Hvad er Iridium? Metalprofil

Iridium er hårdt, skørt og skinnende platinagruppemetal (PGM), der er meget stabil ved høje temperaturer såvel som i kemiske miljøer.

Ejendomme

• Atomsymbol: Ir
• Atomnummer: 77
• Elementkategori: Overgangsmetal
• Massefylde: 22,56 g / cm³
• Smeltepunkt: 4471 F (2466 C)
• Kogepunkt: 8002 F (4428 C)
• Mohs hårdhed: 6.5

Egenskaber

Rent iridiummetal er et ekstremt stabilt og tæt overgangsmetal.

Iridium betragtes som det mest korrosionsbestandige rene metal på grund af dets modstandsdygtighed over for angreb fra salte, oxider, mineralsyrer og vand regia (en blanding af saltsyre og saltsyre), mens den kun er sårbar over for angreb fra smeltede salte, såsom natriumchlorid og natrium cyanid.

Den næstmest tætte af alle metalelementer (bag kun osmium, selvom dette er diskuteret), har iridium, ligesom andre PGM'er, et højt smeltepunkt og god mekanisk styrke ved høje temperaturer.

Metallisk iridium har det næsthøjeste elasticitetsmodul for alle metalelementer, hvilket betyder, at det er meget stift og modstandsdygtig over for deformation, egenskaber der gør det vanskeligt at fremstille til brugbare dele, men som gør det til en værdifuld

legering-styrke additiv. Platinnår det f.eks. er legeret med 50% iridium næsten ti gange sværere end når det er i ren tilstand.

Historie

Smithson Tennant krediteres opdagelsen af ​​iridium, mens han undersøgte platinmalm i 1804. Imidlertid blev rå indiummetal ikke ekstraheret i yderligere 10 år, og en ren form af metallet blev først produceret næsten 40 år efter Tennants opdagelse.

I 1834 udviklede John Isaac Hawkins den første kommercielle anvendelse af iridium. Hawkins havde været på udkig efter et hårdt materiale for at danne pennespidser, der ikke ville slides eller brydes efter gentagen brug. Efter at have hørt om egenskaberne ved det nye element erhvervede han noget iridiumholdigt metal fra Tennants kollega William Wollaston og begyndte at producere de første iridium-tippede guldpenne.

I anden halvdel af det 19. århundrede tog det britiske firma Johnson-Matthey føringen inden for udvikling og markedsføring af iridium-platinlegeringer. En af de indledende anvendelser var i Witworth-kanoner, som så handling under den amerikanske borgerkrig.

Før introduktionen af ​​iridiumlegeringer var kanonventilationsstykker, der holdt kanonens antændelse, berygtede for deformation som et resultat af gentagen antændelse og høje forbrændingstemperaturer. Det blev hævdet, at udluftningsstykker lavet af iridiumholdige legeringer holdt deres form og form i over 3000 ladninger.

I 1908 designede Sir William Crookes de første iridium-digler (beholdere, der blev brugt til kemikalier ved høj temperatur reaktioner), som han havde produceret af Johnson Matthey, og fundet havde store fordele i forhold til rent platin skibe.

De første iridium-ruthenium-termoelementer blev udviklet i de tidlige 1930'ere og i slutningen af ​​1960'erne, udviklingen af ​​dimensionelt stabile anoder (DSA'er) øgede efterspørgslen efter elementet markant.

Udvikling af anoderne, som består af titanium metal overtrukket med PGM-oxider, var en væsentlig fremgang i chloralkaliprocessen til fremstilling af klor og kaustisk soda, og anoderne er fortsat en storforbruger af iridium.

Produktion

Som alle PGM'er ekstraheres iridium som et biprodukt af nikkelsamt fra PGM-rige malme.

PGM-koncentrater sælges ofte til raffinaderier, der specialiserer sig i isolering af hvert metal.

Når eksisterende sølv, guld, palladiumog platin fjernes fra malmen, den resterende rest smeltes med natriumbisulfat for at fjerne rhodium.

Det resterende koncentrat, der indeholder iridium, sammen med ruthenium og osmium, smeltes med natriumperoxid (Na₂O₂) for at fjerne ruthenium- og osmiumsalte, hvilket efterlader iridiumdioxid med lav renhed (IrO₂).

Ved at opløse iridiumdioxid i aqua regia kan iltindholdet fjernes, mens der dannes en opløsning kendt som ammoniumhexachloroiridat. En fordampningstørringsproces, efterfulgt af forbrænding med brintgas, resulterer endelig i rent iridium.

Den globale produktion af iridium er begrænset til ca. 3-4 tons om året. Det meste af dette stammer fra primær malmproduktion, selvom noget iridium genbruges fra brugte katalysatorer og digler.

Sydafrika er den vigtigste kilde til iridium, men metallet ekstraheres også fra nikkelmalm i Rusland og Canada.

De største producenter inkluderer Anglo Platinum, Lonmin og Norilsk Nickel.

Ansøgninger

Selvom iridium befinder sig i en bred vifte af produkter, kan dets slutanvendelser generelt kategoriseres i fire sektorer:

1. Elektrisk
2. Kemisk
3. Elektrokemisk
4. Andet

Ifølge Johnson Matthey tegnede elektrokemiske anvendelser sig for næsten 30 procent af de 198.000 ounce, der blev forbrugt i 2013. Elektriske applikationer tegnede sig for 18 procent af det samlede iridiumforbrug, mens den kemiske industri forbrugte ca. 10 procent. Andre anvendelser afrundede de resterende 42 procent af den samlede efterspørgsel.

_Kilder

_{Johnson Matthey. PGM Market Review 2012.}

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

_{USGS. Resumé af mineralvarer: Platinum Group Metals. Kilde: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/platinum/myb1-2010-plati.pdf}

_{Chaston, J.C. "Sir William Crookes: Undersøgelser af Iridium-smeltedigel og platinametallernes flygtighed". Platinum Metals Review, 1969, 13 (2).}