如果要盤點世界上最貴重的金屬,黃金隻能屈居第二。
貴重的黃金
那你們知道比黃金還貴的金屬是什麼嗎?答案就是铑,它的價格在2020年直接比黃金貴4倍。
但是今天要說的這一金屬铟,曾經卻因儲量稀少,價格暴漲,直接趕超黃金。
铟的是一種什麼樣的金屬?為什麼我國作為儲量第一的國家卻很少使用?
我國在铟的使用方存在着什麼困難?如何突破技術“卡脖子”的窘态?
接下來我們就來了解一下,這個比黃金還貴的金屬,在我國儲量達到8000噸,為什麼使用率卻很低呢?
金屬铟
铟是一種稀有金屬1863年,德國科學家裡希特和賴希第一次發現了這種金屬铟(In)。
由于它是由鋅礦石加工,和鐵、鉛和銅礦石結合之後形成的金屬元素,所以經常伴生于鉛鋅礦床中。
由于這種金屬元素在地殼中的分布很少,并且很分散,隻能通過其他金屬礦中提取出來,所以被認定為稀有金屬。
這種稀有金屬是地球上最軟的金屬,用指甲就可以掐出痕迹,所以有着極強的可塑性,和延展性,還能夠将其壓成薄片。
铟礦石
有趣的是,如果将铟彎曲,它還會發出像嬰兒一般的哭聲。
目前在全球範圍内,金屬铟的儲量隻有5萬噸,其中能夠開采的也隻有50%左右。
由于沒有發現獨立的铟礦,所以隻能用提純廢鐵的方法,将金屬铟從伴生礦床中提取出來。
這種方法的回收率隻有50%-60%,所以最終能夠得到的金屬铟隻有1.5-1.6萬噸。
采礦現場
目前铟的價格随着對它的應用程度上下起伏,價格一般穩定在2000-4000元/千克,曾經最高漲到5000元/千克。
但是2021年,歐洲化學會對全球現有的化學元素儲量進行統計。
結果發現,大部分化學元素的産量都處于一個相對平衡的狀态,但是金屬铟卻呈現出不同的情況。
也就是說,目前金屬铟的儲量已經嚴重不足。
這一結論一經發出後,很多國家開始陷入恐慌,尤其是那些掌握了金屬铟的加工工藝的國家。
金屬铟錠
這些國家的人紛紛出大價錢來搶購金屬铟,導緻其價格在一段時間内暴漲,直接超越了黃金的價格。
要知道2021年黃金的價格大約在340元/克左右,也就是680000元/千克,由此可見金屬铟在世界範圍内的重要程度。
我國金屬铟的儲量居世界第一我國擁有世界上最大的铟儲量,目前已探明的保有儲量為13014噸,分布在中國15個省份,其中雲南和廣西的儲量最多。
在探明的3573萬噸鉛和9379萬噸鋅中,伴生的铟儲量大約為8000噸左右。
所以我國順理成章地成為了全球最大的铟生産國和出口國,産量占全球铟的30%以上。
金屬铟
日本和韓國同樣擁有大量的铟,但由于産量不如中國,所以日本的金屬铟大量進口自中國。
中國對铟的使用率卻不如日本然而中國空有大量的金屬铟,到頭來還是便宜了日本。
日本每年的铟需求量占世界铟年産量的70%,成為世界上最大的铟消費國。
至于為什麼會形成這樣的局面,就需要了解金屬铟在工業上的應用了。
金屬铟的光滲透性和導電性都極強,因此有70%的铟都被用于生産液晶顯示器和平闆屏幕,也就是ITO铟靶材。
現在的筆記本電腦、電視和手機等的屏幕可都離不開這種材料,另外現在飛機、汽車的防霧擋風玻璃也是有這種金屬制作而成。
另外還有12%應用于電子半導體領域,12%用于焊料和合金領域,另外6%則用于研究。
在電子半導體領域,因為它具有極強的導電性,所以起到了相當突出的作用。
由于金屬铟的熔點很低,隻有156.6℃,而沸點則很高,達到2075℃,所以很容易塑性。
金屬铟可以和金屬镓組合成一種特别的合金,它可以作為在較高溫度下的真空縫隙的填充材料。
