Ind

Ind został odkryty w drugiej połowie XIX wieku. W pierwszej połowie XX wieku udało się znaleźć pierwsze (nieliczne) zastosowania tego pierwiastka. Stosowano go w w produkcji diod elektroluminescencyjnych oraz silników do samolotów. Dopiero w latach 50-tych XX wieku użyto indu jako półprzewodnika, i od tego momentu rozpoczęła się jego kariera.

Z kolei od lat 70-tych ind był powszechnie wykorzystywany w energetyce jądrowej, jako składnik prętów kontrolnych w reaktorach atomowych. Natomiast od początku lat 90-tych XX wieku pierwiastek ten jest stosowany głównie w produkcji wyświetlaczy ciekłokrystalicznych. Z początkiem XXI wieku w ten sposób zużywano połowę światowej produkcji indu. Inne zastosowania pierwiastka obejmują między innymi produkcję powłok antykorozyjnych oraz luster. Zaletę tego metalu stanowi również brak utleniania w temperaturach pokojowych.

Minerały

Minerały indu stanowią rzadkość, aczkolwiek znaleziono ich łącznie około dwudziestu. Rogezyt (CuInS₂) jest najważniejszym z nich. Jednak nawet on występuje głównie w postaci mikroskopijnych wrostków w rudach innych metali, zwłaszcza w minerałach bornicie, chalkopirycie oraz sfalerycie.

Dużo częściej niż we własnych minerałach, ind podstawia atomy innych pierwiastków w minerałach tworzonych przez inne metale. Dotyczy to zwłaszcza minerałów z grupy siarczków, w tym głównie sfalerytu (siarczku cynku).

Współwystępowanie indu z rudami wielu metali sprawia, że pozyskiwany jest on jako produkt uboczny w górnictwie metali takich jak cynk, miedź, cyna, ołów, srebro, bizmut, selen oraz arsen. W złożach tych minerały przerastają się i zastępują w skomplikowany sposób.

Złoża

Ind spotykany jest w złożach różnego typu, w tym również tworzących się współcześnie (w grzbietach śródoceanicznych, a także w pobliżu fumarol – czyli miejsc, gdzie wydobywają się gazy wulkaniczne), ale także powstałych ponad 2,5 miliarda lat temu, w skałach wulkanicznych i przeobrażonych tak zwanych pasów zieleńcowych.

Najważniejsze typy złóż, w których pojawia się ind, to:

• złoża siarczkowe,
• złoża żyłowe i hydrotermalne,
• złoża skarnowe,
• złoża stref subdukcji.

Złoża siarczkowe powstają w strefach ryftów oraz w grzbietach śródoceanicznych, a więc w miejscach, w których dochodzi do pękania skorupy ziemskiej, oddalania się płyt litosfery i do powstawania nowej skorupy oceanicznej. Złoża takie znajdują się w kompleksach skał wulkanicznych, zazwyczaj powstałych na dnach mórz i oceanów. Są one różnego wieku: pochodzące z eonu archaicznego (a więc starsze niż sprzed 2,5 miliarda lat) znane są z tarczy Pilbara w Australii. Współcześnie złoża takie powstają na dnie południowo-zachodniego Pacyfiku.

W złożach siarczkowych ind towarzyszy zazwyczaj rudom cynku, ołowiu i miedzi, stanowiąc poboczną kopalinę. Złoża takie znane są z Australii, Chin, Hiszpanii, Kanady, Portugalii oraz Rosji.

Złoża hydrotermalne powstają na skutek działalności gorących par i roztworów (tak zwanych roztworów hydrotermalnych) krążących w skałach. W trakcie stygnięcia oddają one rozpuszczone w nich związki chemiczne, tworząc żyły wielu minerałów. Złoża tego typu tworzą się zwłaszcza w ostatnich fazach kolizji kontynentalnych, z którymi wiążą się ruchy górotwórcze oraz powstawanie wielkich podziemnych zbiorników stopu skalnego, czyli magmy. Roztwory hydrotermalne stanowią pozostałość po magmie, z której wykrystalizowała wcześniej większość minerałów.

W złożach hydrotermalnych ind towarzyszy różnym zespołom metali, w tym cynk-ołów-srebro, miedź-cynk-ołów-srebro-cyna oraz cyna-wolfram. Pierwsze takie złoża znane były z Niemiec oraz Wielkiej Brytanii, a do lat 80-tych XX wieku duże ilości indu pozyskiwano z żył hydrotermalnych znajdujących się w Boliwii oraz Japonii.

Złoża skarnowe powstają w miejscach, gdzie znajdujące się pod powierzchnią Ziemi skały osadowe węglanowe ulegają przeobrażeniu pod wpływem oddziaływania gorącego stopu skalnego (magmy). Złoża takie tworzą się zazwyczaj w otoczeniu wielkich ciał (intruzji) zbudowanych z granitoidów, które wykrystalizowały z magmy, i składają się ze skomplikowanego systemu żył wzbogaconych w różne metale, często w cynę oraz wolfram.

