Metalli profiil: Iridium

Mis on iriidium?

Iridium on raske, rabe ja läikiv plaatina-rühma metall (PGM), mis on väga stabiilne nii kõrgetel temperatuuridel kui ka keemilistes keskkondades.

Omadused

• Atomic sümbol: Ir
• Aatominumber: 77
• Element Kategooria: Transition Metal
• Tihedus: 22,56 g / cm ³
• Sulamistemperatuur: 4471 ° F (2466 ° C)
• Keemispunkt: 8002 ° F (4428 ° C)
• Mohi kõvadus: 6.5

Omadused

Pure iiridium metal on äärmiselt stabiilne ja tihe siirdemetall.

Iridiumit peetakse kõige korrosioonikindlateks puhasteks metallideks, sest sellel on resistentsus soolade, oksiidide, mineraalhapete ja aqua regia (hüdro- ja nitrokloriidhapete segu) vastu rünnakute vastu, kuna need on vaid räbustunud sulasoolade nagu naatriumkloriidi ja naatriumi tsüaniid.

Kõigi metallielementide teine ​​pool (ainult osmiumist, kuigi see on arutlusel), on iriidiumil, nagu ka teistel PGM-il, kõrge sulamistemperatuur ja hea mehaaniline tugevus kõrgel temperatuuril.

Metallilisandil on kõigi metalli elementide elastsuse teine ​​suurus, see tähendab, et see on väga jäik ja vastupidav deformatsioonile, omadused, mille tõttu on raske valmistada kasutatavaid osi, kuid mis muudavad selle väärtusliku sulami tugevdava lisandina. Näiteks 50% -lise iiridiumiga legeeritud plaatina on peaaegu kümme korda raskem kui puhtas olekus.

Ajalugu

Smithson Tennant on plaatinimaagi uurimise käigus kaalunud iriidiumi avastamist 1804. aastal.

Kuid toornafta indiummetalli ekstraheeriti veel 10 aastat ja metalli puhast vormi ei toodetud kuni 40 aastat pärast Tennanti avastamist.

Aastal 1834 arendas John Isaac Hawkins esimest kaubanduslikku kasutamist oriumidiumiks. Hawkins oli otsinud kõva materjali, et moodustada pen-näpunäiteid, mis ei kaotaks või katkestaks pärast korduvat kasutamist.

Olles kuulnud uue elemendi omaduste üle, omandas ta Tennanti kolleegi William Wollastoni mõnest iiridiumisisaldusega metallist ja hakkas tootma esimest iiridiumist kuldset pliiatsit.

19. sajandi teisel poolel võttis Briti firma Johnson-Matthey iidium-plaatina-sulamite väljatöötamise ja turustamise eestvedaja. Üks esialgsetest kasutustest oli Witworthi suurtükid, mis nägid Ameerika kodusõja ajal toiminguid.

Enne iridiumisulamite kasutuselevõtmist olid suurtükid, mis hoidsid suurtükki süütamiseks, korduva süüte ja kõrge põlemistemperatuuri tõttu deformatsiooniks. Väideti, et iiridiumisisaldusega sulamitest valmistatud ventilatsioonitükid jäid oma kuju ja kuju üle 3000 laengu.

Aastal 1908 töötas Sir William Crookes Johnson Matthey toodetud esimestes iiridaattiiglites (kõrgeküttetemperatuursetes keemilistes reaktsioonides kasutatavaid anumaid) ja leidis, et see oli suurepäraseid eeliseid puhaste plaatinaanumate suhtes.

Esimesed iiridium-ruteeniumi termopaarid töötati välja 1930. aastate alguses ja 1960. aastate lõpul kujundas dimensiooniliselt stabiilsete anoodide (DSA) väljaarendamine märkimisväärselt elemendi nõudlust.

Anorgaanide, mis koosnevad PGM-oksiididega kaetud titaanmetallist, anodete väljatöötamine oli kloori ja naatriumkarbonaadi tootmisel kloorleiteid sisaldava protsessi oluline areng ning anoodid on jätkuvalt iidiumi peamine tarbija.

Tootmine

Nagu kõik PGM-id, ekstraheeritakse iiridium nikli kõrvalsaadusena, samuti PGM rikastatud maagist.

PGM kontsentraate müüakse sageli raualejatele, kes on spetsialiseerunud iga metalli isolatsioonile.

Kui mõni olemasolev hõbe, kuld, pallaadium ja plaatina eemaldatakse maagist, jääb järelejäänud jääk roodiumi eemaldamiseks naatriumbisulfaadiks.

Järelejäänud kontsentraat, mis sisaldab iridiumit koos ruteeniumi ja osmiumiga, sulatatakse ruteeniumi ja osmiumi soolade eemaldamiseks naatriumperoksiidiga (Na ₂ O ₂ ), jättes jälle madala puhtusastmega iriidiumdioksiidi (IrO ₂ ).

Iiridaatriumdioksiidi lahustamisel vees regioonis saab hapnikusisalduse eemaldada, tehes lahust tuntud kui ammooniumheksakloro-riidaat. Aurufaasis kuivatamine, millele järgneb põlemine gaasilise vesinikuga, annab lõpuks puhta iriidiumi.

Iridiumi ülemaailmne toodang on piiratud ligikaudu 3-4 tonnini aastas. Enamik neist pärineb primaarsest maagist toodangust, kuigi mõni iiridium on kasutatud kasutatud katalüsaatorites ja tiiglites.

Iiridium peamine allikas on Lõuna-Aafrika, kuid metallist on ka nikli maagi kaevandatud Venemaal ja Kanadas.

Suurimad tootjad on Anglo Platinum, Lonmin ja Norilsk Nickel .

Taotlused

Kuigi iiridium leiab ennast mitmesugustes toodetes, võib selle lõppkasutust üldiselt jagada neljaks sektoriks:

1. Elektriline
2. Keemiline
3. Elektrokeemiline
4. Muu

Johnsoni Matthey sõnul moodustas 2013. aastal tarbitud elektrokeemiline kasutus ligikaudu 30 protsenti 198 000 untsi. Elektrirakendused moodustasid 18% kogu iiridaadi tarbimisest, samas kui keemiatööstus tarbis umbes 10%. Muud kasutused ümardasid järelejäänud 42 protsenti kogu nõudlusest.

_Allikad

_{Johnson Matthey. PGMi turuülevaade 2012.}

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

_{USGS Mineraaltoote kokkuvõtted: Platinum grupi metallid. Allikas: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/platinum/myb1-2010-plati.pdf}

_{Chaston, JC "Sir William Crookes: Iridiumi tiigli uurimine ja Platinummetallide volatiilsus". Platinum Metals Review , 1969, 13 (2).}