Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Métal amphotère, le gallium est un élément aux propriétés semblables à celles de l’aluminium, récupéré essentiellement par hydrométallurgie. La source de gallium la plus abondante est représentée par les bauxites. En sont extraites des liqueurs Bayer possédant des concentrations en gallium pouvant atteindre 200 mg/L. La deuxième source provient des résidus de zinc électrolytique. La troisième source est constituée par les cendres volantes produites par la combustion du charbon et comme sous-produit de l’alumine. Le marché du gallium est étroitement lié à la demande dans le secteur de l’optoélectronique qui utilise comme substrats l’arséniure et le nitrure de gallium. Plus récemment, le gallium a été retenu dans le domaine médical pour le traitement du cancer et des maladies d’Alzheimer.
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An amphoteric metal, gallium is an element with similar properties to those of aluminium, collected primarily by hydrometallurgy. The most abundant source of Gallium is represented by the bauxites. Gallium concentrations of up to 200 mg/L can be extracted from Bayer liquors. The second source is that of electrolytic zinc residues. The third source is the fly ash produced by the combustion of coal and as a by-product of alumina. The Gallium market is closely tied to the demand of the optoelectronic sector that uses it as arsenide and gallium nitride substrates. More recently, gallium was chosen by the medical field for the treatment of cancer and Alzheimer's disease.
Auteur(s)
-
Pierre BLAZY : Professeur Honoraire - Ancien Directeur de l'École Nationale Supérieure de Géologie de Nancy (ENSG)
-
El-Aïd JDID : Docteur ès Sciences - Ingénieur de Recherche au Laboratoire Environnement et Minéralurgie (LEM), UMR 7569, Nancy Université (ENSG-INPL), CNRS
INTRODUCTION
Le gallium est un élément aux propriétés semblables à celles de l’aluminium. C’est un sous-produit du traitement de la bauxite par le procédé Bayer. De faibles quantités proviennent aussi des résidus de la métallurgie du zinc.
Le gallium est récupéré par hydrométallurgie à partir des :
-
liqueurs Bayer. Il est produit par différents procédés, tels que :
-
précipitation par carbonatation contrôlée,
-
cémentation,
-
extraction par solvants,
-
résines,
-
électrolyse ;
-
-
-
résidus zincifères, après lixiviation. Il est extrait par des procédés fondés sur l’extraction par solvants et la séparation sur résines.
Les principaux composés du gallium, surtout utilisés en électronique, sont :
-
l’arséniure de gallium, GaAs qui peut convertir de l’électricité en lumière (diodes électroluminescentes, DEL) et, inversement, de la lumière solaire en électricité (panneaux solaires). Il est aussi utilisé dans les circuits intégrés ;
-
le nitrure de gallium, GaN, qui sert à fabriquer des DEL et des diodes à laser, (également utilisé dans les circuits intégrés).
La production mondiale annuelle de gallium primaire est de l’ordre de 95 tonnes en 2008. La France, les États-Unis et le Japon en sont les principaux raffineurs. Le recyclage, à partir des chutes de fabrication et des usages électroniques, constitue une source significative du gallium.
Le marché du gallium est étroitement lié à la demande dans l’optoélectronique pour GaAs et GaN. Il n’y a pas de substituts satisfaisants du gallium.
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Consommation et prix
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3. Production et recyclage
Il n’existe pas d’information détaillée sur la production du gallium. En effet, peu de compagnies le produisent, gardant leur production confidentielle. En 2008, on estime la production mondiale de gallium primaire à 95 tonnes (pour une capacité de 184 tonnes) et celle du gallium raffiné à 135 tonnes (pour une capacité de 167 tonnes). La capacité de recyclage est de l’ordre de 78 tonnes.
Le tableau 3 (, , et ) donne l’évolution de la capacité de production de gallium primaire entre 1999 et 2007. Les principaux producteurs du métal primaire sont la Chine, l’Allemagne, et le Kazakhstan .
Le recyclage est effectué à partir de scraps de fabrication et de matériel électronique, qui représentaient environ 50 % de l’approvisionnement du marché mondial en 2008.
Les scraps de fabrication sont particulièrement importants. En effet, seulement 15 % des lingots d’arséniures de gallium sont utilisés, les 85 % restant doivent être recyclés.
Ce sont évidemment les pays qui produisent ces scraps qui sont les « recycleurs », c’est à dire les États-Unis, le Royaume-Uni, le Japon et l’Allemagne.
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Production et recyclage
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - SABOT (J.L.), LAUVRAY (H.) - Gallium and gallium compounds - In Encyclopedia of Chemical Technology, pp. 299-317 (1994).
-
(2) - GREBER (J.F.) - Gallium and gallium compounds - In Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, vol. A 12, pp. 163-167 (1989).
-
(3) - HESLOP (R.B.), ROBINSON (P.L.) - Gallium, Indium, Thallium - Chimie inorganique, chap. 18, pp. 374-383 (1967).
-
(4) - CHARLOT (G.) - Les réactions chimiques en solution aqueuse et caractérisation des ions - Masson, 7ème Édition (1983).
-
(5) - RAZENKOV (N.I.), GALAKTIONOVA (C.F.) - On the mode of occurrence of gallium in the oxidized zone of sulfide deposits - Geochemistry (USSR), Engl. Transl. p. 104 (1962).
-
(6) - HORN (M.K.), ADAMS (J.A.S.) - Computer-derived geochemical balances and element abundances - Geochimica...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Method of extracting gallium oxides from aluminous substances
-
Gallium extraction by microemulsions
-
Separation of gallium and indium by supported liquid membranes containing 2-bromodecanoic acid as carrier : design of supported liquid membrane module based on batch permeation experiments
-
Solvent extraction of gallium III from sodium hydroxide solutions by alkylated hydroxyquinoline
-
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ANNEXES
-
Compound Semi Conductor
-
LEDs Magazine
-
London Metal Bulletin
-
Mining Journal
-
NMMR – National Mine Map repository
-
OSM – Office of Surface Mining
-
Roskill Information Services Ltd
-
Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry
-
USBM US Bureau of Mines (fermé en 1995)
A été remplacé par :
-
USGS ;
-
NMMR ;
-
OSM (entre autre).
-
-
USGS US Geological Survey
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