銦（In），被中國、歐盟、美國和日本先后列為關鍵礦產，是電子產品、太陽能電池、國防軍事、航空航天、核工業和現代信息產業等高科技領域不可或缺的稀有資源。例如，銦是制造新一代銅銦鎵硒（CIGS）太陽能電池、電腦芯片和銦錫氧化物（ITO）的核心材料，極少的量便可極大地改善產品性能。作為達成碳中和這一時代目標的主力軍，光伏產業的主角CIGS未來有望繼續引發對銦金屬的大規模市場需求。隨著高科技產業的迅猛發展，電子領域對ITO靶材的需求呈現快速增長趨勢，又進一步加劇了對銦的需求。目前，尚不存在能夠在上述領域替代銦的其他金屬。因此，銦是當今世界第四次科技革命不可替代的原材料之一，具有極其重要的戰略價值。
我國銦儲量位居世界第一，約占全球總量72%，同時也是全球的原生銦（直接源自原生礦的純度≥99.995%的精銦）最大生產國和金屬銦最大出口國。然而，由于行業起步較晚，產業結構不平衡，我國對銦的利用尚未達到理想水平，產品深加工技術也較為落后。為了更加有效利用這種具有重要戰略意義的礦產資源，我們有必要全方位了解銦的種種特征，包括性質、用途、發現、價格、賦存和分布等，逐步揭開銦的神秘面紗。
銦錠
神奇靛藍 其器不凡——發現與來源
1863年，德國弗雷堡礦業學院的斐迪南·賴希和希羅尼穆斯·特奧多爾·李希特在研究鋅礦過程中發現了銦。這些鋅礦來自于弗雷堡當地脈狀多金屬礦床，在一次原子光譜分析中出現的一道神秘藍線首次揭示了鋅礦石中存在新的未知元素。這個新元素也因其靛藍色的光譜而被命名為銦。發現者本想在1867年的世博會上展示銦錠，但因擔心被偷竊，故而用與之外觀相似的鉛錠取而代之。在后來的工作中，科學家們逐漸認識到閃鋅礦是銦元素最常見的載體礦物，隨后，通過從礦冶煙塵中回收的2.5噸金屬鋅中提取出大約1千克金屬銦。
除了閃鋅礦，銦還可從赤鐵礦、方鉛礦以及其他多金屬硫化物礦石中提煉。此外，還有少量銦來自銦的獨立礦物。到目前為止，全球發現的銦獨立礦物共有19種，含3種未命名礦物。在目前已發現的銦獨立礦物中，硫銦銅礦（銦含量為47%）是分布最廣的銦獨立礦物。硫銦銅礦于1963年首次在法國與花崗巖相關的錫鎢礦床中被發現，其后在世界各地均有發現和報道。在銦的獨立礦物中，大廟礦和伊遜礦均發現于我國河北大廟釩鈦磁鐵礦床，伊遜礦最早于1974年由於祖相發現，最初定名為銦鉑礦，最終于1996年由國際新礦物命名委員會確定為伊遜礦。
伊遜礦（外圍包有大廟礦；於祖相，1997）
> 自然銦
> 銦圓柱錫礦
雖為伴生 儲量頗豐——賦存與分布
銦主要伴生于鉛、鋅、錫、銀、銅、鐵、銻等礦產中，迄今為止并未發現獨立的銦礦床。根據地質學家多年研究總結，與銦相關的礦床類型可以劃分為塊狀硫化物礦床、沉積型鉛鋅礦床、矽卡巖型礦床、斑巖型礦床、淺成低溫熱液礦床、與花崗巖有關的巖漿熱液礦床，等等。含銦的礦床類型多種多樣，但是目前發現銦主要存在于與巖漿熱液相關的鉛鋅多金屬礦床中，在這類礦床中銦儲量占全球銦總儲量的81.2%左右，金屬銦主要提取自這些礦床所含的閃鋅礦中。國外具有代表性的銦礦床主要有俄羅斯蓋斯科耶、秘魯阿亞維爾卡、日本足尾町，以及加拿大基德克里克礦床。
根據對全球已知的1 512處含銦礦床估算，全球銦資源量超過35.6萬噸。擁有較多銦資源的國家有中國、秘魯、美國、加拿大和俄羅斯，上述國家的銦儲量占全球銦總儲量80%以上。
我國銦資源豐富，已查明的銦資源量近2萬噸，主要分布在云南、廣西、內蒙古、湖南等19個省（區）。在我國構成工業富銦礦產的礦床類型以錫石硫化物礦床和巖漿熱液鉛鋅礦床為主，而富銦礦物中80%以上的銦都富集在閃鋅礦中，尚未發現銦的獨立礦床。比較著名的含銦礦床有廣西大廠錫礦床（銦金屬量約6 000噸）、云南都龍錫鋅礦床（銦金屬量約4 000噸）等。
