Metalo profilis: Iridiumas

Kas yra iridis?

Science Picture Co / Getty Images

Iridis yra kietas, trapus ir blizgus platinos grupės metalas (PGM), kuris yra labai stabilus aukštoje temperatūroje ir cheminėje aplinkoje.

Savybės

• Atominis simbolis: Ir
• Atominis skaičius: 77
• Elemento kategorija: pereinamasis metalas
• Tankis: 22,56g/cm³
• Lydymosi temperatūra: 4471 F (2466 C)
• Virimo temperatūra: 8002 F (4428 C)
• Moho kietumas: 6,5

Charakteristikos

Grynas iridžio metalas yra ypač stabilus ir tankus pereinamasis metalas.

Iridis laikomas atspariausiu korozijai grynu metalu, nes jis yra atsparus druskų, oksidų, mineralinių rūgščių ir vandens regio (vandenilio ir chloro rūgščių mišinio) poveikiui, tačiau yra pažeidžiamas tik išlydytų druskų, tokių kaip natrio chloridas ir natrio cianidas.

Antras pagal tankumą iš visų metalinių elementų (po tik osmio, nors dėl to diskutuojama), iridis, kaip ir kiti PGM, pasižymi aukšta lydymosi temperatūra ir geru mechaniniu atsparumu aukštoje temperatūroje.

Metalinis iridis turi antrą aukščiausią elastingumo modulį iš visų metalinių elementų, o tai reiškia, kad jis yra labai standus ir atsparus deformacijai, dėl kurių sunku pagaminti tinkamas dalis, tačiau dėl to jis yra vertingas. lydinio - stiprinantis priedas. Platina Pavyzdžiui, kai legiruotas su 50 % iridžio, jis yra beveik dešimt kartų kietesnis nei grynas.

Istorija

Smithson Tennant priskiriamas iridžio atradimui tiriant platinos rūdą 1804 m. Tačiau neapdorotas indžio metalas nebuvo išgautas dar 10 metų, o gryna metalo forma buvo pagaminta tik praėjus beveik 40 metų po Tennanto atradimo.

1834 m. Johnas Isaacas Hawkinsas sukūrė pirmąjį komercinį iridžio panaudojimą. Hawkinsas ieškojo kietos medžiagos rašiklio galiukams suformuoti, kurie nenusidėvėtų ir nesulūžtų po pakartotinio naudojimo. Išgirdęs apie naujojo elemento savybes, jis iš Tennanto kolegos Williamo Wollastono įsigijo metalo, kuriame yra iridžio, ir pradėjo gaminti pirmuosius auksinius rašiklius su iridžio antgaliais.

19 amžiaus antroje pusėje britų firma Johnson-Matthey ėmėsi lyderio vaidmens kuriant ir parduodant iridžio ir platinos lydinius. Vienas iš pradinių panaudojimo būdų buvo Witworth patrankos, kurios buvo veiksmingos per Amerikos pilietinį karą.

Prieš pradedant naudoti iridžio lydinius, pabūklų ventiliacinės dalys, kuriose buvo laikomas patrankos uždegimas, buvo pagarsėjusios deformacijomis dėl pakartotinio užsidegimo ir aukštos degimo temperatūros. Buvo teigiama, kad iš iridžio turinčių lydinių pagamintos ventiliacijos dalys išlaikė savo formą ir formą daugiau nei 3000 įkrovimų.

1908 m. seras Williamas Crookesas sukūrė pirmuosius iridžio tiglius (aukštos temperatūros cheminėms reakcijoms naudojamus indus), kuriuos pagamino Johnsonas Matthey ir nustatė, kad jie turi didelių pranašumų, palyginti su grynos platinos indais.

Pirmosios iridžio-rutenio termoporos buvo sukurtos XX amžiaus trečiojo dešimtmečio pradžioje ir septintojo dešimtmečio pabaigoje, o matmenų stabilių anodų (DSA) sukūrimas žymiai padidino elemento poreikį.

Anodų, kuriuos sudaro titano metalas, padengtas PGM oksidais, buvo didelė pažanga chloro šarmų procese, gaminant chlorą ir kaustinę sodą, o anodai ir toliau yra pagrindinis iridžio vartotojas.

Gamyba

Kaip ir visi PGM, iridis ekstrahuojamas kaip šalutinis produktas nikelio , taip pat iš PGM turtingų rūdų.

PGM koncentratai dažnai parduodami rafinavimo įmonėms, kurios specializuojasi kiekvieno metalo izoliavime.

Kai tik esamas sidabras, auksas, paladis ir platina pašalinama iš rūdos, likusi likutis ištirpinamas su natrio bisulfatu, kad būtų pašalinta rodis .

Likęs koncentratas, kuriame yra iridžio, kartu su ruteniu ir osmiu, lydomas natrio peroksidu (Na_duO_du) pašalinti rutenio ir osmio druskas, paliekant žemo grynumo iridžio dioksidą (IrO)._du).

Ištirpinus iridžio dioksidą regio vandenyje, deguonies kiekis gali būti pašalintas gaminant tirpalą, žinomą kaip amonio heksachloroiridatas. Džiovinant išgarinant, po to deginant vandenilio dujomis, galiausiai gaunamas grynas iridis.

Pasaulinė iridžio gamyba ribojama iki maždaug 3–4 tonų per metus. Didžioji jo dalis gaunama iš pirminės rūdos gamybos, nors dalis iridžio yra perdirbama iš panaudotų katalizatorių ir tiglių.

Pietų Afrika yra pagrindinis iridžio šaltinis, tačiau metalas taip pat išgaunamas iš nikelio rūdų Rusijoje ir Kanadoje.

Didžiausi gamintojai yra Anglo Platinum, Lonmin ir Norilsk Nickel.

Programos

Nors iridis yra daugelyje produktų, jo galutinį panaudojimą paprastai galima suskirstyti į keturis sektorius:

1. Elektros
2. Cheminis
3. Elektrocheminė
4. Kita

Pasak Johnsono Matthey, elektrocheminis panaudojimas sudarė beveik 30 procentų iš 198 000 uncijų, suvartotų 2013 m. Elektros reikmenys sudarė 18 procentų viso iridžio suvartojimo, o chemijos pramonė sunaudojo maždaug 10 procentų. Kiti naudojimo būdai suapvalino likusius 42 procentus visos paklausos.

_Šaltiniai

_{Johnsonas Matthey. PGM rinkos apžvalga 2012 m.}

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

_{USGS. Mineralinių prekių santraukos: platinos grupės metalai. Šaltinis: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/platinum/myb1-2010-plati.pdf}

_{Chastonas, J.C. „Sir William Crookes: Iridžio tiglių ir platininių metalų nepastovumo tyrimai“. Platinum Metals apžvalga , 1969, 13(2).}