Iridij je trd, krhek in sijoč kovina iz platinske skupine (PGM), ki je zelo stabilen tako pri visokih temperaturah kot v kemičnih okoljih.
Lastnosti
- Atomski simbol: Ir
- Atomska številka: 77
- Kategorija elementa: Prehodna kovina
- Gostota: 22,56g / cm3
- Tališče: 4471 F (2466 C)
- Vrelišče: 8002 F (4428 C)
- Mohsova trdota: 6,5
Značilnosti
Čista kovina iridija je izjemno stabilna in gosta prehodna kovina.
Iridij velja za najbolj korozijsko čisto kovino zaradi odpornosti proti solim, oksidom, mineralnim kislinam in vodam regia (mešanica klorovodikove in klorovodikove kisline), hkrati pa je izpostavljena napadom le staljenih soli, kot sta natrijev klorid in natrij cianid.
Drugi najbolj gost kovinski element (za osmijem, čeprav se o tem razpravlja) ima iridij, tako kot drugi PGM, visoko tališče in dobro mehansko trdnost pri visokih temperaturah.
Kovinski iridij ima drugi najvišji modul elastičnosti vseh kovinskih elementov, kar pomeni, da je zelo tog in odporen proti deformacijam, lastnosti, ki otežujejo izdelavo v uporabne dele, vendar zaradi tega a dragoceno
zlitine-krepilni dodatek. Platina, če je na primer legiran s 50% iridija, je skoraj desetkrat trši kot v čistem stanju.Zgodovina
Smithson Tennant je zaslužen za odkritje iridija med preiskovanjem platinske rude leta 1804. Vendar surove kovine indija niso ekstrahirali še nadaljnjih 10 let in čista oblika kovine ni bila proizvedena šele skoraj 40 let po Tennantovem odkritju.
Leta 1834 je John Isaac Hawkins razvil prvo komercialno uporabo iridija. Hawkins je iskal trdi material za oblikovanje konic pisala, ki se po večkratni uporabi ne bi obrabile ali zlomile. Ko je slišal o lastnostih novega elementa, je od Tennantovega kolega Williama Wollastona pridobil nekaj kovine, ki vsebuje iridij, in začel izdelovati prva zlata peresa z iridij.
V drugi polovici 19. stoletja je britanska družba Johnson-Matthey prevzela vodilno vlogo pri razvoju in trženju iridijevih-platinastih zlitin. Ena od začetnih uporab je bila v topovih Witworth, ki so bili aktivni med ameriško državljansko vojno.
Pred uvedbo iridijevih zlitin so bili odzračevalni deli topov, ki so imeli vžig topa, znani po deformacijah zaradi ponavljajočega se vžiga in visokih temperatur zgorevanja. Trdili so, da so zračniki iz zlitin, ki vsebujejo iridij, imeli obliko in obliko za več kot 3000 nabojev.
Leta 1908 je sir William Crookes zasnoval prve iridijeve lončke (posode za visokotemperaturne kemikalije Johnson Matthey in ugotovil, da ima velike prednosti pred čisto platino plovila.
Prvi iridij-rutenijevi termočleni so bili razviti v zgodnjih tridesetih letih in konec šestdesetih let je razvoj dimenzijsko stabilnih anod (DSA) znatno povečal povpraševanje po elementu.
Razvoj anod, ki jih sestavljajo titan kovina, prevlečena z oksidi PGM, je bila pomemben napredek v postopku s kloralkalijem za proizvodnjo klora in kavstične sode, anode pa so še vedno glavni porabnik iridija.
Proizvodnja
Kot vsi PGM se tudi iridij pridobiva kot stranski produkt niklja, pa tudi iz rud, bogatih s PGM.
Koncentrati PGM se pogosto prodajajo rafinerijam, ki so specializirane za izolacijo vsake kovine.
Ko je bilo obstoječe srebro, zlato, paladijin iz rude odstranimo platino, preostali ostanek stopimo z natrijevim bisulfatom, da odstranimo rodij.
Preostali koncentrat, ki vsebuje iridij, skupaj z rutenijem in osmijem, se stopi z natrijevim peroksidom (Na2O2) za odstranitev soli rutenija in osmija, pri čemer za seboj ostane iridij dioksid z nizko čistostjo (IrO2).
Z raztapljanjem iridijevega dioksida v vodni regiji lahko odstranimo vsebnost kisika, medtem ko dobimo raztopino, znano kot amonijev heksakloroiridat. Postopek sušenja z uparjanjem, ki mu sledi izgorevanje s plinom vodika, končno povzroči čist iridij.
Globalna proizvodnja iridija je omejena na približno 3-4 tone na leto. Večina tega izvira iz primarne proizvodnje rude, čeprav se nekaj iridija reciklira iz izrabljenih katalizatorjev in lončkov.
Južna Afrika je glavni vir iridija, kovino pa pridobivajo tudi iz rude niklja v Rusiji in Kanadi.
Največji proizvajalci vključujejo Anglo Platinum, Lonmin in Norilsk Nickel.
Aplikacije
Čeprav se iridij znajde v široki paleti izdelkov, je njegovo končno uporabo na splošno mogoče razvrstiti v štiri sektorje:
- Električna
- Kemična
- Elektrokemijska
- Drugo
Po Johnsonu Mattheyju je elektrokemijska poraba predstavljala skoraj 30 odstotkov od 198.000 unč, porabljenih leta 2013. Električne aplikacije so predstavljale 18 odstotkov celotne porabe iridija, kemična industrija pa približno 10 odstotkov. Druge uporabe so zaokrožile preostalih 42 odstotkov celotnega povpraševanja.
Viri
Johnson Matthey. Tržni pregled PGM 2012.
http://www.platinum.matthey.com/publications/pgm-market-reviews/archive/platinum-2012
USGS. Povzetki mineralnih surovin: Kovine Platinum Group. Vir: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/platinum/myb1-2010-plati.pdf
Chaston, J. C. "Sir William Crookes: Preiskave iridijskih lončkov in hlapnost platinskih kovin". Pregled platinastih kovin, 1969, 13 (2).