Ce este indiul și de ce este atât de important

Ce este indiul și de ce este atât de important?

Când vine vorba de gestionarea electronică a deșeurilor, auzim adesea despre materialele exotice găsite în dispozitivele noastre tehnice de zi cu zi. Anul trecut, aproape un miliard și jumătate de telefoane mobile au fost vândute în întreaga lume și în acel moment nu am vorbit nici măcar despre statistici de vânzări pentru iPad-uri, camere, televizoare cu ecran plat. Dar ce poate sta în calea unei experiențe îmbunătățite a consumatorului și ce poate limita această creștere aparent de neoprit?

Ascuns în perioada 6 a tabelului periodic este grupul de lantanide: acest lucru, recunoaștem, poate părea de multe ori mai mult ca o notă de subsol extinsă în partea de jos a tabelului, pe care, probabil, majoritatea dintre noi a ignorat-o în studiile noastre de chimie din liceu. Cu toate acestea, de la afișaje la sisteme optice și magneți permanenți la sisteme de control, funcționarea aproape a fiecărui dispozitiv de înaltă tehnologie necesită un element sau o combinație de elemente din grupul de aici. Următorul articol ar dori să sublinieze unul dintre acestea: un element pe care îl ținem în mâini în fiecare zi, totuși, este aproape garantat că foarte puțini au auzit despre el: indiul.

Indiul este un element relativ rar în mediul nostru, deoarece există puține minerale care conțin indiu. Deoarece se găsește și în unele minereuri de zinc, este de obicei extras din reziduurile lor metalurgice, dar se găsește și în minereuri de plumb, staniu și cupru. Extracția și extracția sa din minereuri de bază sunt semnificative, în special pe continentele asiatice și americane: în 2011, potrivit unui sondaj efectuat de United States Geological Survey (USGS), putem avea rezerve de indiu care pot fi extrase la nivel global pe 15.000 de tone de ferme.

Cele mai importante țări implicate în extracția indiului în 2017

Deși descoperite în urmă cu mai mult de o sută cincizeci de ani, proprietățile remarcabile ale indiului au început să fie utilizate recent de industria de înaltă tehnologie. Mai mult de jumătate din utilizarea sa (exact 55%) provine din fabricarea afișajelor cu cristale lichide (LCD). Pentru funcționarea acestora, așa-numitul oxid de staniu de indiu, deci o nouă industrie a fost creată pe baza acestui fapt. Ecranele plate sunt întâlnite zilnic, dar indiul este utilizat și în multe alte dispozitive importante, dar mai puțin frecvente, cum ar fi diodele laser, stomatologie, tije de control ale reactorului nuclear, inhibitori de coroziune, aliaje cu punct de topire scăzut și componente de lipit. Pe lângă multe dintre celelalte utilizări ale noastre, LED-urile noastre cu consum redus de energie și celulele solare funcționează și datorită unui amestec de metale numit oxid de staniu de indiu.

Deoarece acest material fragil formează un strat capabil să sesizeze o sarcină electrică, amestecul de metal este potrivit pentru a detecta o sarcină care se acumulează în pielea umană. În plus, este chiar transparent, astfel încât suprafețele acoperite cu acesta să poată fi operate cu o atingere - acest lucru a permis apariția ecranelor tactile. Interfața lor formează un sistem complex pe care puteți folosi degetele pentru a declanșa tastatura și mouse-ul computerului. Ceea ce este acum natural a fost o inovație revoluționară de un deceniu: în 2007, Apple, profitând de uimitoarele proprietăți ale indiumului, a lansat primul telefon cu ecran tactil, creând o nouă industrie împreună cu noile sale cerințe de materie primă.

„Reinventăm telefonul”.

În lumina celor de mai sus, poate în mod surprinzător, apariția noilor tehnologii a dus la un salt uriaș al cererii de indiu. Indiul este de fapt prezent pe scară largă în scoarța terestră, dar concentrația sa este foarte scăzută. Mai mult de două treimi din stocul de 15.000 de tone, care se poate extrage din punct de vedere economic, se află în China, dar Indium Corporation of America estimează că am putea avea până la aproximativ 50.000 de tone stoc la nivel global. Cu toate acestea, aproximativ 47% din acest lucru poate fi găsit și în China și în țările CSI.

