Irīdijs ir ciets, trausls un spožs platīna grupas metāls (PGM), kas ir ļoti stabils gan augstā temperatūrā, gan ķīmiskā vidē.
Rekvizīti
- Atomu simbols: Ir
- Atomu skaits: 77
- Elementu kategorija: pārejas metāls
- Blīvums: 22,56g / cm3
- Kušanas temperatūra: 4471 F (2466 C)
- Viršanas temperatūra: 8002 F (4428 C)
- Mosa cietība: 6.5
Raksturlielumi
Tīrs irīdija metāls ir ārkārtīgi stabils un blīvs pārejas metāls.
Irīdijs tiek uzskatīts par korozijizturīgāko tīro metālu, jo tas ir izturīgs pret sāļu, oksīdu, minerālskābju un ūdens iedarbību regia (sālsskābes un sālsskābes maisījums), vienlaikus pakļauta tikai izkausētu sāļu, piemēram, nātrija hlorīda un nātrija, uzbrukumiem cianīds.
Otrs blīvākais no visiem metāla elementiem (aiz tikai osmija, kaut arī par to tiek apspriests), irīdijam, tāpat kā citiem PGM, ir augsta kušanas temperatūra un laba mehāniskā izturība augstās temperatūrās.
Metāliskajam irīdijam ir otrs augstākais elastības modulis no visiem metāla elementiem, tas nozīmē, ka tas ir ļoti stingrs un izturīgs pret deformācijām, īpašības, kas apgrūtina izgatavošanu lietojamās daļās, bet kas padara to a vērtīgs
sakausējumsstiprinoša piedeva. Platīns, piemēram, leģēts ar 50% iridiju, ir gandrīz desmit reizes grūtāks nekā tīrā stāvoklī.Vēsture
Smitsonam Tennantam ir kredīts par iridija atklāšanu, pārbaudot platīna rūdu 1804. gadā. Tomēr neapstrādāts indija metāls netika iegūts vēl 10 gadus, un tīra metāla forma tika ražota tikai gandrīz 40 gadus pēc Tennanta atklāšanas.
1834. gadā Džons Īzaks Hokinss izstrādāja pirmo irīdija komerciālu lietojumu. Hokinss meklēja cietu materiālu, lai izveidotu pildspalvu uzgaļus, kas pēc atkārtotas lietošanas nenodiltu un nesalūztu. Uzzinājis par jaunā elementa īpašībām, viņš no Tennanta kolēģa Viljama Volastona iegādājās dažus irīdiju saturošus metālus un sāka ražot pirmās irīdija galus saturošās zelta pildspalvas.
19. gadsimta otrajā pusē Lielbritānijas firma Johnson-Matthey uzņēmās vadību iridija-platīna sakausējumu izstrādē un tirdzniecībā. Viens no sākotnējiem izmantošanas veidiem bija Vitvorta lielgabali, kas saskatīja darbību Amerikas pilsoņu kara laikā.
Pirms irīdija sakausējumu ieviešanas lielgabala ventilācijas atveres, kas noturēja lielgabala aizdedzi, bija pazīstamas ar deformāciju atkārtotas aizdegšanās un augstas degšanas temperatūras rezultātā. Tika apgalvots, ka ventilācijas caurules, kas izgatavotas no irīdiju saturošiem sakausējumiem, saglabāja savu formu un formu vairāk nekā 3000 lādiņu.
1908. gadā sers Viljams Krouks izstrādāja pirmos irīdija tīģeļus (traukus, ko izmanto augstas temperatūras ķīmiskām vielām) reakcijas), ko viņš bija radījis Džonsons Matijs, un kuram bija lielas priekšrocības salīdzinājumā ar tīru platīnu kuģiem.
Pirmie irīdija-rutēnija termopāri tika izstrādāti 1930. gadu sākumā un 60. gadu beigās, izmēriem stabilu anodu (DSA) attīstība ievērojami palielināja pieprasījumu pēc šī elementa.
Anodu izstrāde, kas sastāv no titāna metāls, kas pārklāts ar PGM oksīdiem, bija ievērojams progress hloralkalu procesā hlora un kaustiskās soda ražošanā, un anodi joprojām ir galvenais iridija patērētājs.
Ražošana
Tāpat kā visi PGM, irīdiju ekstrahē kā blakusproduktu niķelis, kā arī no PGM bagātajām rūdām.
PGM koncentrātus bieži pārdod rafinētājiem, kas specializējas katra metāla izolēšanā.
Kad kāds esošais sudrabs, zelts, palādijsun no rūdas tiek noņemts platīns, atlikušo atlikumu izkausē ar nātrija bisulfātu, lai to noņemtu rodijs.
Atlikušais koncentrāts, kas satur iridiju, kā arī rutēniju un osmiju, kausē ar nātrija peroksīdu (Na2O2) rutēna un osmija sāļu atdalīšanai, atstājot zemas tīrības pakāpes irīdija dioksīdu (IrO2).
Izšķīdinot irīdija dioksīdu aqua regia, skābekļa saturu var noņemt, iegūstot šķīdumu, kas pazīstams kā amonija heksahloroiridāts. Iztvaicēšanas žāvēšanas process, kam seko sadedzināšana ar ūdeņradi, beidzot rada tīru irīdiju.
Iridija ražošana pasaulē ir ierobežota līdz aptuveni 3-4 tonnām gadā. Lielākā daļa no tā rodas no rūdas primārās ražošanas, lai gan daļa irīdija tiek pārstrādāta no izlietotajiem katalizatoriem un tīģeļiem.
Dienvidāfrika ir galvenais iridija avots, bet metālu iegūst arī no niķeļa rūdām Krievijā un Kanādā.
Starp lielākajiem ražotājiem ir Anglo Platinum, Lonmin un Norilsk Nickel.
Pieteikumi
Lai gan irīdijs atrodas plašā produktu klāstā, tā gala lietojumu parasti var iedalīt četrās nozarēs:
- Elektriskā
- Ķīmiskais
- Elektroķīmiskais
- Cits
Pēc Džonsona Metjija teiktā, elektroķīmiskā izmantošana veidoja gandrīz 30 procentus no 198 000 uncēm, kas patērētas 2013. gadā. Elektriskie lietojumi veidoja 18 procentus no kopējā iridija patēriņa, savukārt ķīmiskā rūpniecība patērēja aptuveni 10 procentus. Citi izmantošanas veidi noapaļoja atlikušos 42 procentus no kopējā pieprasījuma.
Avoti
Džonsons Metjijs. PGM tirgus pārskats 2012.
http://www.platinum.matthey.com/publications/pgm-market-reviews/archive/platinum-2012
USGS. Minerālo preču kopsavilkumi: Platīna grupas metāli. Avots: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/platinum/myb1-2010-plati.pdf
Chaston, JC "Sir William Crookes: Iridium tīģeļu un platīna metālu nepastāvības pētījumi". Platīna metālu pārskats, 1969, 13 (2).