Iridium je tvrdý, křehký a lesklý kov platinové skupiny (PGM), který je velmi stabilní při vysokých teplotách i v chemickém prostředí.
Vlastnosti
- Atomový symbol: Ir
- Atomové číslo: 77
- Kategorie prvku: Transition Metal
- Hustota: 22,56 g / cm3
- Bod tání: 2471 ° C (4471 ° F)
- Bod varu: 4428 ° C 8002 F
- Mohsova tvrdost: 6,5
Vlastnosti
Čistý iridiový kov je extrémně stabilní a hustý přechodný kov.
Iridium je považován za nejvíce odolný proti korozi čistý kov kvůli své odolnosti vůči působení solí, oxidů, minerálních kyselin a vody regia (směs kyseliny chlorovodíkové a kyseliny chlorovodíkové), přičemž je pouze náchylná k napadení roztavenými solemi, jako je chlorid sodný a sodík kyanid.
Druhý nejhustší ze všech kovových prvků (pouze za osmiem, i když se o něm diskutuje), iridium, stejně jako ostatní PGM, má vysokou teplotu tání a dobrou mechanickou pevnost při vysokých teplotách.
Kovový iridium má druhý nejvyšší modul pružnosti všech kovových prvků, což znamená, že je velmi tuhý a odolný vůči deformaci, vlastnosti, které znesnadňují výrobu na použitelné části, ale které z něj činí a cenný
slitina- posilující přísada. Platina, je-li například legován 50% iridiem, je téměř desetkrát tvrdší než v čistém stavu.Dějiny
Smithson Tennant je připočítán s objevem iridia při zkoumání platinové rudy v roce 1804. Surový kov india však nebyl extrahován dalších 10 let a čistá forma kovu byla vyrobena až téměř 40 let po Tennantově objevu.
V roce 1834 vyvinul John Isaac Hawkins první komerční použití iridia. Hawkins hledal tvrdý materiál pro vytvoření špiček pera, které by se po opakovaném použití neopotřebovaly ani nezlomily. Poté, co se doslechl o vlastnostech nového prvku, získal od Tennantova kolegy Williama Wollastona nějaký kov obsahující iridium a začal vyrábět první zlatá pera s iridiovým hrotem.
Ve druhé polovině 19. století se britská firma Johnson-Matthey ujala vedení při vývoji a prodeji slitin iridium-platiny. Jedno z počátečních použití bylo ve Witworthově kanónu, který začal bojovat během americké občanské války.
Před zavedením slitin iridia byly větrací díly děla, které držely zapálení děla, proslulé deformací v důsledku opakovaného zapalování a vysokých teplot spalování. Tvrdilo se, že větrací kusy vyrobené ze slitin obsahujících iridium si udržovaly svůj tvar a tvar po více než 3000 nábojů.
V roce 1908 navrhl Sir William Crookes první iridiové kelímky (nádoby používané pro vysokoteplotní chemikálie reakce), kterou vytvořil Johnson Matthey, a zjistil, že má oproti čisté platině velké výhody plavidla.
První iridium-rutheniové termočlánky byly vyvinuty na počátku 30. let a na konci 60. let významně zvýšila poptávka po tomto prvku vývoj rozměrově stabilních anod (DSA).
Vývoj anod, které se skládají z titan kov potažený oxidy PGM, byl hlavním pokrokem v chloralkali procesu pro výrobu chloru a hydroxidu sodného a anody jsou i nadále hlavním spotřebitelem iridia.
Výroba
Stejně jako všechny PGM je iridium extrahováno jako vedlejší produkt nikl, stejně jako z rud bohatých na PGM.
Koncentráty PGM se často prodávají rafinériím, které se specializují na izolaci každého kovu.
Kdysi existující stříbro, zlato, palladiuma platina se odstraní z rudy, zbývající zbytek se roztaví s hydrogensíranem sodným, aby se odstranil rhodium.
Zbývající koncentrát, který obsahuje iridium, spolu s rutheniem a osmiem, se roztaví s peroxidem sodným (Na2Ó2) k odstranění solí ruthenia a osmiia a zanechání oxidu iridičitého s nízkou čistotou (IrO2).
Rozpuštěním oxidu iridičitého v aqua regia lze odstranit obsah kyslíku při výrobě roztoku známého jako hexachloridát amonný. Proces odpařování a následného spalování plynným vodíkem nakonec vede k čistému iridiu.
Globální produkce iridia je omezena na zhruba 3-4 tuny ročně. Většina z toho pochází z primární produkce rudy, i když část iridia se recykluje z použitých katalyzátorů a kelímků.
Jižní Afrika je hlavním zdrojem iridia, ale kov se také získává z niklových rud v Rusku a Kanadě.
Mezi největší producenty patří Anglo Platinum, Lonmin a Norilsk Nickel.
Aplikace
Ačkoli se iridium nachází v široké škále produktů, jeho konečná použití lze obecně rozdělit do čtyř sektorů:
- Elektrický
- Chemikálie
- Elektrochemické
- jiný
Podle Johnsona Mattheye elektrochemické využití představovalo téměř 30 procent z 198 000 uncí spotřebovaných v roce 2013. Elektrické aplikace představovaly 18 procent celkové spotřeby iridia, zatímco chemický průmysl spotřeboval přibližně 10 procent. Ostatní využití zaokrouhlují zbývajících 42 procent celkové poptávky.
Zdroje
Johnson Matthey. Recenze trhu PGM 2012.
http://www.platinum.matthey.com/publications/pgm-market-reviews/archive/platinum-2012
USGS. Souhrny minerálních komodit: Platinové skupiny kovů. Zdroj: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/platinum/myb1-2010-plati.pdf
Chaston, J. C. „Sir William Crookes: Vyšetřování iridiových kelímků a těkavost platinových kovů“. Recenze platinových kovů, 1969, 13 (2).