Producția de indiu este legată în principal de extracția minereurilor care conțin zinc-plumb (se găsește cel mai adesea în natură împreună cu zincul), motiv pentru care o parte semnificativă a acestuia este extrasă dintr-un mineral numit sfalerită (adică un plumb mineral care conține sulfură de zinc). Extracția din minereu necesită, printre altele, dizolvarea acidă, iar la sfârșitul procesului rămâne doar o cantitate teribil de mică - valori de obicei sub 0,01%. (Prin comparație, un smartphone are de trei sute de ori mai mult aur decât indiul.)

Calculul dimensiunii stocurilor curente și epuizarea acestora nu este în niciun caz o sarcină ușoară. Depinde în mare măsură de modul în care se schimbă și evoluează tehnologiile bazate pe ele. Companiile miniere se tem de rate exacte de extracție pentru cele mai valoroase metale, iar comunitatea științifică a început recent să recunoască această problemă.

În concordanță cu cererea tot mai mare de LCD-uri și televizoare cu ecran plat, prețul indiului s-a accelerat și el, crescând de la 60 $ la 1.000 $ în cei trei ani 2003 - 2006. Aceste tipuri de incertitudini ridică întrebări de amploare pe măsură ce cererea de indiu continuă să crească. Nimic nu exemplifică acest lucru mai bine decât faptul că numărul de smartphone-uri vândute în 2018 a ajuns la 1,44 miliarde - dintre care unul este probabil chiar în buzunarul cititorului articolului. În același timp, aprovizionarea cu indiu a început să scadă în paralel, pe măsură ce mai multe mine chineze au oprit extragerea metalului din zinc. Astfel, în timp ce accesul la pământurile rare era încă disponibil la 94 USD/kg în 2002, în ultimii ani prețurile au oscilat în jur de 360 USD.

Costul producerii indiului ca subprodus este evident mult mai mic decât dacă metalul ar trebui extras singur; cu toate acestea, dacă cererea viitoare de indiu depășește cantitățile disponibile ca subproduse, armele mari ale tehnologiei filmului subțire vor trebui să caute surse din ce în ce mai scumpe.

Modificări ale prețului indiului

Sursa: Display Daily, de M. Brennesholtz, prin amabilitatea Display Daily

„Eu numesc indiu un condiment pentru metale, deoarece acest element, ca un condiment, este doar„ împrăștiat ”în produse și apoi aproape imposibil de recuperat din ele”, spune Armin Reller, chimist la Universitatea din Augsburg din Germania. Este o întrebare bună ce posibilități pot apărea pentru inducerea indiului, deoarece nu este o mică provocare să găsești un substitut pentru un material transparent, ușor și care să conducă cu ușurință sarcini electrice. Cercetătorii germani și japonezi investighează în prezent un material flexibil, pe bază de polimeri, numit PEDOT, a cărui transparență și conductivitate pot fi crescute prin adăugarea de compuși diferiți. Fiind un polimer, această soluție ar pune producția substitutului pe bază de ulei sau carbon și furnizarea viitoare.

În 2013, Uniunea a publicat o listă de materii prime rare, care sunt esențiale pentru economia europeană și esențiale pentru menținerea și îmbunătățirea calității vieții noastre. Această listă include, printre alte minerale, indiul.

După cum am menționat, rata de recuperare a indiului este destul de slabă, de obicei în jur de 20%. Cu toate acestea, persistența posibilă a unui preț de aproximativ 700 USD/kg ar putea face viabilă din punct de vedere economic re-extragerea metalului din obiectele noastre de zi cu zi. Având în vedere creșterea semnificativă a cererii și preocupările legate de disponibilitate, unele speculații par să apară pe piețe, deoarece indiul devine un produs de investiții din ce în ce mai popular.

Este o întrebare bună unde merită să participi ca investitor și dacă este una dintre marile afaceri din deceniile următoare. Acest lucru nu mai este clar pur și simplu pentru că ne putem aștepta să descoperim multe elemente noi în viitorul apropiat, iar proprietățile lor pot fi ghicite doar pentru moment. Din când în când se demonstrează că tabelul periodic al lui Mendeleev nu este o lucrare atemporală și chiar una dintre cele mai conservatoare estimări că știința va putea în curând să demonstreze existența a până la 173 de elemente comparativ cu 118 de astăzi.