Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Sous-produit des métallurgies du zinc, du plomb, du cuivre et de l'étain, l'indium est un métal malléable assez proche de l'argent. Son économie est associée à ses principales applications dans l'industrie électronique, sous couvert de l’équilibre de l'offre et de la demande. Cet article est consacré à cet élément, et débute par les techniques de production et de raffinage, essentiellement hydrométallurgiques, mais aussi les procédés de récupération de l’indium. Quelques procédés industriels de la métallurgie extractive de l’indium sont sommairement décrits. La teneur marchande en indium est atteinte par des opérations combinées de lixiviation, cémentation et électroraffinage.
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In the by-products of the metallurgy of zinc such as lead, copper and tin; idium is a malleable metal which is close to silver. Its economy is associated to its main applications within the electronic industry , due to the balance between supply and demand. This article is dedicated to this element; it firstly presents the fabrication and refining techniques which are mostly hydrometallurgical, and also the recovery processes of indium. Certain industrial processes of the extractive metallurgy of indium are briefly described. The indium content required by the market is achieved through the combined processes of leaching, carburizing and electro refining.
Auteur(s)
-
Pierre BLAZY : Professeur honoraire - Ancien Directeur de l'École nationale supérieure de géologie (ENSG)
-
El-Aïd JDID : Ingénieur de recherche au Laboratoire environnement et minéralurgie (LEM), UMR 7569, Nancy université (ENSG-INPL), CNRS
INTRODUCTION
L'indium, 49e élément dans le tableau périodique de Mendeleïev, est un métal malléable qui ressemble à l'argent. C'est un sous-produit des métallurgies du zinc, du plomb, du cuivre et de l'étain. Son économie est associée à ses principales applications dans l'industrie électronique. L'équilibre de l'offre et de la demande est toujours précaire, à cause de la variété des sources, du changement des secteurs d'application et de l'activité des spéculateurs.
Les techniques de production et de raffinage d'indium sont, en grande partie, des techniques hydrométallurgiques. Leur souplesse permet de s'adapter au traitement des résidus le contenant, dont la composition diffère dans le temps suivant les approvisionnements des fonderies de Zn, Pb, Cu, Sn. En effet, les teneurs en indium varient très largement d'un minerai à un autre.
La teneur marchande en indium est atteinte par des opérations combinées de lixiviation, cémentation et électroraffinage.
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Cas industriels8. Électroraffinage
À partir du cément d'indium, on fabrique des anodes pour l'électroraffinage. Celui-ci peut s'effectuer en milieu aqueux ou en milieu de sels fondus. Il consiste à obtenir un indium à 99,95 % de pureté minimum.
8.1 En milieu aqueux
Les demi-réactions d'oxydoréduction de l'indium sont :
-
à l'anode : In0 → In3+ + 3e− ;
-
à la cathode : In3+ + 3e− → In0.
La séparation entre l'indium et les impuretés est d'autant plus efficace que le système électrochimique In3+/In0 est rapide. Les potentiels normaux (E°) d'équilibre par rapport à l'électrode normale d'hydrogène (ENH) figurent dans le tableau 8.
Les impuretés présentes dans le cément se répartissent donc en deux catégories :
-
celles qui s'oxydent moins facilement que l'indium, tels que le plomb et l'étain, restent dans les boues anodiques. Si l'électrolyte contient du plomb et de l'étain, ces éléments se réduisant plus facilement que l'indium, se codéposeront sur la cathode ;
-
celles qui s'oxydent aussi facilement que l'indium sont solubilisées, mais celles dont la réduction est plus difficile que celle de l'indium se concentrent dans l'électrolyte. Cependant, la séparation du cadmium et du thallium est parfois incomplète, notamment à la suite d'incidents de fonctionnement telle une surtension accidentelle, car leurs potentiels rédox sont très proches de celui de l'indium.
Les anodes de cément sont donc constituées d'indium impur (> 95 %) contenant généralement plus de 1 500 g/t d'impuretés. Les cathodes sont en titane et l'écartement entre les électrodes est de l'ordre de 25 à 30 mm. Le panier anodique, qui permet de récupérer les boues formées par les impuretés, est constitué d'une toile en polypropylène dont les pores sont de 2 µm. On évite ainsi la dissémination de ces boues anodiques dans l'électrolyte. Dans le cas où elles passeraient dans l'électrolyte, elles subiraient une dissolution partielle entraînant une contamination du dépôt cathodique par le plomb et l'étain. L'électrolyte est constitué par une solution NaCl à 100 g/L,...
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Électroraffinage
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - WHITE (C.E.T.), OKAMOTO (H.) - Phase diagram of indium alloys and their engineering applications - ASM International, Material Park, Ohio (1992).
-
(2) - FELIX (N.) - Indium and Indium Compounds - Ullmann's Encyclopedia of Industrial chemistry, Willey and Sons, A14, p. 157-166 (1989).
-
(3) - GUIMON (M.), MERCIER (A.) - * - . – Le brasage tendre. Fiche pratique de sécurité ED 122 INRS. 4 p (2005).
-
(4) - NEWEY (J.) - InP battles to beat the slump in optical communication - Compound Semiconductors, 9 (9), p. 20-22 (July 2003).
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(5) - WHITAKER (T.) - Backlights, airports and vehicles boost LED Market - Compound Semiconductor, 9 (11), p. 20-22 (December 2003).
-
(6) - YAMANAKA (T.), KATO (A.) - * - . – Mössbauer effect study of 57Fe and 119Sn in stannite, stannoïdite and mawsonite....
ANNEXES
1.1 Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
Canadian Mineral Yearbook
Indium Corporation of America
Platts Metals week
Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry
http://mrw.interscience.wiley.com
U.S. Bureau of Mines Bulletin – Minerals Facts and Problems
https://www.usgs.gov/programs/mineral-resources-program
U.S. Department of Energy
Metals and Minerals Annual Review
U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries
U.S. Geological Survey Minerals Yearbook
http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/myb.html
HAUT DE PAGE1.2 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
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Liste des...
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