Kadmium
Kadmium menyusun sekitar 0.1ppm kerak bumi. Dibandingkan dengan seng yang melimpah (65 ppm), kadmium termasuk jarang. Tidak ada deposit bijih kadmium penting yang diketahui. Greenockite (CdS), satu-satunya mineral kadmium yang penting, hampir selalu dikaitkan dengan sphalerite (ZnS). Hubungan ini disebabkan oleh kesamaan geokimia antara seng dan kadmium yang membuat
pemisahan geologi tidak mungkin terjadi. Sebagai konsekuensinya, kadmium diproduksi terutama sebagai produk sampingan dari proses pertambangan, peleburan, dan pemurnian bijih sulfida seng, dan pada tingkat yang lebih rendah, timbal dan tembaga. Sejumlah kecil kadmium, sekitar 10% konsumsi, dihasilkan dari sumber sekunder, terutama dari debu yang dihasilkan dari daur
ulang besi dan skrap baja. Produksi di Amerika Serikat dimulai pada tahun 1907, tetapi kadmium baru digunakan secara luas pasca Perang Dunia I. Satu tempat dimana kadmium logam dapat ditemukan adalah sungai Vilyuy di Siberia.
Batu yang ditambang untuk menghasilkan pupuk fosfat mengandung jumlah kadmium yang bervariasi, dengan konsentrasi kadmium hingga 300 mg/kg dalam pupuk fosfat yang diproduksi, kandungan kadmium dalam tanah pertanian juga tinggi. Batubara dapat mengandung kadmium dalam jumlah besar, yang sebagian besar berakhir pada debu buangan.
British Geological Survey melaporkan bahwa pada tahun 2001, China adalah produsen kadmium papan atas, memproduksi hampir seperenam dari pangsa dunia, diikuti oleh Korea Selatan dan Jepang.
Kadmium adalah ketakmurnian umum dalam bijih seng, dan merupakan yang paling sering diisolasi selama produksi seng. Beberapa bijih seng yang dipekatkan dari bijih seng sulfida mengandung 1.4% kadmium. Pada 1970-an, produksi kadmium adalah 6.5 pounds (2.9 kg) per ton seng. Bijih seng sulfida dipanggang dengan adanya oksigen, mengubah seng sulfida
menjadi oksida. Logam seng diproduksi dengan cara melebur oksidanya dengan karbon atau dengan cara elektrolisis dalam asam sulfat. Kadmium diisolasi dari logam seng dengan distilasi vakum jika seng dilelehkan, atau kadmium sulfat diendapkan dari larutan elektrolisis.
Kadmium memiliki banyak kegunaan di bidang industri seperti, komponen kunci dalam produksi baterai, sebagai pigmen kadmium, proses pelapisan, dan biasa digunakan pada penyepuhan elektrik.
Pada tahun 2009, 86% kadmium digunakan di baterai, terutama dalam baterai isi ulang nikel-kadmium. Sel nikel-kadmium memiliki potensi sel 1.2 V. Sel terdiri dari elektroda positif nikel hidroksida dan sebuah pelat kadmium sebagai elektroda negatif yang dipisahkan oleh elektrolit alkali (kalium hidroksida). Uni Eropa menetapkan batas penggunaan kadmium yang
diizinkan dalam elektronika pada tahun 2004 maksimal 0.01%, dengan beberapa pengecualian, namun mengurangi kandungan kadmium yang diizinkan dalam baterai menjadi 0.002%.
Penyepuhan elektrik kadmium, yang menghabiskan 6% dari produksi global, dapat ditemukan di industri pesawat terbang karena kemampuannya untuk menahan korosi ketika diterapkan pada komponen baja. Lapisan ini dipasifkan menggunakan garam kromat. Keterbatasan pelapisan kadmium adalah perapuhan hidrogen pada baja berregangan tinggi yang disebabkan oleh proses penyepuhan elektrik. Oleh
karena itu, bagian baja yang diolah-panas dengan kekuatan tarik di atas 1300 MPa (200 ksi) harus dilapisi dengan metode alternatif (seperti proses penyepuhan elektrik khusus dengan kadmium perapuhan rendah, atau deposisi uap fisika). Selain itu, perapuhan titanium yang disebabkan oleh residu alat berlapis cadmium mengakibatkan alat ini disingkirkan dari program A-12/SR-71 dan U-2,
(bersamaan dengan program pengujian alat secara rutin untuk mendeteksi kontaminasi cadmium), dan program pesawat terbang berikutnya yang menggunakan titanium.
Kadmium digunakan sebagai penghalang untuk mengendalikan neutron pada fisi nuklir. Reaktor air bertekanan yang dirancang oleh Westinghouse Electric Company menggunakan paduan yang terdiri dari perak 80%, indium 15%, dan kadmium 5%.
