Élément indium et résine d'extraction d'indium

La large gamme d'applications de l'indium lui a valu les titres de « vitamine industrielle » et de « vitamine des alliages ». Sa forme d'application la plus courante est le C (ITO), un matériau unique à la fois conducteur et transparent.
(1) Champ d’affichage et de commande tactile
Les films ITO sont largement utilisés dans les écrans à cristaux liquides, les écrans tactiles, les écrans OLED et autres appareils. 70 % de la consommation mondiale d’indium est utilisée dans la production de cibles ITO.
(II) Domaine des semi-conducteurs
L'indium de haute pureté possède des propriétés semi-conductrices uniques. Des composés tels que le phosphure d'indium (InP) et l'arséniure d'indium (InAs) sont utilisés dans la communication 5G, les réseaux de fibres, les lasers et la fabrication de puces haute fréquence et basse consommation.
(III) Nouveau champ d’énergie
L'efficacité de conversion photoélectrique des cellules solaires à couches minces en cuivre-indium-gallium-sélénium (CIGS) dépasse 22 % et est reconnue internationalement comme « un nouveau type de cellule solaire à couches minces très prometteur pour la prochaine génération ».
(4) Autres domaines L'indium peut également être utilisé pour fabriquer des alliages à bas point de fusion, des alliages pour roulements, des barres de commande de réacteurs nucléaires, des joints d'étanchéité sous vide poussé, etc.

Parmi les différentes technologies d'extraction de l'indium, la méthode d'échange d'ions se distingue par sa haute efficacité, son respect de l'environnement et sa recyclabilité. Le principe principal est le suivant : dans ce procédé, l'indium est adsorbé de la solution contenant de l'indium à l'aide de résines échangeuses d'ions, puis récupéré par désorption (lavage). Le processus général comprend généralement des étapes telles que la dissolution de l'acide, l'échange d'ions, le lavage et la désorption de l'indium.
(1) La structure et la composition chimique des résines d'extraction d'indium
Les résines d'extraction d'indium couramment utilisées dans l'industrie du raffinage de l'indium par voie humide sont pour la plupart des résines échangeuses d'ions chélatantes macroporeuses. La conception de leur structure allie résistance physique et sélectivité chimique.
Structure : Cette structure est constituée d'un matériau polymère de polystyrène réticulé et est produite par polymérisation en suspension avec une structure à grands pores. Ce cadre est résistant aux acides, aux sels et à l'abrasion, et peut s'adapter à l'environnement extrême de forte teneur en acide et en sel lors de la fusion humide. Dans le même temps, la structure à grands pores offre une surface spécifique énorme et des canaux de diffusion ionique rapide.
Groupes fonctionnels : Le noyau fonctionnel de la résine est le groupe fonctionnel chélatant, qui contient des groupes acide aminophosphonique. Ce groupe fonctionnel contient des atomes de coordination tels que O, N, S et P, qui peuvent fournir des paires isolées d'électrons et former des liaisons de coordination stables et des liaisons ioniques avec In³⁺ et d'autres ions métalliques, réalisant ainsi une chélation et une adsorption sélectives des ions indium. Pour la résine dédiée à l'indium, ses groupes fonctionnels sont spécialement conçus, ayant une affinité extrêmement élevée pour les ions indium trivalents, tout en ayant une très faible adsorption pour les ions d'impuretés courantes tels que Na⁺ et Fe²⁺, permettant ainsi une séparation précise.
Type ionique : Les résines industrielles sont généralement fournies en type sodium ou hydrogène. À la sortie de l'usine, ils sont pour la plupart convertis en type fonctionnel (comme le type sodium). Les utilisateurs peuvent commencer à les utiliser en ouvrant simplement le sac et en effectuant un simple prétraitement (comme une transformation acide ou un lavage à l'eau).
Forme physique : La taille des particules est généralement comprise entre 0,315 et 1,25 mm et elle est uniformément sphérique. La distribution uniforme de la taille des particules peut réduire la résistance à l'écoulement de l'eau, garantir la perméabilité de la couche de lit, empêcher les déviations et les blocages et faciliter la progression uniforme des processus d'adsorption et de désorption.
(2) Principe de fonctionnement : Adsorption sélective « Tamis moléculaire »
Le principe de fonctionnement de la résine d'indium peut être résumé par « une identification précise et une capture ciblée » : dans une solution de lixiviation acide (généralement avec un pH < 2), l'indium existe sous forme d'In³⁺. Lorsque le liquide contenant de l'indium traverse la colonne de résine, les groupes fonctionnels spécifiques de la résine agissent comme une « clé », s'appariant uniquement aux ions indium pour former un complexe stable. Pendant ce temps, les ions d’impuretés tels que le zinc, l’aluminium et le fer s’écouleront avec les déchets liquides.
Après saturation par adsorption, la résine est désorbée en utilisant de l'acide chlorhydrique/acide sulfurique comme éluant, et une solution riche en indium à haute concentration peut être obtenue. La résine désorbée subit un processus de régénération simple et ses performances d'adsorption peuvent être restaurées, lui permettant d'être utilisée lors du cycle suivant.
(III) Points forts
Haute sélectivité : les groupes fonctionnels spécifiques ont une sélectivité extrêmement forte pour In³⁺, permettant l'extraction directe de l'indium à partir de solutions de lixiviation multimétalliques complexes, simplifiant considérablement le processus de séparation.
Forte tolérance environnementale : il peut fonctionner de manière stable dans des valeurs de pH inférieures à 2 et même dans des conditions plus acides, avec une tolérance de température allant jusqu'à 60-80 ℃. Il convient aux processus conventionnels d’adsorption dans les systèmes faiblement acides et d’élution dans les systèmes fortement acides.
Performances dynamiques exceptionnelles : la structure à grands pores assure un échange d'ions rapide, avec des taux d'adsorption et de désorption rapides et une efficacité de production élevée.
Haute stabilité physique et chimique : le cadre réticulé et la méthode de liaison des groupes fonctionnels stables lui permettent de résister à l'érosion et aux changements de pression, et peuvent être régénérés à plusieurs reprises pendant des centaines de cycles.