Fémprofil: Iridium

Mi az irídium?

Az iridium egy kemény, törékeny és csillogó platina-csoport fém (PGM), amely nagyon stabil a magas hőmérsékleteken, valamint a kémiai környezetben.

Tulajdonságok

• Atomi szimbólum: Ir
• Atomszám: 77
• Elem kategória: Átmeneti fém
• Sűrűség: 22,56 g / cm3
• Olvadáspont: 4471 ° F (2466 ° C)
• Forráspont: 8002 ° F (4428 ° C)
• Mohs keménysége: 6.5

Jellemzők

A tiszta irídium fém rendkívül stabil és sűrű átmeneti fém.

Az iridiumot a leginkább korrózióálló tiszta fémnek tekintik, mivel ellenáll a sók, oxidok, ásványi savak és aqua regia (hidrogén- és nitro-kloridok keverékének) elleni támadásának, miközben csak az olvadt sók, például a nátrium-klorid és a nátrium cianid.

Az összes fémelem közül a második legsűrűbb (csak az ozmium mögött, bár ez vitatott), az irídium, mint más PGM-k, magas olvadásponttal és jó mechanikai szilárdsággal rendelkezik magas hőmérsékleteken.

A fém irídium a második legnagyobb rugalmassági modulusa az összes fémelemnek, ami azt jelenti, hogy nagyon merev és deformálódásnak ellenálló, olyan jellemzőkkel, amelyek megnehezítik a felhasználható részekbe történő gyártást, de amelyek értékes ötvözet- erősítő adalékot képeznek. A platina például 50% irídiummal ötvözve közel tízszer keményebb, mint tiszta állapotában.

Történelem

Smithson Tennant-t az irídium felfedezésével kapta meg, amikor 1804-ben megvizsgálta a platina ércét.

Azonban a nyers indiumfémeket még 10 éven át nem termelték, és a fém tiszta formáját csaknem 40 évvel Tennant felfedezését követően hozták létre.

1834-ben John Isaac Hawkins kifejlesztette az iridium első kereskedelmi felhasználását. Hawkins olyan kemény anyagot keresett, amely tolltartó tollat ​​hozhat létre, ami nem fog elhasználódni vagy megszakadni az ismételt felhasználás után.

Miután meghallotta az új elem tulajdonságait, megszerzett néhány irídiumtartalmú fémt Tennant kollégájától, William Wollastontól, és elkezdte elkészíteni az első irídium-toll arany tollat.

A XIX. Század második felében a Johnson-Matthey brit vállalat vezette az irídium-platina ötvözetek fejlesztését és forgalmazását. Az egyik kezdeti felhasználás a Witworth-ágyúkban történt, amelyek az amerikai polgárháború során felléptek.

Az irídium ötvözetek bevezetése előtt az ágyúszellőztető darabok, amelyek az ágyú gyújtását tartották, a megismételt gyulladás és a magas égési hőmérséklet miatt deformálódtak. Azt állították, hogy az irídiumot tartalmazó ötvözetekből készült szellőződarabok több mint 3000 töltetet tartanak.

1908-ban Sir William Crookes megtervezte az első iridium tégelyeket (a magas hőmérsékletű kémiai reakciókhoz használt edényeket), amelyeket Johnson Matthey készített, és nagy előnyökkel rendelkezett, mint a tiszta platina edények.

Az első iridium-ruténium termoelemeket az 1930-as évek elején és az 1960-as évek végén fejlesztették ki, a méretekben stabil anódok (DSA) kifejlesztése jelentősen növelte az elem iránti keresletet.

A PGM-oxidokkal bevont titán- fémekből álló anódok fejlesztése jelentős előrelépés a klóralkáli eljárásban klór és nátrium-hidroxid előállításához, és az anódok továbbra is az irídium fontos fogyasztói.

Termelés

Mint minden PGM-hez hasonlóan, az irídiumot nikkel melléktermékként, valamint PGM gazdag ércekből nyerik ki.

A PGM koncentrátumokat gyakran olyan finomítóknak adják el, amelyek az egyes fémek elszigetelésére specializálódtak.

Miután a meglévő ezüstöt, aranyat, palládiumot és platinát eltávolították az ércből, a fennmaradó maradékot nátrium-hidrogén-szulfáttal megolvasztották a ródium eltávolítása céljából.

Az irídiumot tartalmazó maradék koncentrátumot a ruténiummal és az ozmiummal együtt nátrium-peroxiddal (Na ₂ O ₂ ) megolvasztjuk a ruténium és az ozmium sók eltávolítására, miközben alacsony tisztaságú irídium-dioxidot (IrO ₂ ) hagyunk el.

Az iridium-dioxid vízben való oldásával az oxigéntartalmat eltávolíthatjuk, miközben az ammónium-hexaklór-ridátot. A párologtatás szárításának folyamatát, amelyet hidrogéngázzal égetnek, végül tiszta irídiumot eredményez.

Az irídium globális termelése évi 3-4 tonna mennyiségre korlátozódik. Ennek nagy része elsődleges ércgyártásból származik, bár néhány irídiumot újrahasznosítanak az elhasznált katalizátorokból és tégelyekből.

Dél-Afrika az irídium fő forrása, de a fémeket nikkelércekből is kivonják Oroszországban és Kanadában.

A legnagyobb gyártók közé tartozik az Anglo Platinum, a Lonmin és a Norilsk Nickel .

Alkalmazások

Bár az irídium széles termékválasztékban találja magát, végfelhasználásai általában négy szektorba sorolhatók:

1. Elektromos
2. Kémiai
3. elektrokémiai
4. Más

Johnson Matthey szerint az elektrokémiai felhasználások a 2013-ban elfogyasztott 198 000 uncia közel 30 százalékát tették ki. Az elektromos felhasználások az iridium fogyasztás 18 százalékát tették ki, míg a vegyipar körülbelül 10 százalékot fogyasztott. Más felhasználások a teljes kereslet fennmaradó 42 százalékát kerekítették ki.

_források

_{Johnson Matthey. PGM Piac felülvizsgálata 2012.}

_{http://www.platinum.matthey.com/publications/pgm-market-reviews/archive/platinum-2012}

_{USGS. Ásványi árucikkek összefoglalása: Platinum Group Metals. Forrás: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/platinum/myb1-2010-plati.pdf}

_{Chaston, JC "Sir William Crookes: Vizsgálatok az iridium tégelyekre és a platinaféleségek volatilitására". Platinum Metals Review , 1969, 13 (2).}