L'indium est un métal fusible, très mou et malléable, de couleur argentée. C'est le 49e élément de la cinquième période du tableau des éléments chimiques, désigné par le symbole In (Indium). Ses qualités sont similaires à celles de l'aluminium et du gallium, et son aspect à celui du zinc. Il tire son nom de la teinte indigo de la raie spectrale inhérente à l'indium.

Histoire

En 1863, les scientifiques allemands Reich et Richter ont obtenu une raie indigo dans le spectre du zinc. Les scientifiques cherchaient du gallium, qui donne une raie spectrale de couleur verte, mais ils ont découvert un nouvel élément. Isolé à l'état pur, l'indium s'est avéré très malléable - beaucoup plus mou que le plomb, 20 fois plus mou que l'or. L'Académie française des sciences a évalué un minuscule lingot en forme de crayon d'une centaine de grammes du nouveau métal à 80 000 dollars. Quatre ans plus tard, une barre d'indium d'un demi-kilogramme était présentée à l'exposition universelle de 1867. Aujourd'hui, le prix de ce métal est d'environ 700 dollars le kg. La consommation mondiale d'indium augmente chaque année. En 2010, elle a atteint 900 tonnes.

Minéralogie

L'indium est présent à l'état de trace dans un grand nombre de minéraux. Sa teneur dans la sphalérite à forte teneur en fer est de quelques grammes par kilogramme, dans la chalcopyrite et la stannite, elle est une douzaine de fois inférieure, et dans la cassicite, elle est vingt fois inférieure.La teneur totale en indium des minéraux terrestres est de quelques grammes par kilogramme dans la pyrite, l'arsénopyrite et la wolframite. La teneur totale en indium dans la croûte terrestre est d'environ 0,25 g/t. Elle est encore plus élevée dans l'eau de mer, avec 18 g/t.

Obtention

On pense qu'en chimie, il n'y a pas de déchets inutiles. La technologie de récupération de l'indium à partir des déchets industriels en est la preuve. L'histoire même de sa découverte est liée à un minerai appelé "zinc duds". Aujourd'hui, l'indium est obtenu à partir des déchets intermédiaires de la production de zinc, d'étain, de cuivre et de plomb. Bien qu'ils ne contiennent que des traces d'indium - jusqu'à 0,1 % - et qu'il soit difficile de le séparer des éléments qui l'accompagnent (cadmium, zinc, cuivre, antimoine, etc.), le jeu en vaut la chandelle : l'indium est essentiel. La première étape de la concentration consiste à le séparer du cuivre, du zinc et du cadmium. La matière première est traitée à l'acide sulfurique, qui dissout les métaux, et le concentré est séparé par précipitation hydrolytique. Pour ce faire, on modifie l'acidité de la solution. L'hydroxyde de cadmium précipite à un pH d'environ 8, les hydroxydes de zinc et de cuivre à 6. Pour "précipiter" l'hydroxyde d'indium, le pH de la solution doit être ramené à 4. L'"indium rudimentaire" est extrait du concentré par cimentation sur du zinc et de l'aluminium. L'"indium pur" est produit par raffinage en utilisant la fusion par zone.

Degrés de pureté

Une norme interétatique GOST 10 297-94, qui régit la qualité de l'indium produit en lingots, pyramides et barres, est en vigueur dans l'ex-Union soviétique depuis le 1er janvier 1997. Selon cette norme, ce métal est produit en cinq degrés de pureté en fonction du pourcentage de l'élément. La qualité In0000 contient 99,9999 % de cet élément. Le pourcentage d'indium pur dans l'In000 est de 99,9995 %. L'In00 contient 99,999 %. La pureté chimique de l'In0 est de 99,998 %. La qualité In2 contient 99,97 %.

