NSArray (и другие контейнеры Objective-C) хранят объекты, поэтому вам нужно создать объект NSNumber для хранения его в массиве:
NSNumber *num = [NSNumber numberWithInt:index];
[yourMutableArray addObject:num];
Также взгляните на классы NSIndexSet (NSMutableIndexSet) - возможно, они будут лучше соответствовать вашим целям