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RÉSUMÉ
Utilisé très longtemps comme semi-conducteur intrinsèque, le germanium est devenu aujourd’hui un métal stratégique. En effet, il est utilisé maintenant comme composant des fibres optiques, catalyseur de polymérisation, élément en optique infrarouge et en électronique, et dans de nombreuses autres applications, comme la dentisterie, l’analyse spectrale ou la photographie. Sous-produit des minerais de zinc, ou de cuivre et de zinc, il est également extrait de certains charbons et possède de nombreux isotopes naturels. Non toxique, il ne présente aucun danger pour l’environnement.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Pierre BLAZY : Professeur Honoraire - Ancien Directeur de l’École Nationale Supérieure de Géologie (ENSG)
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El-Aïd JDID : Docteur ès Sciences - Ingénieur de Recherche au Laboratoire Environnement et Minéralurgie (LEM), UMR 7569, Nancy université (ENSG-INPL), CNRS
INTRODUCTION
Le germanium est un métalloïde qui a des propriétés électriques intermédiaires entre celles d’un métal et d’un isolant. Utilisé, il y a déjà un demi-siècle, comme semi-conducteur, on le considère aujourd’hui en tant que composant des fibres optiques et catalyseur de polymérisation dans la fabrication du PolyÉthylène Téréphtalate (PET). On l’utilise aussi pour la vision nocturne par infrarouge (IR) et comme semi-conducteur en électronique. En ce sens, il s’agit d’un métal stratégique.
Le germanium est un sous-produit des minerais de zinc, ou de cuivre et de zinc. Mais, certains charbons constituent aussi des ressources potentielles de germanium. Son extraction, à partir de ces ressources, consiste à produire un concentré de germanium, repris en milieu acide chlorhydrique pour donner le tétrachlorure de germanium, qu’on purifie par distillation fractionnée. Quand le matériau est un scrap de germanium, il est transformé en oxyde, puis traité de façon identique à celle des concentrés provenant des minerais. On estime que 25 à 35 % de la consommation mondiale proviendrait du recyclage.
Le germanium est un élément relativement non toxique ne présentant pas de danger notable pour l’environnement.
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6. Capacité de production, consommation
Étant donné la nature du germanium, sous-produit de la métallurgie du zinc et, dans une moindre mesure, de celle du cuivre, il n’y a pas de production minière de germanium.
Les données sur la production et les consommations sont parfois incomplètes ou anciennes, par manque de renseignements toujours fiables. Le tableau 4 donne l’évolution de la production mondiale en germanium métal à partir des raffineries, selon U.S. Geological Survey. Les capacités de production mondiales seraient de 155 tonnes (capacités de production primaire et secondaire réunies).
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Aux États-Unis, la production primaire de germanium est assurée par les mines de métaux de base et, particulièrement, celles de zinc. La mine de Gordonsville (Tennessee) qui était exploitée pour le germanium a été fermée en 2003, mais les mines de Clinch Valley assurent le relais pour alimenter la raffinerie de Clarkville dont la capacité en zinc a été presque triplée en 2000. La mine de Red Dog (Alaska) produit un concentré de zinc qui approvisionne le complexe canadien de Trail (Colombie Britannique). Un autre fournisseur de ce complexe est le gisement de Pendoreille (Pb, Zn) dans l’État de Washington.
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En Chine, le métal produit approvisionne les États-Unis et le Japon. Il semble qu’une part de la production est issue du traitement des cendres de combustion du charbon. Le gisement de Xilinhaote contiendrait 1 600 tonnes de germanium. La province de Yunnan produit conjointement le germanium, l’indium et le gallium liés à la sphalérite.
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En Allemagne, une filiale de Métal Europ GmbH produit du germanium haute pureté, des composés à base de GeO2 pour la catalyse (PET) et pour les fibres optiques.
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En Russie, une des sources de production est fournie par les cendres de combustion de charbon.
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - MACKAY (K.M.), MACKAY (R.A.) - Germanium - In Introduction to modern inorganic chemistry, 3rd edition, ed. International Textbook Company, London, pp. 281-287 (1981).
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(2) - BROWN (R.D.), Jr - Germanium - U.S. Geological Survey Mineral Commodity Summaries, pp. 70-71 (2002).
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(3) - PLUNKERT (P.A.) - Germanium, in Mineral acts and problems - U.S. Bureau of Mines, Bulletin 675, pp. 317-322 (1985).
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(4) - STADNICHENKO (K.J.), ZUBOVIC (P.), HUFSCHMIDT (E.L.) - Concentration of germanium in the ash of american coals. A progress report - U.S. Geological Survey Circular 272, 34 p. (1953).
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(5) - TAYLOR (S.R.), McLENNAN (S.M.) - The continental crust : its composition and evolution - Blackwell, Oxford, 312 p. (1985).
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(6) - BERNSTEIN (L.R.) - Germanium Geochemistry and Mineralogy - Geochimica and...
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