Propriétés

La densité de l'indium à 20 °C est de 7,362 g/cm³. Alors que le magnésium s'enflamme à 623 °C, l'indium résiste à une température de 800 °C, après quoi il produit une flamme bleu-violet pour former un oxyde. Ce métal est soluble dans presque tous les acides, plus facilement dans les acides inorganiques (en particulier le chlore et l'azote). Il est stable dans les solutions alcalines, mais réagit avec le brome et le chlore, ainsi qu'avec les vapeurs d'iode, de soufre et de phosphore lorsqu'il est chauffé. La température critique de supraconductivité de l'indium est de 3,405°C.

Applications

• Additif accepteur pour le silicium et le germanium en microélectronique.
• Pour les soudures fusibles. L'adhérence exceptionnelle de l'indium à de nombreux matériaux permet de souder du métal au verre, par exemple.
• Dans la fabrication du verre pour les écrans à cristaux liquides.
• Le revêtement des miroirs et des phares de voiture avec de l'indium permet d'obtenir une réflectivité équivalente à celle de l'argent et une plus grande résistance aux intempéries.
• Pour la graduation des thermocouples.
• Pour les cellules photoélectriques.
• Comme phosphore.
• Le revêtement des jupes en aluminium des pistons de moteurs diesel avec de l'indium réduit l'usure.
• L'arséniure d'indium est un thermoélectrique à haute température et à haut rendement, dopé avec 10 % de phosphure d'indium pour augmenter le rendement.
• Les isotopes 111In et 113In sont utilisés dans les diagnostics radio-isotopiques.
• Isotope de l'indium 115In - pour la détection des neutrinos avec un seuil d'énergie de 120 keV : 115In + νe → 115Sn+e-+2γ
• L'indium fait partie de l'"or bleu".

La consommation mondiale d'indium augmente rapidement au 21e siècle et a atteint 900 tonnes en 2009. Il est indispensable dans les applications sous vide poussé en tant que joint (joints, revêtements), notamment pour l'étanchéité des engins spatiaux et des accélérateurs de particules élémentaires. Le système électrochimique de l'oxyde d'indium-mercure sert à créer des accumulateurs à haute capacité de puissance spécifique. L'alliage indium-argent est résistant à l'hydrogène sulfuré et sert à créer des revêtements réfléchissants de haute qualité. Ses alliages avec le gallium, l'étain et le zinc fondent à température ambiante et peuvent être des réfrigérants métalliques liquides. L'indium absorbe les neutrons thermiques et peut servir à contrôler les réactions nucléaires. Ses composés avec d'autres éléments qui capturent les neutrons sont encore plus performants à cet égard. L'oxyde d'indium est utilisé pour produire du verre qui absorbe les neutrons thermiques. La composition la plus connue de ce type de verre est l'oxyde d'indium (12 %), l'oxyde de bore (33 %) et l'oxyde de cadmium (55 %). L'indium, qui a un point de fusion bas, est indispensable à la production d'écrans à cristaux liquides et entre dans la composition de soudures et d'alliages fusibles. L'orthophosphate d'indium entre dans la composition des ciments dentaires.

Fournitures

L'indium est livré par la route. Un envoi par destinataire est transporté par rail. Les marques In000 et In00 sont transportées sous forme de lingots ou de pyramides pesant de 50 g à 1 kg. Pour les autres qualités, jusqu'à 3 kg. Si nécessaire, les lingots In000 peuvent peser de 20 à 50 grammes, tandis que les lingots de la méthode Czochralski peuvent peser jusqu'à 2,5 kg. La nuance In00 est livrée en barres de Ø 21-25 mm et de longueur 50-70 mm ou de Ø 22-24 mm et de longueur 63-67 mm.

Les petits défauts de surface sont acceptables dans les limites spécifiées par la norme. Chaque lingot est marqué. Les lingots d'indium In000 et In0000 sont emballés séparément dans des emballages en polyéthylène. Les lingots In00 et In0 peuvent être emballés par paires. Les lingots In2 sont emballés soit dans un film de polyéthylène, soit dans du papier ciré.

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