Złoża stref subdukcji tworzą się w miejscach, w których dochodzi do kolizji dwóch zbliżających się do siebie płyt litosfery. Jedna z nich (cięższa, zazwyczaj oceaniczna) zanurza się pod drugą (lżejszą, często kontynentalną). W ten sposób powstaje tak zwana strefa subdukcji.

Ponad zanurzającą się w głąb Ziemi płytą powstają liczne wulkany; innymi związanymi z tym zjawiskami jest pojawianie się gejzerów oraz ekshalacji wulkanicznych (czyli miejsc, w których na powierzchnie wydostają się gazy wulkaniczne). W takich środowiskach tworzą się złoża stref subdukcji. Najważniejszymi pozyskiwanymi z nich metalami są często złoto i srebro. Innymi ważnym produktami są miedź, cynk, ołów, cyna, a dodatkowo towarzyszą im ind oraz bizmut. Najważniejsze złoża stref subdukcji są zlokalizowane na terenie Chile, Filipin, Grecji, Japonii, Kanady oraz USA.

Zastosowania

Począwszy od drugiej połowy XX wieku ind stał się surowcem wykorzystywanym w wielu różnych zastosowaniach, w tym w:

• przemyśle lotniczym,
• energetyce jądrowej,
• przemyśle samochodowym,
• przemyśle fotowoltaicznym,
• produkcji paneli LCD,
• produkcji stopów (w tym ze złotem oraz palladem),
• produkcji tranzystorów,
• produkcji lamp sodowych,
• w telewizorach plazmowych,
• w kolektorach słonecznych,
• w wyświetlaczach z emisją polową,
• w stomatologii,
• jako zamiennik dla toksycznej rtęci,
• produkcji baterii alkalicznych,
• komputerach osobistych (w systemach chłodzenia).

Zasoby

Niemal całe wydobycie indu jest związane z pozyskaniem i przetwarzaniem rud cynku. To dlatego określenie wielkości dostępnych zasobów jest trudne. Spore ilości indu znajdują się także w złożach miedzi. Większość światowych rezerw posiadają Chiny. Duże zasoby znajdują się również w Kanadzie, Peru, Rosji oraz USA. W Chinach ind uzyskiwany jest także ze złóż cyny. Wydobycie indu jako podstawowej kopaliny jest nieopłacalne, ze względu na niewielkie ilości możliwego do pozyskania pierwiastka.

Lista producentów indu nie pokrywa się z listą krajów, które pozyskują najwięcej tego pierwiastka. Wśród państw, które przetwarzają duże ilości importowanej rudy indu są między innymi Belgia, Japonia oraz Korea Południowa. Wiąże się to między innymi z większym zapotrzebowaniem na ind w gospodarkach wysoko rozwiniętych.

Większość indu wprowadzanego obecnie na rynek pochodzi nie z wydobycia, ale odzyskiwania podczas rafinacji innych metali oraz z recyklingu. Szczególnie dużą rolę recykling odgrywa w Japonii, Kanadzie, Korei Południowej, Niemczech, Wielkiej Brytanii oraz na Tajwanie. Wzrastające zapotrzebowanie związane z szybko rosnącą produkcji paneli LCD oraz ogniw fotowoltaicznych zwiększyło jednak również zakres prowadzonych prac poszukiwawczych mających na celu zlokalizowanie nowych złóż metali zawierających ind. Trzeba jednak pamiętać, że szybkie zwiększenie wydobycia tego pierwiastka nie jest możliwe, ponieważ zależy ono od intensywności eksploatacji rud cynku. Intensyfikacja wydobycia cynku tylko ze względu na pozyskanie indu nie stanowi opłacalnego ekonomiczne rozwiązania.

Ind nie jest toksyczny (choć niektóre z jego związków wykazują szkodliwość dla człowieka), jednak jego wydobycie, związane z pozyskiwaniem rud cynku, miedzi i cyny, może być bardzo uciążliwe dla środowiska. Problem stanowi również duża ilość indu, który zostaje wydobyty, ale nie podlega rafinacji. Prawdopodobnie nawet do 75% indu trafia do zakładów, które nie mają technicznych możliwości jego odzyskania. Sprawia to, że cenny surowiec trafia na hałdy.

Aczkolwiek posiadane przez nas zasoby indu nie zostaną wyczerpane w nadchodzących dekadach, to jednak istnieje spore ryzyko geopolityczne związane z utrzymaniem dostaw tego pierwiastka. Możliwe jest wprowadzenie zakazu eksportu przez producentów. Przykładowo, Chiny ograniczają ilości indu sprzedawanego za granicę, by stymulować rodzimą produkcję paneli LCD.