Що таке індій і чому він так важливий?
Що стосується електронного поводження з відходами, ми часто чуємо про екзотичні матеріали, що містяться в наших повсякденних технічних пристроях. Минулого року у світі було продано майже півтора мільярда мобільних телефонів, і на той момент ми навіть не говорили про статистику продажів iPad, камер та телевізорів з плоским екраном. Але що може завадити розширеному споживчому досвіду і що може обмежити це, здавалося б, нестримне зростання?
У 6-му періоді Періодичної системи прихована група лантаноїдів: це, ми визнаємо, часто може здаватися більше схожим на розширену виноску внизу таблиці, яку більшість з нас, мабуть, ігнорували під час вивчення хімії середньої школи. Тим не менше, від дисплеїв до оптичних систем та постійних магнітів до систем управління, для роботи майже кожного окремого високотехнологічного пристрою потрібен один або кілька елементів цієї групи. Наступна стаття хотіла б виділити одне з них: елемент, який ми тримаємо в руках щодня, проте майже гарантовано, що про нього чули дуже мало: індій.
Індій є відносно рідкісним елементом у нашому середовищі, оскільки в ньому мало мінералів, що містять індій. Оскільки він також міститься в деяких цинкових рудах, його зазвичай добувають з їх металургійних залишків, але він також міститься в свинцевих, олов'яних і мідних рудах. Видобуток та видобуток з базових руд є значним, особливо на азіатському та американському континентах: у 2011 році, згідно з опитуванням, проведеним Геологічною службою США (USGS), ми можемо мати запаси індію, які можна видобути в усьому світі на 15000 тонн ферми.
Найважливіші країни, залучені до видобутку індію у 2017 році
Хоча відкриті більше ста п’ятдесяти років тому, чудові властивості індію лише нещодавно почали використовувати у високотехнологічній галузі. Більше половини його використання (рівно 55%) припадає на виробництво рідкокристалічних дисплеїв (РК-дисплеїв). Для функціонування цих використовується т. Зв оксиду олова індію, тому на основі цього створено цілу нову галузь. Плоскі екрани зустрічаються щодня, але індій також використовується в багатьох інших важливих, але менш поширених пристроях, таких як лазерні діоди, стоматологія, стрижні управління ядерним реактором, інгібітори корозії, сплави з низькою температурою плавлення та компоненти припою. На додаток до багатьох інших наших застосувань, наші низькоенергетичні світлодіоди та сонячні елементи також працюють завдяки металевій суміші, яка називається оксидом олова індію.
Оскільки цей крихкий матеріал утворює шар, здатний відчувати електричний заряд, металева суміш підходить для відчуття заряду, який накопичується в шкірі людини. Крім того, він навіть прозорий, завдяки чому поверхні, покриті ним, можна керувати дотиком - це дозволило появу сенсорних екранів. Їх інтерфейс утворює складну систему, за допомогою якої пальцями можна запускати клавіатуру та мишу комп’ютера. Те, що зараз є природним, стало революційним нововведенням протягом десятиліття: у 2007 році Apple, скориставшись дивовижними властивостями індію, випустила перший сенсорний телефон, створивши нову галузь разом із новими вимогами до сировини.
"Ми заново винаходимо телефон".
У світлі вищесказаного, можливо, не дивно, поява нових технологій призвело до величезного стрибка попиту на індій. Індій насправді широко присутній у земній корі, але його концентрація дуже низька. Понад дві третини перевірених, економічно видобутих 15000-тонних запасів знаходяться в Китаї, але, за оцінками американської корпорації Indium, ми можемо мати близько 50 000-тонних запасів у всьому світі. Однак близько 47% цього можна знайти також у Китаї та країнах СНД.
Виробництво індію в основному пов'язане з видобутком свинцево-цинковмісних руд (найчастіше він зустрічається в природі разом з цинком), саме тому значна частина його добувається з мінералу, званого сфалеритом (тобто мінерал, що містить сульфід цинку). Вилучення з руди вимагає, серед іншого, кислого розчинення, і в кінці процесу залишається лише жахливо невелика кількість - зазвичай значення нижче 0,01%. (Для порівняння, смартфон має у триста разів більше золота, ніж індію.)
Розрахувати розмір поточних запасів та їх вичерпання - далеко не просте завдання. Це багато в чому залежить від того, як змінюються та розвиваються технології, засновані на них. Гірничі компанії побоюються точних показників видобутку найцінніших металів, і наукове співтовариство лише недавно почало визнавати цю проблему.
Відповідно до зростаючого попиту на РК-телевізори та телевізори з плоским екраном, також прискорилася ціна на індій, яка зросла з 60 до 1000 доларів за три роки з 2003 по 2006 рік. Невизначеність такого роду породжує далекосяжні питання, оскільки попит на індій продовжує зростати. Ніщо не свідчить про це краще, ніж той факт, що кількість проданих смартфонів у 2018 році досягла 1,44 мільярда - один з яких, можливо, лежить у кишені читача статті. У той же час пропозиція індію почала паралельно зменшуватися, оскільки кілька китайських шахт припинили видобуток металу з цинку. Таким чином, хоча доступ до рідкісних земель у 2002 році все ще був доступний за ціною 94 долари США за кг, в останні роки ціни коливаються близько 360 доларів.
Витрати на виробництво індію як побічного продукту, очевидно, набагато нижчі, ніж якщо б метал добували самостійно; однак, якщо майбутній попит на індій перевищить кількість, доступну як побічний продукт, великим пістолетам тонкоплівкової технології доведеться шукати все більш дорогі джерела;.
Зміни ціни на індій
Джерело: Display Daily, М. Бреннесхольц, люб’язно надано Display Daily
"Я називаю індій спецією для металів, оскільки цей елемент, як і пряність, лише" розсіяний "у продуктах, а потім майже неможливо відновити з них", - говорить Армін Реллер, хімік матеріалів з університету в Аугсбурзі, Німеччина. Це хороше питання, які можливості можуть виникнути для індукції індію, оскільки не малий виклик знайти замінник матеріалу, який є прозорим, легким і легко проводить електричні заряди. В даний час німецькі та японські дослідники досліджують гнучкий матеріал на основі полімеру під назвою PEDOT, прозорість та провідність якого можна збільшити, додаючи різні сполуки. Будучи полімером, це рішення може забезпечити виробництво замінника або майбутнє постачання на масляній або вуглецевій основі.
У 2013 році Союз опублікував перелік рідкісних видів сировини, які є ключовими для європейської економіки та необхідними для підтримки та поліпшення якості нашого життя. Цей список серед інших мінералів включає індій.
Як я вже згадував, рівень відновлення індію досить низький, зазвичай близько 20%. Однак можлива стійкість ціни близько 700 доларів за кг може зробити економічно доцільним повторне вилучення металу з наших повсякденних предметів. Враховуючи значне збільшення попиту та побоювання щодо доступності, на ринках, здається, з’являються деякі припущення, оскільки індій стає все більш популярним інвестиційним продуктом.
Це хороше питання, куди варто потрапити як інвестор, і чи це один із найбільших підприємств найближчих десятиліть. Це вже не зрозуміло просто тому, що ми можемо розраховувати на відкриття багатьох нових елементів найближчим часом, і про їх властивості поки що можна лише здогадуватися. Час від часу доводиться, що періодична система Менделєєва не є позачасовою роботою, і навіть одна з найбільш консервативних оцінок того, що наука незабаром зможе довести існування до 173 елементів у порівнянні з сьогоднішніми 118.