Kaj je iridium?
Lastnosti
- Atomski simbol: Ir
- Atomska številka: 77
- Element Kategorija: prehodna kovina
- Gostota: 22,56 g / cm3
- Tališče: 4471 ° F (2466 ° C)
- Vrelišče: 8002 ° F (4428 ° C)
- Trdota Mohs: 6.5
Značilnosti
Čista iridijeva kovina je izredno stabilna in gosta prehodna kovina.
Iridium velja za najbolj korozijsko odporno čisto kovino zaradi svoje odpornosti proti napadom iz soli, oksidov, mineralnih kislin in aqua regia (mešanica hidridnih in nitrokloričnih kislin), hkrati pa so izpostavljeni le napetosti s staljenimi solmi, kot sta natrijev klorid in natrij cianid.
Drugi najbolj gosti kovinski elementi (le za osmijem, čeprav se to razpravlja) ima iridij, tako kot drugi PGM, visoko temperaturo taljenja in dobro mehansko trdnost pri visokih temperaturah.
Metalni iridij ima drugi najvišji modul elastičnosti vseh kovinskih elementov, kar pomeni, da je zelo tog in odporen na deformacije, značilnosti, zaradi katerih je težko izdelati v uporabne dele, a jih naredi dragocen dodatek za krepitev zlitine . Platina , če je na primer legirana z 50% iridijem, je skoraj desetkrat težja kot v čistem stanju.
Zgodovina
Smithsonu Tennantu je priznan odkritje iridija pri preučevanju platinske rude leta 1804.
Vendar pa surova indijska kovina ni bila ekstrahirana še 10 let, čista oblika kovine pa ni bila proizvedena skoraj 40 let po odkritju Tennanta.
Leta 1834 je John Isaac Hawkins razvil prvo komercialno uporabo za iridium. Hawkins je iskal trden material, ki je oblikoval pero, ki se po večkratni uporabi ne bi obrabil ali pa se zlomil.
Po zaslišanju o lastnostih novega elementa je pridobil nekaj kovin, ki vsebujejo iridij, iz Tennantovega kolega Williama Wollastona in so začeli proizvajati prve pero z zlatom iz iridija.
V drugi polovici 19. stoletja je britanska družba Johnson-Matthey prevzela vodilno vlogo pri razvoju in trženju zlitin iridium-platina. Ena od prvotnih uporab je bila v topovih Witworth, ki so delovali v času ameriške državljanske vojne.
Pred uvedbo iridijevih zlitin so bili topovi za topove, ki so držali vžig topa, znani po deformaciji zaradi ponavljajočih se vžiganja in visokih zgorevalnih temperatur. Trdili so, da so odzračevalni deli iz zlitin, ki vsebujejo iridij, imeli svojo obliko in obliko več kot 3000 obremenitev.
Leta 1908 je Sir William Crookes izdelal prve iridijske lonce (posode, ki se uporabljajo za visoke temperature kemijske reakcije), ki jih je izdelal Johnson Matthey, in ugotovila, da imajo velike prednosti pred čisto platinasto posodo.
Prvi iridijev-rutenijski termoparji so bili razviti v zgodnjih tridesetih letih prejšnjega stoletja in v poznih šestdesetih letih so razvoj dimenzijsko stabilnih anod (DSA) znatno povečali povpraševanje po elementu.
Razvoj anod, ki je sestavljen iz kovinske titanije, prevlečene z oksidi PGM, je bil velik napredek v procesu kloralkalije za proizvodnjo klora in kavstične sode, pri čemer so anode še vedno glavni porabnik iridija.
Proizvodnja
Tako kot vsi PGM se iridij ekstrahira kot stranski produkt niklja , pa tudi iz bogatih rud PGM.
Koncentrati PGM se pogosto prodajajo rafinerijam, ki so specializirani za izolacijo vsake kovine.
Ko se katerakoli obstoječa srebra, zlato, paladij in platina odstranijo iz rude, se preostali ostanek stopi z natrijevim bisulfatom, da se odstrani rodij .
Preostali koncentrat, ki vsebuje iridij, skupaj z rutenijom in osmijem, se raztopi z natrijevim peroksidom (Na2O2), da se odstranijo rutenijove in osmijeve soli, pri čemer ostane iridijev dioksid z nizko čistostjo (IrO 2 ).
Z raztapljanjem iridijevega dioksida v aqua regiji lahko vsebnost kisika odstranimo, pri čemer dobimo raztopino, imenovano amonijev heksaklorirridat. Postopek sušenja z izhlapevanjem, čemur sledi gorenje z vodikovim plinom, končno privede do čistega iridija.
Globalna proizvodnja iridija je omejena na približno 3-4 tone na leto. Večina tega izhaja iz proizvodnje primarne rude, čeprav se nekatera iridija reciklira iz izrabljenih katalizatorjev in talilnih loncev.
Južna Afrika je glavni vir iridija, vendar je kovina tudi pridobljena iz rude niklja v Rusiji in Kanadi.
Največji proizvajalci so Anglo Platinum, Lonmin in Norilsk Nickel .
Aplikacije
Čeprav se iridium nahaja v širokem spektru izdelkov, lahko njegovo končno uporabo kategoriziramo v štiri sektorje:
- Električni
- Kemikalije
- Elektrokemijska
- Drugo
Po mnenju Johnsona Mattheyja je elektrokemična poraba predstavljala skoraj 30 odstotkov od 198.000 unč porabljenih leta 2013. Električne aplikacije so predstavljale 18 odstotkov celotne porabe iridija, kemična industrija pa porabi približno 10 odstotkov. Druge uporabe so zaokrožile preostalih 42 odstotkov celotnega povpraševanja.
Viri
Johnson Matthey. PGM Market Review 2012.
http://www.platinum.matthey.com/publications/pgm-market-reviews/archive/platinum-2012
USGS. Mineralni povzetki blaga: Metali platinaste skupine. Vir: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/platinum/myb1-2010-plati.pdf
Chaston, JC "Sir William Crookes: Preiskave o lončnem žarčku in volatilnosti platinastih kovin". Platinum Metals Review , 1969, 13 (2).