大量的銦富集在閃鋅礦中，而在其他礦物中銦含量非常低，這種規律可以稱為銦富集的礦物專屬性。由此也可以推斷出另一個結論，即只有當閃鋅礦大量存在時，才有可能使銦大量地富集起來，進而形成伴生銦礦床。至于銦元素為何具有此種選擇性的富集機制，還有待地質學家們進一步研究和探索。
> 全球主要含銦礦床分布（徐凈等，2018）
尖端領域 不可或缺——性質與用途
銦是目前所認識到的8種稀散元素（其他包括鎵、鍺、硒、鎘、碲、錸、鉈）家族成員之一。銦是一種白色金屬，略帶淡藍色，質地較軟，輕輕一捏就會留下痕跡；塑性較強，可被壓成片或切成塊。正是由于銦這種特殊的性質，自然界中不存在單獨的銦，一般都是與其他元素結合在一起。金屬銦具有極好的延展性、可塑性、熔點低、沸點高、電阻低、抗腐蝕等優良特性。除此之外，銦極佳的光滲透性和導電性使其能夠作為半導體材料而進入大眾視野。銦的特有性能使它大放異彩，因而備受高新科技的青睞。
目前，銦已經成為現代工業、國防科工和尖端技術領域不可或缺的關鍵材料，對國民經濟、國家安全和科技發展具有重要戰略意義，被很多發達國家稱為“21世紀重要的戰略資源”。當前，銦的終端產品主要包括ITO靶材、光伏薄膜、電腦芯片、半導體材料、焊料及合金等，其中ITO靶材的市場占比最大，可占全球銦消費量的70%。
ITO靶材
銦氧化物有極強導電性、熱反射性和高透明度。銦氧化物再結合10%的錫氧化物，可以極大提高電傳導和熱反射性能。銦錫氧化物的這些特殊性能，使得ITO薄膜成為電子屏幕中實現電數據轉換為光數據的理想材料。ITO薄膜在真空環境下通過ITO靶材濺射工藝而制成，目前廣泛應用于筆記本電腦屏幕、液晶手表、液晶電視、設備顯示面板和智能手機中。ITO薄膜還應用于建筑玻璃、陰極射線管、低壓鈉燈，以及飛機、汽車等設備的擋風玻璃中。普通玻璃在涂上ITO薄膜之后應用于建筑領域，可以大大提升能源效率和舒適度。在汽車和飛機等設備的擋風玻璃中應用ITO薄膜，可大大提高其除霧和除冰性能。
ITO靶材
光伏薄膜
銅、銦、鎵、硒四種元素按照最佳比例可構成結晶薄膜太陽能電池。CIGS太陽能電池是在玻璃基底上沉積2~3微米的化合物半導體薄膜，它具有性能穩定不衰退、抗輻射能力強、在陰雨天氣下發出電量高于其他種類電池等優勢，在陽光下其光電轉換效率目前居各種薄膜太陽能電池之首。此外，這種材料還具有柔和、均勻的黑色外觀，是對美觀要求很高的場所的理想選擇。這些優點使得它可廣泛應用于邊遠山區獨立電站、農光互補、漁光互補等精準扶貧項目，也可用于光伏建筑一體化、大型地面光伏電站、城市園林景觀、交通運輸業等領域。
CIGS薄膜太陽能電池
電腦芯片
銦在電腦芯片領域發揮著重要作用，如銻化銦晶體材料，由于其具有相對更高的電子遷移率，與普通硅晶體相比，運算速度會提升50%，消耗功率下降40%以上。依照目前電腦生產的增長速度估算，如果新生產出的電腦有50%用上銻化銦晶體材料，全球每年對銦的需求量至少增加300噸。同時，銻化銦晶體材料在紅外探測、磁敏器件等方面也發揮著重要作用。
半導體材料
在半導體領域，銦主要以砷化鎵、砷化鍺的摻雜劑，以及銻化銦、砷化銦、磷化銦等材料廣泛應用于光纖通信、發光二極管、光電探測器等領域。其中，磷化銦具有比砷化鎵更高的電性能頻率，因此在光纖通信領域中表現出更強大的功能。
焊料及合金
