Bibliographie & annexes
Présentation
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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Used for a very long time as an intrinsic semiconductor, germanium has become a strategic metal. Indeed, it is currently used as a component of optical fibers, polymerization catalyst, component in infrared optics and electronics, as well as in many other applications, such as dentistry, spectral analysis or photography. A by-product of zinc ore, copper and zinc, it is also extracted from certain coals and has many natural isotopes. Being non-toxic, it presents no danger to the environment.
Auteur(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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Procédés métallurgiques de récupération du germanium7. Recyclage
Plus de 60 % du métal utilisé en électronique et en optique proviennent des scraps représentés par les chutes de fabrications. En revanche, dans ces domaines, il n’existe pratiquement pas de vieux scraps (2 tonnes recyclées en 2004 à partir de vieux scraps).
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En moyenne, 25 à 35 % de la consommation mondiale de germanium proviendrait du recyclage. Toutefois, en 2004, la quantité de germanium recyclé ne représenterait que 10 % de la demande. Aux États-Unis, on a relevé en 2000 que, sur 9,2 tonnes recyclables, on en avait récupéré :
-
50 % pour approvisionner le marché interne ;
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25 % pour l’exportation.
Tandis que 25 % avaient été perdus .
On estime que les quantités recyclées mondialement ont été d’environ :
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12 tonnes en 1996 ;
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18 tonnes en 1997 ;
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27 tonnes en 1998 ;
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25 tonnes en 1999 ;
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30 tonnes en 2000 ;
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35 tonnes en 2006.
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-
Les matériaux qui font, ou qui pourraient faire, l’objet du recyclage sont les suivants :
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les fibres optiques, utilisées en télécommunication (4 % GeO2 en masse) provenant surtout des déchets de fabrication. Elles sont recyclées ;
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les lentilles ou verres cassés, utilisés pour la vision nocturne. Seulement 5 à 10 % sont recyclés ;
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les substrats utilisés dans les cellules solaires. Environ 20 à 25 % ne sont pas recyclables ;
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les ordinateurs et autres matériels électroniques. Il faut démonter l’appareil pour récupérer les composants au germanium ou tout déchiqueter, éliminer les parties massives stériles, et récupérer les fines qui contiennent le germanium.
Toutes ces opérations s’avèrent peu rentables d’autant plus que la collecte n’est pas aisée.
En...
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Recyclage
BIBLIOGRAPHIE
-
(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).
-
(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).
-
(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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