Az irídium kemény, törékeny és fényes platina csoport fém (PGM), amely magas hőmérsékleten, valamint vegyi környezetben is nagyon stabil.
Tulajdonságok
- Atomszimbólum: Ir
- Atomszám: 77
- Elem kategória: Transition Metal
- Sűrűség: 22,56g / cm3
- Olvadáspont: 4471 F (2466 C)
- Forráspont: 8002 F (4428 C)
- Mohs-keménység: 6,5
Jellemzők
A tiszta irídiumfém rendkívül stabil és sűrű átmenetifém.
Az irídiumot a korrózióállóbb tiszta fémnek tartják, mivel ellenáll a sók, oxidok, ásványi savak és az aqua elleni támadásnak. regia (sósav és nátrium-klorid keveréke), miközben csak olvadt sók, például nátrium-klorid és nátrium támadásának van kitéve cianid.
Az összes fémelem közül a második sűrűbb (csak az ozmium mögött, bár erről vitatkoznak), az irídium, hasonlóan a többi PGM-hez, magas olvadásponttal és jó mechanikai szilárdsággal rendelkezik magas hőmérsékleten.
A fémes irídium a második legnagyobb rugalmassági modulusú az összes fémelem közül, ami azt jelenti, hogy nagyon merev és deformációval szemben ellenálló, olyan jellemzők, amelyek megnehezítik a felhasználható részek gyártását, de amelyek a értékes
ötvözet-erősítő adalék. Platinapéldául 50% irídiummal ötvözve csaknem tízszer keményebb, mint tiszta állapotában.Történelem
Smithson Tennant nevéhez fűződik az irídium felfedezése, amikor 1804-ben a platinaércet vizsgálta. Azonban a nyers indiumfémet még 10 évig nem extrahálták, és a fém tiszta formáját csak közel 40 évvel Tennant felfedezése után hozták létre.
1834-ben John Isaac Hawkins kifejlesztette az irídium első kereskedelmi felhasználását. Hawkins olyan kemény anyag után kutatott, hogy olyan tollhegyeket képezzen, amelyek ismételt használat után nem kopnak vagy törnek el. Miután hallott az új elem tulajdonságairól, megszerzett egy kis irídiumtartalmú fémet Tennant kollégájától, William Wollastontól, és elkezdte gyártani az első irídium hegyű arany tollakat.
A 19. század második felében a brit Johnson-Matthey cég átvette a vezetést az irídium-platina ötvözetek fejlesztésében és forgalmazásában. Ennek egyik kezdeti felhasználása a Witworth ágyúkban volt, amelyek az amerikai polgárháború idején látták az akciókat.
Az irídiumötvözetek bevezetése előtt az ágyú szellőző darabjai, amelyek visszatartották az ágyú gyújtását, köztudottan deformálódtak az ismételt gyújtás és a magas égési hőmérséklet következtében. Azt állították, hogy az irídiumot tartalmazó ötvözetekből készült szellőződarabok több mint 3000 töltéssel megtartották alakjukat és formájukat.
Sir William Crookes 1908-ban megtervezte az első irídium tégelyeket (magas hőmérsékletű vegyi anyagokhoz használt edényeket) reakciókat), amelyeket Johnson Matthey produkált, és amelyeknek nagy előnyei voltak a tiszta platinával szemben hajók.
Az első irídium-ruténium termoelemeket az 1930-as évek elején és az 1960-as évek végén fejlesztették ki, a méretben stabil anódok (DSA-k) kifejlesztése jelentősen megnövelte az elem iránti igényt.
Az anódok fejlesztése, amelyek a következőkből állnak: titán a PGM-oxidokkal bevont fém jelentős előrelépést jelentett a klór-kalcium-eljárásban klór és maró nátrium előállításában, és az anódok továbbra is az irídium fő fogyasztói.
Termelés
Mint minden PGM, az irídiumot is melléktermékként extrahálják nikkel, valamint a PGM-ben gazdag ércekből.
A PGM koncentrátumokat gyakran olyan finomítóknak értékesítik, amelyek az egyes fémek elkülönítésére szakosodtak.
Ha egyszer meglévő ezüst, arany, palládiumés a platinát eltávolítjuk az ércből, a maradék maradékot nátrium-hidrogén-szulfáttal megolvasztjuk az eltávolítás érdekében ródium.
Az irídiumot, ruténiumot és ozmiumot tartalmazó maradék koncentrátumot nátrium-peroxiddal (Na2O2) a ruténium- és ozmiumsók eltávolítására, alacsony tisztaságú irídium-dioxid (IrO2).
Az irídium-dioxid aqua regia-ban való oldásával az oxigéntartalom eltávolítható, miközben ammónium-hexaklór -iridát néven ismert oldatot állítanak elő. A párolgási szárítási folyamat, amelyet hidrogéngázzal éget, végül tiszta irídiumot eredményez.
Az irídium globális termelése nagyjából 3-4 tonnára korlátozódik évente. Ennek nagy része az elsődleges érctermelésből származik, bár az irídium egy részét a kiégett katalizátorokból és tégelyekből újrahasznosítják.
Dél-Afrika az irídium fő forrása, de a fémet Oroszországban és Kanadában nikkelércekből is kinyerik.
A legnagyobb gyártók közé tartozik az Anglo Platinum, a Lonmin és a Norilsk Nickel.
Alkalmazások
Bár az irídium a termékek széles választékában található, végső felhasználása általában négy szektorba sorolható:
- Elektromos
- Kémiai
- Elektrokémiai
- Egyéb
Johnson Matthey szerint az elektrokémiai felhasználások a 2013-ban elfogyasztott 198 000 uncia közel 30 százalékát tették ki. Az elektromos alkalmazások az összes irídium-fogyasztás 18 százalékát tették ki, míg a vegyipar hozzávetőlegesen 10 százalékot fogyasztott. Az egyéb felhasználások a teljes kereslet fennmaradó 42 százalékát kerekítették.
Források
Johnson Matthey. PGM Market Review 2012.
http://www.platinum.matthey.com/publications/pgm-market-reviews/archive/platinum-2012
USGS. Ásványi árucikk-összefoglalók: Platinum Group Metals. Forrás: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/platinum/myb1-2010-plati.pdf
Chaston, J. C. "Sir William Crookes: Vizsgálatok az irídium tégelyekre és a platina fémek illékonyságára". Platinafémek áttekintése, 1969, 13 (2).