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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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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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10. Toxicité et écologie
Le germanium est un élément relativement non toxique, qui n’est pas susceptible de causer des dégâts significatifs à l’environnement. Lorsqu’on le récupère à partir des concentrés de minerais, il est associé à l’arsenic et au cadmium, au sujet desquels il faut prendre des précautions. Ce sont ces éléments qui doivent être contrôlés au voisinage de l’usine et qui peuvent entraîner des dommages à l’environnement.
Lors de l’usinage du germanium et des opérations de broyage et de polissage, son inhalation ne provoque pas des effets sanitaires connus. De même, lors de la combustion du charbon, les quantités de germanium contenues dans les cendres de foyer, les cendres volantes et les gaz de cheminée n’ont pas d’effets toxiques constatés.
Parmi les composés du germanium, l’hydrure (GeH4) est toxique, ainsi que le tétrafluorure (GeF4). Ce dernier s’hydrolyse dans l’air humide et produit de l’acide fluorhydrique (HF) qui est très corrosif. Le dioxyde a une faible toxicité, mais n’entraîne pas de risques pour l’environnement. La dose létale de GeO2 est de 750 mg/kg et celle de Ge métal est de 586 mg/kg.
La toxicité des composés du germanium doit être considérée en fonction des autres éléments du composé, plutôt qu’à partir de la teneur en germanium.
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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).
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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).
-
(6) - BERNSTEIN (L.R.) - Germanium Geochemistry and Mineralogy - Geochimica and...
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