Mis on iridium? Metallist profiil

click fraud protection

Iriidium on kõva, rabe ja läikiv plaatinarühma metall (PGM), mis on väga stabiilne nii kõrgel temperatuuril kui ka keemilises keskkonnas.

Atribuudid

  • Aatomsümbol: Ir
  • Aatomnumber: 77
  • Elementide kategooria: siirdemetall
  • Tihedus: 22,56g / cm3
  • Sulamistemperatuur: 4471 F (2466 C)
  • Keemistemperatuur: 8002 F (4428 C)
  • Mohsi kõvadus: 6,5

Omadused

Puht iriidiummetall on äärmiselt stabiilne ja tihe siirdemetall.

Iriidiumit peetakse kõige korrosioonikindlamaks puhtaks metalliks, kuna see on vastupidav soolade, oksiidide, mineraalhapete ja veekeskkonna rünnakutele regia (vesinikkloriid- ja naatriumkloriidhapete segu), olles samal ajal kaitstud ainult sulatatud soolade, näiteks naatriumkloriidi ja naatriumi tsüaniid.

Kõigist metallelementidest tiheduselt teine ​​(ainult osmiumi taga, ehkki selle üle vaieldakse), on iriidiumil, nagu ka teistel PGM-idel, kõrge sulamistemperatuur ja hea mehaaniline tugevus kõrgel temperatuuril.

Metallilise iriidiumi elastsusmoodul on kõigi metallelementide seas suuruselt teine, see tähendab, et see on väga jäik ja vastupidav deformatsioonile, omadused, mis muudavad kasutatavateks osadeks valmistamise keeruliseks, kuid muudavad selle a väärtuslik

instagram viewer
sulamtugevdav lisaaine. Plaatina, näiteks legeeritud 50% iriidiumiga, on peaaegu kümme korda raskem kui puhtal kujul.

Ajalugu

Smithson Tennantile omistatakse iriidiumi avastamine plaatinamaagi uurimisel 1804. aastal. Toornaatriummetalli ekstraheeriti veel kümme aastat ja metalli puhas vorm saadi alles ligi 40 aastat pärast Tennanti avastamist.

1834. aastal töötas John Isaac Hawkins iriidiumi jaoks välja esimese ärilise kasutamise. Hawkins oli otsinud kõva materjali, et moodustada pliiatsiotsad, mis pärast korduvat kasutamist ei kuluks ega puruneks. Pärast uue elemendi omadustest kuulmist soetas ta Tennanti kolleegilt William Wollastonilt iriidiumi sisaldavat metalli ja hakkas tootma esimesi iriidiumiotsaga kullapliiatseid.

19. sajandi teisel poolel asus iriidiumi-plaatina sulamite väljatöötamisel ja turustamisel juhtima Briti firma Johnson-Matthey. Selle üks esimesi kasutusviise oli Witworthi suurtükkides, mis nägid tegevust Ameerika kodusõja ajal.

Enne iriidiumsulamite kasutuselevõttu olid kahuri õhutusdetailid, mis hoidsid kahuri süttimist, tuntud deformatsiooni tõttu korduva süttimise ja kõrge põlemistemperatuuri tõttu. Väideti, et iriidiumi sisaldavatest sulamitest valmistatud õhutusdetailid säilitasid oma kuju ja kuju üle 3000 laengu.

1908. aastal kujundas Sir William Crookes esimesed iriidiumi tiiglid (anumad, mida kasutati kõrgel temperatuuril kemikaalide valmistamiseks) reaktsioonid), mille ta oli tekitanud Johnson Matthey ja mis leidis, et sellel on puhta plaatinaga võrreldes suuri eeliseid laevad.

Esimesed iriidiumi-ruteeniumi termopaarid töötati välja 1930. aastate alguses ja 1960. aastate lõpus, mõõtmetelt stabiilsete anoodide (DSA) väljatöötamine suurendas oluliselt nõudlust elemendi järele.

Anoodide väljatöötamine, mis koosnevad: titaan PGM-oksiididega kaetud metall oli kloorkalkaliprotsessi peamine edasiminek kloori ja seebikivi tootmisel ning anoodid on jätkuvalt iriidiumi peamine tarbija.

Tootmine

Nagu kõik PGM-id, ekstraheeritakse iriidium selle kõrvalsaadusena nikkel, samuti PGM-rikastest maagidest.

PGM-kontsentraate müüakse sageli rafineerimistehastele, mis on spetsialiseerunud iga metalli isoleerimisele.

Kui ükski olemasolev hõbe, kuld, pallaadiumja maagist eemaldatakse plaatina, ülejäänud jääk sulatatakse eemaldamiseks naatriumvesiniksulfaadiga roodium.

Ülejäänud kontsentraat, mis sisaldab iriidiumi koos ruteeniumi ja osmiumiga, sulatatakse naatriumperoksiidiga (Na2O2) ruteenium- ja osmiumsoolade eemaldamiseks, jättes järele madala puhtusega iriidiumi dioksiidi (IrO2).

Iriidiumdioksiidi lahustamisel aqua regias saab hapnikusisalduse eemaldada, saades samal ajal ammooniumheksakloroiridaadina tuntud lahuse. Aurustamiskuivatus, millele järgneb põletamine gaasilise vesinikuga, annab lõpuks puhta iriidiumi.

Iriidiumi ülemaailmne tootmine on piiratud umbes 3-4 tonniga aastas. Enamik sellest pärineb maagi esmatootmisest, ehkki osa iriidiumi taaskasutatakse kasutatud katalüsaatoritest ja tiiglitest.

Lõuna-Aafrika on iriidiumi peamine allikas, kuid metalli ekstraheeritakse ka Venemaal ja Kanadas asuvatest nikkelmaagidest.

Suurimate tootjate hulka kuuluvad Anglo Platinum, Lonmin ja Norilsk Nickel.

Rakendused

Kuigi iriidiumi leidub laias valikus tooteid, võib selle lõppotstarbed liigitada nelja sektorisse:

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

Johnson Matthey sõnul moodustas elektrokeemiline kasutus ligi 30 protsenti 2013. aastal tarbitud 198 000 untsist. Elektrirakendused moodustasid 18 protsenti kogu iriidiumi tarbimisest, keemiatööstus aga umbes 10 protsenti. Muud kasutusalad ümardasid ülejäänud 42 protsenti kogu nõudlusest.

Allikad

Johnson Matthey. PGMi turuülevaade 2012.

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

USGS. Mineraalsete kaupade kokkuvõtted: Platinum Group Metals. Allikas: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/platinum/myb1-2010-plati.pdf

Chaston, J. C. "Sir William Crookes: iriidiumi tiiglite uurimine ja plaatina metallide lenduvus". Platinum Metals Review, 1969, 13 (2).

instagram story viewer