Mikä on Iridium? Metalliprofiili

Iridium on kova, hauras ja kiiltävä platinaryhmä metalli (PGM), joka on erittäin vakaa korkeissa lämpötiloissa sekä kemiallisissa ympäristöissä.

Ominaisuudet

• Atomisymboli: Ir
• Atomiluku: 77
• Elementtiluokka: Siirtymämetalli
• Tiheys: 22,56 g / cm³
• Sulamispiste: 4471 F (2466 C)
• Kiehumispiste: 8002 F (4428 C)
• Mohsin kovuus: 6,5

Ominaisuudet

Puhdas iridiummetalli on erittäin vakaa ja tiheä siirtymämetalli.

Iridiumia pidetään korroosionkestävimpänä puhtaana metallina, koska se vastustaa suolojen, oksidien, mineraalihappojen ja vesielementtien hyökkäyksiä regia (vesi- ja typpikloorihappojen seos), vaikka se on vain alttiina sula suolojen, kuten natriumkloridin ja natriumin, hyökkäykselle syanidi.

Toiseksi tihein kaikista metallielementeistä (vain osmiumin takana, vaikka tästä keskustellaankin), iridiumilla, kuten muillakin PGM: llä, on korkea sulamispiste ja hyvä mekaaninen lujuus korkeissa lämpötiloissa.

Metallisella iridiumilla on toiseksi korkein elastisuusmoduuli kaikista metallielementeistä, mikä tarkoittaa, että se on erittäin jäykkä ja kestävät muodonmuutoksia, ominaisuudet, jotka vaikeuttavat valmistamista käyttökelpoisiksi osiksi, mutta jotka tekevät siitä a arvokas

metalliseosvahvistava lisäaine. PlatinaEsimerkiksi 50-prosenttisella iridiumilla seostettuna se on lähes kymmenen kertaa kovempi kuin puhtaassa tilassa.

Historia

Smithson Tennant hyvitetään iridiumin löytämisestä tutkittaessa platinamalmia vuonna 1804. Raakaa indiummetallia ei kuitenkaan uutettu vielä 10 vuotta, ja metallin puhdasta muotoa tuotettiin vasta lähes 40 vuotta Tennantin löydön jälkeen.

Vuonna 1834 John Isaac Hawkins kehitti ensimmäisen kaupallisen käytön iridiumille. Hawkins oli etsinyt kovaa materiaalia muodostaakseen kynänkärkiä, jotka eivät kulu tai rikkoutuisi toistuvan käytön jälkeen. Kuultuaan uuden elementin ominaisuuksista hän hankki iridiumia sisältävää metallia Tennantin kollegalta William Wollastonilta ja alkoi valmistaa ensimmäisiä iridiumkärkisiä kultakyniä.

1800-luvun jälkipuoliskolla brittiläinen yritys Johnson-Matthey otti johtoaseman iridium-platina-seosten kehittämisessä ja markkinoinnissa. Yksi ensimmäisistä käyttötavoista oli Witworthin tykeissä, jotka näkivät toimintaa Yhdysvaltain sisällissodan aikana.

Ennen iridiumseosten käyttöönottoa tykin tuuletusaukot, jotka pitivät tykin sytytystä, olivat tunnettuja muodonmuutoksista toistuvan syttymisen ja korkeiden palamislämpötilojen seurauksena. Väitettiin, että iridiumia sisältävistä seoksista valmistetut tuuletusaukot pitivät muodonsa ja muodon yli 3000 latauksella.

Vuonna 1908 Sir William Crookes suunnitteli ensimmäiset iridium-upokkaat (astiat, joita käytettiin korkeassa lämpötilassa kemikaaleissa) reaktiot), jonka hän oli tuottanut Johnson Matthey ja jolla oli havaittu olevan suuria etuja puhtaaseen platinaan verrattuna aluksia.

Ensimmäiset iridium-rutenium-lämpöparit kehitettiin 1930-luvun alussa ja 1960-luvun lopulla, dimensiostabiilien anodien (DSA) kehittäminen lisäsi merkittävästi elementin kysyntää.

Anodien kehittäminen, jotka koostuvat seuraavista: titaani PGM-oksideilla päällystetty metalli oli merkittävä edistysaskel kloorikalkaliprosessissa kloorin ja kaustisen soodan tuotannossa, ja anodit ovat edelleen merkittävä iridiumin kuluttaja.

Tuotanto

Kuten kaikki PGM: t, iridium uutetaan sivutuotteena nikkelisekä PGM-rikkaista malmeista.

PGM-tiivisteitä myydään usein jalostamoille, jotka ovat erikoistuneet kunkin metallin eristämiseen.

Kerran olemassa olevaa hopeaa, kultaa, palladiumja platina poistetaan malmista, jäljellä oleva jäännös sulatetaan natriumbisulfaatin kanssa poistamiseksi rodiumia.

Jäljelle jäävä tiiviste, joka sisältää iridiumia yhdessä ruteniumin ja osmiumin kanssa, sulatetaan natriumperoksidilla (Na₂O₂) ruteeni- ja osmiumsuolojen poistamiseksi, jolloin jäljelle jää vähäpuhdas iridiumdioksidi (IrO₂).

Liuottamalla iridiumdioksidi aqua regiaan, happipitoisuus voidaan poistaa tuottamalla ammoniumheksaklooriridaattina tunnettua liuosta. Haihdutuskuivausprosessi, jota seuraa polttaminen vetykaasulla, johtaa lopulta puhtaaseen iridiumiin.

Iridiumin maailmanlaajuinen tuotanto on rajoitettu noin 3-4 tonniin vuodessa. Suurin osa tästä on peräisin malmin alkutuotannosta, vaikka osa iridiumista kierrätetään käytetyistä katalyytteistä ja upokkaista.

Etelä-Afrikka on tärkein iridiumin lähde, mutta metalli uutetaan myös nikkelimalmista Venäjällä ja Kanadassa.

Suurimpia tuottajia ovat Anglo Platinum, Lonmin ja Norilsk Nickel.

Sovellukset

Vaikka iridium löytyy monenlaisesta tuotevalikoimasta, sen lopulliset käyttötarkoitukset voidaan yleensä luokitella neljään sektoriin:

1. Sähköinen
2. Kemiallinen
3. Sähkökemiallinen
4. Muu

Johnson Mattheyn mukaan sähkökemialliset käytöt vastasivat lähes 30 prosenttia vuonna 2013 kulutetusta 198 000 unssista. Sähköisten sovellusten osuus iridiumin kokonaiskulutuksesta oli 18 prosenttia, kun kemianteollisuus kulutti noin 10 prosenttia. Muut käyttötarkoitukset pyöristivät loput 42 prosenttia kokonaiskysynnästä.

_Lähteet

_{Johnson Matthey. PGM Market Review 2012.}

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

_{USGS. Mineraalituotteiden yhteenvedot: Platinum Group Metals. Lähde: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/platinum/myb1-2010-plati.pdf}

_{Chaston, J.C. "Sir William Crookes: Iridium-upokkaiden tutkimukset ja platinametallien haihtuvuus". Platinum Metals Review, 1969, 13 (2).}