Iridium este un material dur, fragil și strălucitor metalul grupului de platină (PGM) care este foarte stabil la temperaturi ridicate, precum și în medii chimice.
Proprietăți
- Simbol atomic: Ir
- Număr atomic: 77
- Categorie element: Metal de tranziție
- Densitate: 22,56g / cm3
- Punct de topire: 4471 F (2466 C)
- Punct de fierbere: 8002 F (4428 C)
- Duritatea Mohs: 6.5
Caracteristici
Metalul iridiu pur este un metal de tranziție extrem de stabil și dens.
Iridiul este considerat cel mai rezistent la coroziune metal pur datorită rezistenței sale la atacul sărurilor, oxizilor, acizilor minerali și a apei regia (un amestec de acizi hidric și nitroclorici), fiind în același timp vulnerabil la atacul sărurilor topite precum clorura de sodiu și sodiu cianură.
Al doilea element cel mai dens dintre toate metalele (în spatele numai osmiului, deși acest lucru este dezbătut), iridiul, ca și alte PGM, are un punct de topire ridicat și o rezistență mecanică bună la temperaturi ridicate.
Iridiul metalic are al doilea cel mai înalt modul de elasticitate al tuturor elementelor metalice, ceea ce înseamnă că este foarte rigid și rezistent la deformare, caracteristici care fac dificilă fabricarea în piese utilizabile, dar care îl fac a valoros
aliaj-aditiv de întărire. Platină, atunci când este aliat cu 50% iridiu, de exemplu, este de aproape zece ori mai greu decât atunci când este în stare pură.Istorie
Lui Smithson Tennant i se atribuie descoperirea iridiului în timpul examinării minereului de platină în 1804. Cu toate acestea, metalul brut de indiu nu a fost extras timp de încă 10 ani și o formă pură a metalului nu a fost produsă decât la aproape 40 de ani de la descoperirea lui Tennant.
În 1834, John Isaac Hawkins a dezvoltat prima utilizare comercială pentru iridiu. Hawkins căutase un material dur pentru a forma vârfuri de stilou care nu se vor uza sau rupe după o utilizare repetată. După ce a auzit despre proprietățile noului element, a achiziționat ceva metal care conține iridiu de la colegul lui Tennant, William Wollaston, și a început să producă primele stilouri de aur cu vârf de iridiu.
În a doua jumătate a secolului al XIX-lea, firma britanică Johnson-Matthey a preluat conducerea în dezvoltarea și comercializarea aliajelor de iridiu-platină. Una dintre utilizările inițiale a fost în tunurile Witworth, care au văzut acțiuni în timpul războiului civil american.
Înainte de introducerea aliajelor de iridiu, piesele de aerisire a tunului, care dețineau aprinderea tunului, erau cunoscute pentru deformare ca urmare a aprinderii repetate și a temperaturilor ridicate de ardere. S-a susținut că piesele de aerisire din aliaje care conțin iridiu și-au păstrat forma și forma pentru peste 3000 de încărcături.
În 1908, Sir William Crookes a proiectat primele creuzete cu iridiu (vase utilizate pentru produse chimice la temperaturi ridicate reacții), pe care le producuse de Johnson Matthey și le-a găsit aveau mari avantaje față de platina pură nave.
Primele termocupluri de iridiu-ruteniu au fost dezvoltate la începutul anilor 1930 și la sfârșitul anilor 1960, dezvoltarea anodilor stabili dimensional (DSA) a crescut semnificativ cererea pentru element.
Dezvoltarea anodilor, care constau din titan metalul acoperit cu oxizi PGM, a reprezentat un progres major în procesul de cloralcali pentru producerea clorului și a soda caustică, iar anodii continuă să fie un consumator major de iridiu.
Producție
Ca toate PGM-urile, iridiul este extras ca produs secundar al nichel, precum și din minereuri bogate în PGM.
Concentratele PGM sunt adesea vândute rafinăriilor specializate în izolarea fiecărui metal.
Odată ce există argint, aur, paladiu, și platina sunt îndepărtate din minereu, reziduul rămas este topit cu bisulfat de sodiu pentru a fi îndepărtat rodiu.
Concentratul rămas, care conține iridiu, împreună cu ruteniu și osmiu, este topit cu peroxid de sodiu (Na2O2) pentru a elimina sărurile de ruteniu și osmiu, lăsând în urmă dioxid de iridiu de puritate mică (IrO2).
Prin dizolvarea dioxidului de iridiu în aqua regia, conținutul de oxigen poate fi îndepărtat în timp ce se produce o soluție cunoscută sub numele de hexaclororidat de amoniu. Un proces de uscare prin evaporare, urmat de arderea cu hidrogen gazos, duce în cele din urmă la iridiu pur.
Producția globală de iridiu este limitată la aproximativ 3-4 tone pe an. Majoritatea acestui lucru provine din producția primară de minereu, deși o parte din iridiu este reciclat din catalizatori și creuzete uzate.
Africa de Sud este principala sursă de iridiu, dar metalul este extras și din minereuri de nichel din Rusia și Canada.
Printre cei mai mari producători se numără Anglo Platinum, Lonmin și Norilsk Nickel.
Aplicații
Deși iridium se găsește într-o gamă largă de produse, utilizările sale finale pot fi clasificate în general în patru sectoare:
- Electric
- Chimic
- Electrochimic
- Alte
Potrivit lui Johnson Matthey, utilizările electrochimice au reprezentat aproape 30% din cele 198.000 de uncii consumate în 2013. Aplicațiile electrice au reprezentat 18% din consumul total de iridiu, în timp ce industria chimică a consumat aproximativ 10%. Alte utilizări au completat restul de 42 la sută din cererea totală.
Surse
Johnson Matthey. PGM Market Review 2012.
http://www.platinum.matthey.com/publications/pgm-market-reviews/archive/platinum-2012
USGS. Rezumate ale mărfurilor minerale: metale ale grupului de platină. Sursă: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/platinum/myb1-2010-plati.pdf
Chaston, J.C. „Sir William Crookes: Investigații despre creuzetele Iridium și volatilitatea metalelor de platină”. Platinum Metals Review, 1969, 13 (2).