銦與鉍、鎘、鉛、錫等金屬合金化之后會降低它們各自的熔點，因而這些合金可以應用到許多不同的領域中。例如，眼鏡、渦輪葉片的制造、自動噴水滅火系統，等等。此外，銦的合金還可以作為焊料，這種無鉛焊料不僅具有更好的抗磨性和抗腐蝕性，還可以減少環境污染。由于銦的硬度較小，延展性較好，含銦合金還多作為鑲補材料應用于口腔醫學領域。
在戰略性新興領域，銦同樣發揮著重要作用。戰略性新興產業一般指對經濟和社會的長遠發展具有重大引領作用的產業，具有知識技術密集、資源消耗少、成長潛力大、綜合效益好等特征，是我國產業創新升級的核心，也是未來產業發展的增量所在。2020年，銦在戰略性新興產業中的消費量為164萬噸，占當年消費總量的17%。在戰略性新興產業中，銦主要應用于新材料、新能源等2個一級產業，涉及3個二級產業、5個三級產業，近10種重點產品。此外，銦還應用于醫學、珠寶、制造等領域。例如，核素銦—113m應用于宮腔輸卵管掃描、心臟功能測定、骨骼檢查，等等。
銻化銦紅外焦平面陣列
含銦合金制成的眼鏡
含銦合金制成的渦輪葉片
綜上所述，金屬銦雖然不常見，然而它應用在生產和生活的方方面面，潛移默化地影響著人類社會的進步和發展。
后來居上 前景廣闊——開發與應用
銦的開發與應用經歷了找礦、采礦、選礦、冶煉、加工等一系列流程。根據不同時期銦開發利用的特點，大致可以劃分為3個時期：緩慢探索期、曲折發展期、快速繁榮期。
20世紀50年代之前，銦的開發利用處于緩慢探索時期。盡管銦早在1863年就被發現，但直到1933年才開始在工業上得到應用，在此之前都只限于展出和實驗。1933年，少量的銦被用作添加劑添加在假牙合金中，以增加假牙的韌性、抗腐蝕性，等等。銦的真正大規模應用是在第二次世界大戰期間，大量的銦被用作高性能飛機引擎零件上的涂層，以增加飛機引擎硬度，同時可以防止零件抱死和磨損。隨后，直到1952年，銦在半導體行業中的用途逐漸受到重視，但由于那個時代全球電子產業剛剛起步，每年全球對銦的需求僅有10余噸。
20世紀50—90年代期間，隨著科技發展，銦在半導體、電子元器件、低熔點合金等方面的應用越來越廣泛，全球對銦的需求也越來越大，銦的開發利用此時處于曲折發展階段。20世紀70年代，由于全球進入核能發展高峰期，銦作為核能反應堆中感應棒的主要原材料，其需求量進入其應用史上第一個高峰期，年需求量保持在50噸以上。但是1979年3月28日美國三里島核泄漏事件導致銦在核能控制棒方面的需求量急劇下滑。到20世紀90年代初期，銦在半導體方面的應用大大加強，如磷化銦半導體等被大量開發應用，ITO鍍膜玻璃也開始研發并應用于飛機、航天等高端產業，銦的需求量隨之邁入第二個高峰。1992年，用于薄板顯示產業的ITO鍍膜玻璃成為全球銦的最大用量，而且該趨勢一直持續至今。
進入21世紀以來，銦的開發利用逐步呈現快速繁榮的態勢，銦不僅繼續在ITO靶材、半導體、合金等領域發揮著關鍵作用，而且作為潔凈能源和光伏電池產業重要原材料，銦已經成為各國能源轉型的關鍵金屬之一。銦更是先后被美國、歐盟、日本、澳大利亞等國家和地區列為關鍵金屬。由此可見，銦在世界經濟發展中扮演著重要角色，其關鍵性日益明顯，前景廣闊。
消費上升 價格趨穩——消費與價格
隨著銦在高科技領域“四兩撥千斤”的作用日益凸顯，新世紀以來，全球銦的消費量呈快速上升趨勢。2000年，全球銦的消費量不足500噸，到2020年，銦的消費量約1 900噸，增長近4倍。隨著科技進步和社會發展，2035年全球銦的消費量預計將達到2 500噸左右。
據美國地質調查局和安泰科的數據統計及計算，近20年來，銦的國際價格波動較大。2000—2005年，精銦價格快速走高，2005年達到歷史最高值961美元/千克。2006—2014年，精銦的價格逐漸回落至400 ~ 800美元/千克區間。2015年之后，精銦的價格逐漸趨穩，基本穩定在340 ~ 400美元/千克。