Kadmium oksida digunakan dalam fosfor televisi hitam-putih, dan dalam fosfor biru dan hijau untuk tabung televisi berwarna. Cadmium sulfida (CdS) digunakan sebagai lapisan permukaan fotokonduktif untuk tabung fotokopi.
Dalam pigmen cat, kadmium membentuk beragam garam, dengan CdS adalah yang paling umum. Sulfida ini digunakan sebagai pigmen kuning. Kadmium selenida dapat digunakan sebagai pigmen merah, biasa disebut kadmium merah. Bagi pelukis yang bekerja dengan pigmen, kadmium kuning, jingga, dan merah adalah warna yang paling cemerlang dan tahan lama. Sebenarnya, selama
proses produksi, warna-warna ini dilunakkan secara signifikan sebelum dicampur dengan minyak dan pengikat, atau dicampur ke dalam cat air, gouache, cat akrilik, dan formulasi cat dan pigmen lainnya. Karena pigmen ini berpotensi racun, maka dianjurkan untuk menggunakan krim penghalang di tangan untuk mencegah penyerapan melalui kulit saat bekerja menggunakannya meski jumlah kadmium yang diserap tubuh melalui kulit biasanya kurang dari 1%.
Dalam PVC, Kadmium digunakan sebagai penstabil panas, cahaya, dan pelapukan. Saat ini, stabilisator kadmium telah sepenuhnya diganti dengan stabilisator barium-seng, kalsium-seng dan organo-timah. Kadmium digunakan dalam berbagai jenis solder dan paduan bantalan, karena koefisien gesek yang rendah dan ketahanannya terhadap kelelahan. Ini juga ditemukan pada beberapa alloy bertitik lebur rendah, seperti logam Wood.
Laser helium-kadmium adalah sumber umum sinar laser ultraviolet biru. Mereka beroperasi pada panjang gelombang 325 atau 422nm dan digunakan dalam mikroskop fluoresensi serta berbagai percobaan laboratorium. Quantum dot kadmium selenida memancarkan luminesensi terang di bawah eksitasi UV (laser He-Cd, misalnya). Warna luminesensi ini bisa berwarna hijau, kuning atau merah tergantung ukuran partikelnya.
Larutan koloid dari partikel tersebut digunakan untuk pencitraan jaringan biologis dan larutan dengan menggunakan mikroskop fluoresensi.
Kadmium adalah komponen dari beberapa senyawa semikonduktor, seperti kadmium sulfida, kadmium selenida, dan kadmium telurida, yang dapat digunakan sebagai detektor cahaya atau sel surya. HgCdTe sensitif terhadap sinar inframerah, dan oleh karena itu dapat digunakan sebagai detektor inframerah atau saklar misalnya pada perangkat pengendali jarak jauh.
Dalam biologi molekular, kadmium digunakan untuk memblokir saluran kalsium yang bergantung pada tegangan ion kalsium yang berfluktuasi, seperti pada penelitian hipoksia untuk merangsang degradasi Hif-1 yang bergantung pada proteasom.
Sensor selektif kadmium berdasarkan fluorofora BODIPY telah dikembangkan untuk pencitraan dan penginderaan kadmium dalam sel.
Kadmium tidak diketahui memiliki peran berguna pada organisme yang lebih tinggi, namun karbonat anhidrase yang tergantung pada kadmium telah ditemukan pada beberapa diatom laut. Diatom yang hidup dalam lingkungan dengan konsentrasi seng dan kadmium yang sangat rendah, melakukan fungsi yang biasanya dilakukan oleh seng dalam anhidrase lainnya. Penemuan ini dilakukan dengan menggunakan spektroskopi fluoresensi sinar-X (XAFS).
Konsentrasi tertinggi kadmium telah ditemukan diserap dalam ginjal manusia, dan sampai sekitar 30 mg kadmium umumnya dihirup oleh seluruh anak dan remaja. Kadmium dapat digunakan untuk memblokir saluran kalsium dalam neuron ayam. Telah ditinjau metode analisis untuk penentuan kadmium dalam sampel biologis.
Biogeokimia kadmium dan pelepasannya ke lingkungan telah menjadi bahan kajian, seperti spesiasi kadmium di lingkungan.
Bentuk paparan kerja paling berbahaya terhadap kadmium adalah menghirup debu halus dan asap, atau menelan senyawa kadmium yang sangat mudah larut. Menghirup asap yang mengandung kadmium dapat mengakibatkan demam asam logam pada awalnya, namun mungkin berlanjut ke penyakit pneumonitis kimia, edema paru-paru, dan kematian.