如果要数一数世界上最贵重的金属,黄金只能排在第二位。
珍贵的黄金
你知道什么金属比黄金贵吗?答案是铑,2020年直接比黄金贵4倍。
但是今天要说的金属铟,,曾经是因为储量稀少,价格飙升。直接超越黄金。
铟是一种什么样的金属?为什么我国作为储量最大的国家却很少使用呢?
在我国使用铟有哪些难点?如何突破技术“卡脖子”的尴尬?
接下来我们就来了解一下,这种比黄金还贵的金属在我国的储量有8000吨,为什么利用率这么低?
铟是一种稀有金属
1863年,德国科学家里希特和赖希首次发现了这种金属铟(In)。
因为是锌矿加工后与铁、铅、铜矿结合形成的金属元素,所以常与铅锌矿床伴生。
这种稀有金属是地球上最柔软的金属,用指甲就能捏出来,因此具有极强的可塑性和延展性,可以压制成薄片。
铟矿
有趣的是,如果你把铟压弯了,它也会哭得像个婴儿。
目前世界上金属铟的储量只有5万吨,其中只有50%左右可以开采。
该方法的回收率仅为50%-60%,因此最终可获得的金属铟只有15,000-16,000吨。矿场
铟的当前价格随着其应用程度而波动。价格普遍稳定在2000-4000元/公斤,一度涨至5000元/公斤。
但2021年,欧洲化学理事会将对全球化学元素现有储量进行统计。
发现大部分化学元素的产量处于比较平衡的状态,但金属铟的情况则不同。
也就是说,目前金属铟的储量严重不足。
这一结论出台后,许多国家开始恐慌,尤其是那些掌握了金属铟加工技术的国家。
金属铟锭
要知道,2021年黄金价格在340元/克左右,即68万元/公斤,可见金属铟在世界上的重要性。
我国金属铟储量居世界首位
我国拥有世界上最大的铟储量。探明储量13014吨,分布在中国15个省份,其中云南和广西储量最大。
已探明的铅储量3573万吨、锌储量9379万吨中,伴生铟储量约8000吨。
因此,我国已成为世界上最大的铟生产国和出口国,占世界铟产量的30%以上。
金属铟
日本和韩国也有大量的铟,但由于产量不如中国,日本从中国大量进口金属铟。
中国对铟的利用率不如日本
但是中国拥有大量的金属铟,最终还是比日本便宜。
日本每年的铟需求量占全球每年铟产量的70%,使日本成为全球最大的铟消费国。
至于为什么会形成这样的局面,就要了解金属铟在工业上的应用。
金属铟的透光性和导电性极强,所以70%的铟用于生产液晶显示器和平面屏幕,也就是ITO铟靶.
笔记本电脑、电视和手机的屏幕都离不开这种材料。此外,飞机和汽车的防雾挡风玻璃也是用这种金属制成的。
另有12%用于电子半导体领域,12%用于焊料和合金领域,另有6%用于研究。
由于其极强的导电性,在电子半导体领域发挥着非常突出的作用。
因为金属铟的熔点很低,只有156.6℃,而沸点很高,达到2075℃,所以很容易被塑化。
铟产品无论是这种合金还是由铟制成的材料,被广泛应用于医疗领域。
例如,铟胶体用于肝脏、脾脏和骨髓扫描,铟-DTPA用于大脑和肾脏扫描,铟还可以用于肝血池扫描中铁蛋白的转运。
而这种合金还有一个特点,它在常温下是液体,表面张力为每米500毫牛顿。
也就是说,只要改变电压的大小,就可以调节合金表面的张力和体积粘度,使其成为未使用的结构。
研究人员认为,如果这项技术能够用于人体修复,就有机会帮助人类修复断裂的神经,避免长期残疾。
镓铟锡合金
虽然金属铟在很多领域都有广泛的应用,但在我国的利用率却极低。
日本掌握铟靶材主要技术
中低端ITO靶材主要用于汽车显示屏、仪表显示器,高端ITO靶材主要用于显示薄膜靶材、集成电路薄膜靶材、磁光记录薄膜靶材.
生产车间ITO靶材国际高端ITO靶材被日本、韩国、德国、美国几家公司垄断。
其中,日本的JX日油金属和日本的三井矿业几乎占据了ITO靶材的全部份额和大部分面板市场,年供应量可达600多吨。
ITO铟靶材
所以目前中国在这项技术上被日本等国“卡住”。
ITO靶材学名为氧化铟锡,是一种n型半导体材料,包括靶材、ITO粉、导电浆料和ITO透明导电膜。
是将氧化铟和氧化锡粉末按一定比例混合,经过一系列生产工艺,在高温气氛中烧结而成的黑灰色陶瓷半导体。
听起来很简单?但对于这种材料,我国在技术上一直处于弱势地位。
ITO薄膜
事实上,自2011年以来,在日美韩等主要平板需求增加的带动下,高端ITO靶材需求主材铟价持续上涨。
我们对高端ITO靶材的需求几乎完全依赖日韩。毕竟作为电子产品的消费大户,同时也是生产大户。
我国每年出口大量的手机、电脑、平板电脑等电子产品,其中使用的ITO靶材只能进口。
据了解,截至2019年,ITO靶材市场需求量达1680吨,中国占其中的49%,居首位。
但是毕竟原材料都在自己手里,怎么还依赖国外呢?
ITO目标
所以我国已经在“铟铝深加工关键技术研究与产品开发”的重点项目上进行了试验。
2012年,洛阳725实现了拥有完全自主知识产权的高纯高活性纳米ITO分泌植被、湿法成型、氧压烧结、物理气化回收等核心技术的高端化生产。国产ITO靶材自主供应。
虽然这对于突破我国产业技术瓶颈,改变金属铟低价出口、回收产品高价的被动局面具有重要意义,但在很大程度上,我国对此还不成熟技术。
使用高端ITO靶材
据研究,金属铟的价格普遍维持在3000元/kg左右,而铟靶材的价格已经达到了30000元/kg。ITO靶材技术研究。
面对这样的困境,我们需要行动起来。
又因为从长远来看,以金属铟为主要材料的ITO靶材、CIGS薄膜太阳能电池和LED产业的应用前景将成为全球新兴产业的主流发展方向。
我国不愁技术攻关难。过去,很多被国外“卡住”的技术,经过长期尝试,都取得了突破。