根據提煉方式可將銦分為原生銦和再生銦。原生銦主要從原礦中提取，也是當前冶煉銦的主要來源。我國近10年來一直持續保持全球最大的原生銦生產國地位，年均產量約300 ~ 500噸。其中，2014年的峰值產量達460噸，2009年至今，累計產量占全球總量的50%左右。原生銦產量主要與鋅生產形勢密切相關。預期未來10年，原生銦年產量在300 ~ 400噸之間。再生銦則是對廢棄金屬回收后的冶煉，主要是從鉛、鋅、銅、錫等礦石冶煉過程中回收的副產品。我國再生銦的產量波動較大。2004年之前，平板電視機和液晶顯示器市場存量低，加之萎靡的價格，再生銦并沒有被很好利用。2004—2006年，受銦價格暴漲的強烈刺激，再生銦在短期內被大量回收。2010年以來，隨著國內靶材產量增速強勁，國內回收再生銦產量也在迅速增加。
優勢礦產 任重道遠——我國銦的發展現狀
目前，從產量來看，全球精銦生產基本形成“中、日、韓三足鼎立，其他國家補充”的局面。中國以原生銦生產為主，經過多年發展，已經形成多個銦的集中生產區，例如，湖南株洲、云南文山、廣西柳州、江蘇南京、廣東韶關，等等；從消費量來看，日、韓在全球總消費量中占絕大比重，中國銦消費量與日韓相比還有較大差距。近年來，中國銦消費量占全球比重開始提升，2020年中國精銦消費量為347噸，較上年增長82%，全球占比接近20%，預計2035年中國銦的消費量將達到1 000噸；從進出口貿易來看，全球銦貿易以日、韓、美、中為主，中國主要出口銦的初級產品，具有核心技術的深加工產品依賴進口。
銦作為戰略性新興礦產，其產業發展將會在某個階段達到高點，在這個高點到來之前，供需市場繁榮。目前，我國銦可回收儲量約6 000噸，泛亞交易市場銦庫存量約4 000噸，銦可供總量達1萬噸，對未來18年內累計需求的保障率為128%，完全可以滿足到2030年的累計需求。從長期看（2025年之后），電池制造行業對銦的需求將持續增長，如果泛亞交易市場銦庫存量依然存在，同時加強廢棄電子產品銦回收，銦的總供應量將能夠保障總需求量。
我國銦上游礦資源充足，但在生產技術和產業結構方面仍稍顯薄弱，將資源優勢轉化為產業優勢的道路依然漫長。為此，從全球礦產資源戰略研究角度分析，我們提出以下建議，以期保護我國優勢資源：考慮重新定位銦的資源地位，將其列為重要的戰略性稀有貴金屬；增加銦的國家戰略儲備，取消出口退稅；鼓勵民間儲備，給予相關政策支持；提高銦生產的準入門檻，重視發展環保達標、綜合利用程度高、產品附加值高的產業基地。
總之，銦由于其不可替代性，儼然已成為高新科技的寵兒。如今銦已經遍布人類生活和生產的各個方面，有力支撐著人類社會的前進和發展。同時，由于其稀缺性，人類尚未全面獲知其成因和性能，例如，全球范圍內到底有沒有銦獨立礦床，怎樣的地質過程導致其發生高度富集，為何銦元素選擇性地聚集在閃鋅礦中，銦的產業發展將會在哪個階段到達拐點，等等。因此，人類對包含銦在內的稀有金屬探索遠未止步。隨著現代工業、國防科工、尖端技術、戰略新興產業等領域的飛速發展，籠罩在銦身上的神秘面紗將會被層層揭開。
銦，這個具有靛藍色光譜的元素，因其迷人的色彩而引起科學家關注，逐漸在悠長歲月中展示出其優異性能，也勢必將在更寬廣的領域發揮更大作用，將其幽藍之光照進人類所需的每一個角落。
噴水系統
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