金屬铟産品
不管是這種合金還是由金屬铟制成的材料,都廣泛應用于醫療領域。
比如在肝、脾和骨髓的掃描中就用到了铟膠體,在腦、腎掃描中則用到铟-DTPA,在肝血池掃描中還可以用铟輸送鐵蛋白。
而這種合金有一個特别之處,在室溫下呈現液态,它的表面張力為每米500毫牛頓。
也就是說,僅需要更改電壓的大小,就可以調整合金表面的張力和塊粘度,使其變成不用的結構。
科研人員認為,如果這種技術能夠用于人體修複,那麼就有機會幫助人類修複被切斷的神經,避免長期殘疾。
镓铟錫合金
盡管金屬铟在很多領域都有廣泛應用,但是我國對它的使用率卻極低。
日本掌握铟靶材料的主要技術這主要是因為,作為透明電極塗層的ITO铟靶材中主要技術都掌握在日本産業手中,它們掌握了全球95%的市場份額。
中低端ITO靶材主要應用于汽車的顯示屏和儀器儀表的顯示,而高端ITO靶材則主要用于顯示器薄膜靶材和集成電路薄膜靶材以及磁記錄和光記錄膜靶材。
生産車間的ITO靶材
國際高端的ITO靶材被日本、韓國、德國和美國幾家公司壟斷。
其中日本JX日礦日石金屬和日本三井礦業兩大公司,幾乎占據了ITO靶材的全部份額和大部份的面闆市場,他們每年的供應量可以達到600噸以上。
ITO铟靶材
所以目前,中國在這項技術方面,就被日本等國死死的“卡脖子”了。
ITO 靶材的學名是氧化铟錫,就是一種n型半導體材料,這種材料包括靶材、ITO粉末、導電漿料和ITO透明導電薄膜。
它是将氧化铟和氧化錫粉末按一定比例混合後經過一系列的生産工藝加工成型,在高溫氣氛燒結形成的黑灰色陶瓷半導體。
聽上去是不是很簡單?但是對于這種材料,我國一直處于技術弱勢地位。
ITO薄膜
實際上,自2011年以來,日、美、韓等國主要平闆需求增加的推動下,對于高端ITO靶材的主要材料铟的價格就在持續上漲中。
我們對高端ITO靶材的需求幾乎完全依賴于日韓,畢竟作為電子産品消費大國,但同時也是生産大國。
我國每年都會出口大量的手機、電腦、平闆等電子産品,而其中用到的ITO靶材就隻能進口。
據了解,截止2019年,去啊你去ITO靶材市場需求量達到1680噸,而中國就占其中的49%,位居第一。
但是畢竟原材料握在自己手中,怎麼可能還一直依賴國外?
ITO靶材
所以我國當時就已經就“铟、鋁深加工關鍵技術攻關與産品開發”的重點項目進行實驗。
在2012年,洛陽725在已經具備完全自主知識産權的高純高活性納米ITO分泌植被、濕法成型、氧壓燒結和物理氣化回收等核心技術基礎上,實現了高端ITO靶材的國内自主供應。
盡管這對于突破我國産業技術瓶頸,改變金屬铟低價出口在高價收回制品的被動局面有重要意義,但是在很大程度上,我國對于這項技術仍舊不成熟。
高端ITO靶材的用途
根據研究,金屬铟的價格一般維持在3000元/千克左右,但是铟靶材料的價格卻達到30000元/千克,十倍的差距讓我們必須加快對ITO靶材的技術研究。
如今面臨這樣的窘境,我們需要作出行動。
而且因為從長遠來看,以金屬铟為主要材料的ITO靶材、CIGS薄膜太陽能電池和LED行業的應用前景将成為全球新興産業的主流發展方向。
我國并不擔心在技術突破上存在困難,過去有很多被外國“卡脖子”的技術都在長時間的嘗試下,進行了突破。
ITO靶材
但是對于這種儲量本來就少,并且還處于十分不平衡狀态的金屬元素,我們更需要在短時間内進行突破。
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