавленной щелочи. Черновой металл содержит 96 - 99 % индия.