Иридий - твердый, хрупкий и блестящий металл платиновой группы (PGM), который очень стабилен при высоких температурах, а также в химической среде.
Свойства
- Атомный символ: Ir
- Атомный номер: 77
- Категория элемента: переходный металл
- Плотность: 22,56 г / см3
- Точка плавления: 4471 F (2466 C)
- Точка кипения: 8002 F (4428 C)
- Твердость по шкале Мооса: 6,5
Характеристики
Чистый металлический иридий - чрезвычайно стабильный и плотный переходный металл.
Иридий считается наиболее коррозионно-стойким чистым металлом из-за его устойчивости к воздействию солей, оксидов, минеральных кислот и воды. regia (смесь соляной и нитрохлористой кислот), но уязвима только для расплавленных солей, таких как хлорид натрия и натрий цианид.
Второй по плотности из всех металлических элементов (после осмия, хотя это обсуждается) иридий, как и другие МПГ, обладает высокой температурой плавления и хорошей механической прочностью при высоких температурах.
Металлический иридий имеет второй по величине модуль упругости среди всех металлических элементов, что означает, что он очень жесткий и устойчивость к деформации, характеристики, которые затрудняют изготовление в пригодные для использования детали, но которые делают его ценный
сплав-укрепляющая добавка. Платина, например, при легировании 50% иридия почти в десять раз тверже, чем в чистом состоянии.История
Смитсону Теннанту приписывают открытие иридия при исследовании платиновой руды в 1804 году. Однако неочищенный металлический индий не извлекался еще 10 лет, а чистая форма металла не производилась почти через 40 лет после открытия Теннанта.
В 1834 году Джон Исаак Хокинс разработал первое коммерческое использование иридия. Хокинс искал твердый материал для изготовления кончиков ручек, которые не изнашивались и не ломались при многократном использовании. Услышав о свойствах нового элемента, он приобрел иридийсодержащий металл у коллеги Теннанта Уильяма Волластона и начал производство первых золотых ручек с иридиевым наконечником.
Во второй половине XIX века британская фирма Johnson-Matthey возглавила разработку и маркетинг иридий-платиновых сплавов. Одно из первых применений этой техники было в орудиях Уитворта, которые использовались во время Гражданской войны в США.
До появления иридиевых сплавов вентиляционные детали орудия, которые удерживали зажигание орудия, были известны своей деформацией в результате многократного воспламенения и высоких температур сгорания. Утверждалось, что вентиляционные элементы, сделанные из иридийсодержащих сплавов, сохраняли свою форму и форму для более 3000 зарядов.
В 1908 году сэр Уильям Крукс сконструировал первые иридиевые тигли (сосуды, используемые для высокотемпературных химических реакции), которую он произвел Джонсон Матти, и обнаружил, что она имеет большие преимущества перед чистой платиной. сосуды.
Первые иридий-рутениевые термопары были разработаны в начале 1930-х годов, а в конце 1960-х разработка анодов со стабильными размерами (DSA) значительно повысила спрос на этот элемент.
Разработка анодов, состоящих из титан Металл, покрытый оксидами МПГ, явился крупным достижением в хлорно-щелочном процессе производства хлора и каустической соды, и аноды продолжают оставаться основным потребителем иридия.
Производство
Как и все МПГ, иридий извлекается как побочный продукт никель, а также из богатых МПГ руд.
Концентраты МПГ часто продаются нефтеперерабатывающим предприятиям, специализирующимся на выделении каждого металла.
Когда-то существующее серебро, золото, палладий, и платину удаляют из руды, оставшийся остаток расплавляют с бисульфатом натрия для удаления родий.
Оставшийся концентрат, содержащий иридий, наряду с рутением и осмием, плавится с пероксидом натрия (Na2О2) для удаления солей рутения и осмия, оставляя диоксид иридия низкой чистоты (IrO2).
Растворяя диоксид иридия в царской водке, можно удалить кислород, получая раствор, известный как гексахлориридат аммония. Процесс сушки испарением с последующим сжиганием газообразным водородом в конечном итоге приводит к чистому иридию.
Мировое производство иридия ограничено примерно 3-4 тоннами в год. По большей части это происходит из первичного производства руды, хотя некоторое количество иридия рециркулируется из отработанных катализаторов и тиглей.
Южная Африка является основным источником иридия, но этот металл также добывается из никелевых руд в России и Канаде.
К крупнейшим производителям относятся Anglo Platinum, Lonmin и Norilsk Nickel.
Приложения
Хотя иридий используется в широком спектре продуктов, его конечное использование в целом можно разделить на четыре сектора:
- Электрические
- Химическая
- Электрохимический
- разное
По словам Джонсона Матти, электрохимическое использование составило почти 30 процентов из 198 000 унций, потребленных в 2013 году. На электрооборудование приходилось 18 процентов от общего потребления иридия, а на химическую промышленность - около 10 процентов. Остальные 42 процента от общего спроса округлены на другие виды использования.
Источники
Джонсон Матти. Обзор рынка МПГ 2012.
http://www.platinum.matthey.com/publications/pgm-market-reviews/archive/platinum-2012
USGS. Обзор минерального сырья: Металлы платиновой группы. Источник: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/platinum/myb1-2010-plati.pdf
Честон, Дж. К. "Сэр Уильям Крукс: Исследования иридиевых тиглей и летучести платиновых металлов". Обзор платиновых металлов, 1969, 13 (2).