Ruban, feuille, lingot d'indium

L'indium (symbole chimique In) est le 49e élément du tableau périodique. Il tire son nom de la raie spectroscopique de l'indium (couleur indigo). C'est un métal blanc argenté semblable au zinc. Il est réfractaire, très mou et malléable. Ses propriétés chimiques sont très proches de celles du gallium ou de l'aluminium,

L'histoire

En 1863, les chimistes allemands Richter et Reich ont découvert une raie indigo brillante dans le spectre du zinc. Les chimistes recherchaient le gallium, qui donne des raies de lueur verte, mais ils découvrirent à la place un nouvel élément totalement inconnu. Isolé à l'état pur, il s'est avéré très mou, environ 20 fois plus mou que l'or et beaucoup plus mou que le plomb. Un petit lingot du métal nouvellement découvert, légèrement plus grand qu'un crayon, était évalué à 700 dollars pour 1 gramme. Aujourd'hui, le prix d'un kilo d'In est d'environ 700 dollars. Sa consommation dans le monde augmente régulièrement et, en 2006, elle a atteint 860 tonnes.

Minéralogie

L'indium se présente sous la forme d'une impureté de minerai à faible teneur. La sphalérite à haute teneur en fer en contient quelques dixièmes de pour cent, la stannite et la chalcopyrite en contiennent moins, mais la pyrrhotite et la cassitérite en contiennent des milliers de pour cent. Dans la wolframite, l'arsénopyrite et la pyrite, la concentration d'indium est de quelques grammes par tonne. La teneur totale de cet élément dans la lithosphère terrestre est d'environ 0,25 g/t.

Obtention

En chimie, il n'y a pas de déchets inutiles. La preuve en est la technologie de récupération de l'indium à partir des déchets industriels. Il est obtenu à partir de déchets intermédiaires de zinc, cuivre, plomb, étain, où il est présent (jusqu'à 0,1 %). Il doit être séparé du cadmium, du cuivre, du zinc et de l'antimoine. Ce n'est pas la première étape où il est grossièrement séparé du zinc, du cadmium et du cuivre. La matière première est traitée à l'acide sulfurique, qui dissout les métaux. La précipitation hydrolytique permet de séparer un concentré, en modifiant l'acidité de la solution. L'hydroxyde de cadmium est précipité à un pH d'environ 8, les hydroxydes de cuivre et de zinc à 6. Pour "précipiter" l'hydroxyde d'indium, le pH de la solution doit être ramené à 4. L'"indium brut" est extrait par cémentation d'un concentré d'aluminium et de zinc, tandis que l'"indium pur" est obtenu par raffinage au moyen d'une fusion par zone.

Degré de pureté

Selon la norme interétatique GOST 10 297-94, qui réglemente la qualité de l'indium manufacturé en barres, pyramides et lingots, ce métal a cinq degrés de pureté - tous en fonction de son pourcentage. La qualité In0000 contient 99,9999 % d'indium chimiquement pur. Son pourcentage dans la qualité In000 est de 99,9995% et dans la qualité In00 de 99,9999%. La qualité In0 a une pureté chimique de 99,998% et la qualité In2 a une pureté chimique de 99,97%.

Caractéristiques techniques

La densité de l'indium à 20 °C est de 7,31 g/cm³. Il se dissout dans presque tous les acides, mais plus facilement dans les acides inorganiques (très facilement dans les acides nitrique et chloré). Il est résistant aux solutions alcalines, mais il réagit avec le chlore et le brome, ainsi qu'avec le soufre, la vapeur de phosphore et l'iode lorsqu'il est chauffé. La température critique de supraconductivité est de t° 3,405°K. Contrairement au magnésium qui s'enflamme à t° 623C, l'indium est capable de supporter une chaleur allant jusqu'à 800C, mais il émet alors une flamme bleue violette et forme un oxyde.

Propriétés physiques

Utilisation

Additif d'acceptation au germanium ou au silicium pour la production de circuits microélectroniques. Soudure fusible : grâce à l'adhérence exceptionnelle de l'indium avec de nombreux matériaux, il est possible, par exemple, de souder du métal avec du verre. Le revêtement des phares ou des rétroviseurs avec de l'indium permet d'augmenter la réflectivité des phares et des rétroviseurs des voitures jusqu'au niveau de l'argent et de les rendre beaucoup plus résistants aux influences atmosphériques. L'indium est un composant de l'"or bleu". Il est utilisé dans la fabrication des écrans à cristaux liquides, pour les cellules photoélectriques, la graduation des thermocouples et comme phosphore. Le revêtement à l'indium des jupes en aluminium des pistons de moteurs diesel réduit l'usure. L'arséniure d'indium est un thermoélectrique à haute température très efficace. Les isotopes 111In, 113In sont utilisés dans les diagnostics radio-isotopiques. L'isotope 115In est utilisé pour détecter les neutrinos avec un seuil d'énergie de 120 keV.

La consommation mondiale de ce métal augmente rapidement au XXIe siècle et a atteint 900 tonnes en 2009. Il s'agit d'un matériau irremplaçable pour la technologie du vide poussé - pour les couches d'étanchéité, les joints, la fermeture hermétique des accélérateurs de particules élémentaires et des engins spatiaux. Le système de cellules électrochimiques d'oxyde d'indium-mercure est utilisé pour créer des batteries à haute capacité énergétique. L'alliage indium-argent est résistant au sulfure d'hydrogène et sert également à la création de revêtements réfléchissants de haute qualité. Les alliages d'indium, de gallium, d'étain et de zinc peuvent fondre à température ambiante et servent donc de réfrigérants pour les métaux liquides. L'indium aide à contrôler les réactions nucléaires en absorbant les neutrons thermiques. L'oxyde InO est utilisé pour fabriquer du verre qui absorbe les neutrons thermiques. Les compositions les plus courantes de ce type de verre sont 12% d'InO, 33% d'oxyde de bore et 55% d'oxyde de cadmium. L'orthophosphate d'indium est utilisé dans les ciments dentaires.

Approvisionnement

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