פרופיל המתכת: אירידיום

מהו אירידיום?

אירידיום היא מתכת קשה, שבירה, מבריק פלטינה הקבוצה (PGM) כי הוא יציב מאוד בטמפרטורות גבוהות, כמו גם בסביבות כימיות.

נכסים

• סמל אטומי: Ir
• מספר אטומי: 77
• אלמנט קטגוריה: מתכת מעבר
• צפיפות: 22.56g / cm ³
• נקודת התכה: 4471 ° F (2466 ° C)
• נקודת רתיחה: 8002 ° F (4428 ° C)
• קשיות מוח: 6.5

מאפיינים

מתכת אירידיום טהור הוא מתכת המעבר יציבה מאוד צפופה.

אירידיום נחשב למתכת הטהורה העמיד ביותר בפני קורוזיה בגלל התנגדותה להתקפה ממלחים, תחמוצות, חומצות מינרליות ואקווה רגיה (תערובת של חומצות הידריות וחומצות נייטרוכלוריות), בעוד שהן חשופות להתקפות על ידי מלחים מותכים כגון נתרן כלורי ונתרן צִיאָנִיד.

השני הכי צפוף של כל האלמנטים מתכת (מאחורי רק אוסמיום, אם כי זה נדונה), אירידיום, כמו אחרים PGMs, יש נקודת התכה גבוהה כוח מכני טוב בטמפרטורות גבוהות.

אירידיום מתכתי יש את מודולוס השני הגבוה ביותר של אלסטיות של כל האלמנטים מתכת, כלומר זה מאוד נוקשה ועמיד בפני דפורמציה, מאפיינים המקשים לפברק לחלקים שמישים אבל מה שהופך אותו סגסוגת ערך חיזוק תוסף. פלטינה , כאשר alloyed עם אירידיום 50%, למשל, הוא כמעט פי עשרה יותר קשה מאשר כאשר במצב טהור.

הִיסטוֹרִיָה

סמיתסון Tennant הוא זוכה עם גילוי של אירידיום תוך בדיקת עפרות פלטינה בשנת 1804.

עם זאת, מתכת אינדיום גולמי לא היה חילוץ במשך 10 שנים נוספות צורה טהורה של המתכת לא הופק עד כמעט 40 שנה לאחר גילוי של Tennant.

ב- 1834 פיתח ג'ון אייזיק הוקינס את השימוש המסחרי הראשון באירידיום. הוקינס חיפש חומר קשה כדי ליצור טיפים לעט שלא יתבלו או יישברו לאחר שימוש חוזר.

לאחר ששמע על המאפיינים של האלמנט החדש, הוא רכש מתכת המכילה אירידיום מעמיתו של טננט ויליאם וולסטון והחל לייצר את עטי הזהב הראשונים עם אירידיום.

במחצית השנייה של המאה ה -19, החברה הבריטית ג'ונסון-מתיי הובילה את הפיתוח בפיתוח ושיווק סגסוגות אירידיום פלטינה. אחד השימושים הראשונים בהם היה תותחים Witworth, אשר ראה פעולה במהלך מלחמת האזרחים האמריקאית.

לפני כניסתה של סגסוגות אירידיום, חתיכות פורקן תותח, אשר החזיק את התותח של תותח, היו ידועים לשמצה עבור דפורמציה כתוצאה של הצתה חוזרת ונשנית טמפרטורות גבוהות. נטען כי חתיכות אוורור עשוי סגסוגות המכילות אירידיום החזיקו את הצורה ואת הטופס במשך 3000 האשמות.

בשנת 1908, סר ויליאם קרוקס עיצב את הכריש הראשון אירידיום (כלי המשמש לתגובות כימיות בטמפרטורה גבוהה), אשר הוא מיוצר על ידי ג 'ונסון Matthey, ומצאתי יתרונות גדולים על פני כלי פלטינה טהור.

הצמדים הראשונים של אירידיום-רותניום פותחו בתחילת שנות השלושים ובסוף שנות השישים, התפתחותם של אנודות יציבות ממדית (DSA) הגדילה משמעותית את הביקוש לאלמנט.

פיתוח של האנודות, אשר מורכב מתכת טיטניום מצופה תחמוצות PGM, היה התקדמות גדולה בתהליך chloralkali לייצור כלור סודה קאוסטית ואת האנודות ממשיכים להיות הצרכן העיקרי של אירידיום.

הפקה

כמו כל PGMs, אירידיום מופק כתוצר לוואי של ניקל , כמו גם מ עפרות עשירים PGM.

PGM מרוכז נמכרים לעתים קרובות refiners המתמחים בידוד של כל מתכת.

לאחר כל כסף קיים, זהב, פלדיום , ופלטינה יוסרו מן עפרות, שארית הנותרים הוא נמס עם נתרן bisulfate כדי להסיר רודיום .

התרכובת הנותרת, המכילה אירידיום, יחד עם רותניום ואוסמיום, נמסה עם נתרן חמצן (Na ₂ O ₂ ) כדי להסיר רותניום ומלחי אוסמיום, משאיר מאחור טוהר אירידיום נמוך טוהר (Iro ₂ ).

על ידי הפירוק של דו תחמוצת אירידיום ב אקווה regia, את תוכן החמצן ניתן להסיר תוך הפקת פתרון הידועה בשם hexachloroiridate אמוניום. תהליך ייבוש אידוי, ואחריו שריפת גז מימן, בסופו של דבר תוצאות אירידיום טהור.

הייצור הגלובלי של אירידיום מוגבל כ 3-4 טון בשנה. רוב זה נובע הייצור עפרות העיקרי, אם כי כמה אירידיום ממוחזר מ זרזים בילה ו crucibles.

דרום אפריקה היא המקור העיקרי של אירידיום, אבל המתכת מופק גם מן עפרות ניקל ברוסיה ובקנדה.

המפיקים הגדולים ביותר כוללים אנגלו פלטינום, Lonmin, ו Norilsk ניקל .

יישומים

למרות אירידיום מוצא את עצמו במגוון רחב של מוצרים, משתמש הקצה שלה ניתן בדרך כלל מסווג לארבעה מגזרים:

1. חַשׁמַלִי
2. כִּימִי
3. אלקטרוכימיים
4. אַחֵר

על פי ג 'ונסון Matthey, השימושים האלקטרוכימיים היוו כמעט 30 אחוז של 198,000 אונקיות שנצרכו בשנת 2013. יישומים חשמליים היוו 18 אחוז מכלל צריכת אירידיום, בעוד התעשייה הכימית נצרך כ -10 אחוזים. שימושים אחרים מעוגל את 42 אחוזים הנותרים מכלל הביקוש.

_מקורות

_{ג 'ונסון מתי. סקירה שוק PGM 2012.}

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

_{USGS. סיכומי סחורות מינרליים: פלטינה קבוצת מתכות. מקור: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/platinum/myb1-2010-plati.pdf}

_{Chaston, JC "סר ויליאם קרוקס: חקירות על אירידיום Crucibles ואת התנודתיות של מתכות פלטינה". פלטינה מתכות סקירה , 1969, 13 (2).}