Propriétés, occurrence et utilisations
Blanc argenté et capable de prendre un poli élevé, le cadmium est presque aussi doux que létain et, comme létain, émet un crépitement lorsquil est plié; il peut être déployé en feuilles. Le cadmium fond et bout à des températures relativement basses; sa vapeur est jaune foncé et monoatomique. Le métal est permanent dans lair sec, se revêt de loxyde dans lair humide, brûle en chauffant jusquà la rougeur et est facilement soluble dans les acides minéraux. Lempoisonnement résulte de linhalation de vapeurs ou de poussières de cadmium. Friedrich Stromeyer, un chimiste allemand, découvrit lélément (1817) dans un échantillon de carbonate de zinc et, la même année, K.S.L. Hermann et J.C.H. Roloff a trouvé du cadmium dans un spécimen doxyde de zinc. Les deux composés de zinc étaient à létude car leur pureté en tant que produits pharmaceutiques était suspecte.
Élément rare (environ 0,2 gramme par tonne dans la croûte terrestre), le cadmium est présent dans quelques minéraux et en petites quantités dans dautres minerais, en particulier minerais de zinc, à partir desquels il est produit comme sous-produit. Le principal minerai de zinc, la blende de zinc ou la sphalérite, se compose principalement de sulfure de zinc, contenant de 0,1 à 0,3 pour cent de cadmium. Toutes les méthodes de production de zinc commencent par la conversion du sulfure en oxyde de zinc par grillage: le cadmium se concentre dans les fumées, qui sont traitées en différentes étapes jusquà lobtention dun produit contenant plus de 99,9% de cadmium. Certains minerais de plomb contiennent également de petites quantités de cadmium et, sil est présent en quantité suffisante, il est récupéré par un cycle dopérations similaire à celui des fonderies de zinc. Les producteurs de zinc qui utilisent le procédé électrolytique récupèrent le cadmium dune manière quelque peu différente, mais là encore le principe est le même, à commencer par le grillage du sulfure de zinc, suivi du traitement des poussières de fumée. La plupart du cadmium est récupéré dans lun de ces trois processus. La Chine, la Corée du Sud, le Canada, le Japon et le Kazakhastan ont dominé le monde dans le raffinage du cadmium au début du 21e siècle.
La plupart du cadmium produit est galvanisé sur lacier, le fer, le cuivre, le laiton et dautres alliages pour les protéger de la corrosion. Le placage de cadmium est particulièrement résistant à lattaque par les alcalis. Le cadmium est physiquement similaire au zinc mais il est plus dense et plus mou. Le cadmium plaqué a une granulométrie plus petite que les revêtements électrozingués et les dépôts ont tendance à être plus uniformes et lisses. Par conséquent, une bonne protection est assurée par des couches minces de cadmium, et ainsi, malgré son prix élevé, il est fréquemment utilisé pour la protection de pièces de précision. Sa résistance aux atmosphères marines est également supérieure à celle du zinc.
Une application importante du cadmium est son utilisation comme anode avec de loxyde de nickel ou dargent comme cathode et un électrolyte de potasse caustique dans des batteries de stockage électriques rechargeables pour des utilisations dans lesquelles un poids inférieur, une durée de vie plus longue et une stabilité lors du stockage à létat déchargé sont souhaitables comme dans les avions.
Le cadmium se combine avec de nombreux métaux lourds pour donner des alliages; les plus importants sont les alliages de roulement et les alliages à bas point de fusion utilisés pour le brasage. Les faibles quantités de cadmium ajoutées aux métaux lourds les renforcent. Un pour cent ajouté au cuivre augmente sa résistance et sa dureté avec seulement une petite réduction de la conductivité électrique. Allié au zinc, le cadmium forme des soudures avec une bonne résistance au cisaillement. Parce quil absorbe efficacement les neutrons thermiques, il est utilisé dans les barres de contrôle de certains réacteurs nucléaires.