Iryd jest twardy, kruchy i lśniący metal z grupy platynowców (PGM), który jest bardzo stabilny w wysokich temperaturach, a także w środowisku chemicznym.
Nieruchomości
- Symbol atomowy: Ir
- Liczba atomowa: 77
- Kategoria elementu: Metal przejściowy
- Gęstość: 22,56 g / cm3
- Temperatura topnienia: 4471 F (2466 C)
- Temperatura wrzenia: 8002 F (4428 C)
- Twardość Mohsa: 6,5
Charakterystyka
Czysty metal iryd jest niezwykle stabilnym i gęstym metalem przejściowym.
Iryd jest uważany za najbardziej odporny na korozję czysty metal ze względu na jego odporność na działanie soli, tlenków, kwasów mineralnych i wody regia (mieszanina kwasu solnego i azotowodorowego), będąc jednocześnie podatną na atak stopionych soli, takich jak chlorek sodu i sód cyjanek.
Drugi najbardziej gęsty ze wszystkich pierwiastków metalowych (za samym osmem, chociaż jest to dyskusyjne), iryd, podobnie jak inne PGM, ma wysoką temperaturę topnienia i dobrą wytrzymałość mechaniczną w wysokich temperaturach.
Iryd metaliczny ma drugi co do wielkości moduł sprężystości ze wszystkich elementów metalowych, co oznacza, że jest bardzo sztywny i odporny na odkształcenia, cechy, które utrudniają wytwarzanie części nadających się do użytku, ale które czynią go cenny
stop- dodatek wzmacniający. Platyna, na przykład z dodatkiem 50% irydu, jest prawie dziesięciokrotnie twardszy niż w stanie czystym.Historia
Smithsonowi Tennantowi przypisuje się odkrycie irydu podczas badania rudy platyny w 1804 roku. Jednak surowego indu metalicznego nie wydobywano przez kolejne 10 lat, a czysta forma metalu została wyprodukowana dopiero prawie 40 lat po odkryciu Tennanta.
W 1834 roku John Isaac Hawkins opracował pierwsze komercyjne zastosowanie irydu. Hawkins szukał twardego materiału do uformowania końcówek pióra, które nie zużyją się ani nie pękną po wielokrotnym użyciu. Po zapoznaniu się z właściwościami nowego pierwiastka, nabył metal zawierający iryd od kolegi Tennanta Williama Wollastona i rozpoczął produkcję pierwszych złotych długopisów z irydowymi końcówkami.
W drugiej połowie XIX wieku brytyjska firma Johnson-Matthey była liderem w opracowywaniu i wprowadzaniu na rynek stopów irydu i platyny. Jednym z pierwszych zastosowań były armaty Witwortha, które były używane podczas wojny secesyjnej.
Przed wprowadzeniem stopów irydu, elementy odpowietrznika armat, które utrzymywały zapłon armaty, były znane z deformacji w wyniku powtarzającego się zapłonu i wysokich temperatur spalania. Twierdzono, że elementy wentylacyjne wykonane ze stopów zawierających iryd zachowały swój kształt i formę przez ponad 3000 ładunków.
W 1908 roku Sir William Crookes zaprojektował pierwsze tygle irydowe (naczynia używane do chemikaliów o wysokiej temperaturze reakcje), który stworzył Johnson Matthey i stwierdził, że ma wielką przewagę nad czystą platyną statki.
Pierwsze termopary irydowo-rutenowe zostały opracowane na początku lat trzydziestych XX wieku, a pod koniec lat sześćdziesiątych XX wieku rozwój anod stabilnych wymiarowo (DSA) znacznie zwiększył zapotrzebowanie na ten pierwiastek.
Opracowanie anod, które składają się z tytan metal pokryty tlenkami PGM był głównym postępem w procesie produkcji chloru i sody kaustycznej chloroalkaliów, a anody nadal są głównym konsumentem irydu.
Produkcja
Podobnie jak wszystkie PGM, iryd jest ekstrahowany jako produkt uboczny nikiel, a także z rud bogatych w PGM.
Koncentraty PGM są często sprzedawane rafineriom specjalizującym się w izolacji każdego metalu.
Kiedyś istniejące srebro, złoto, paladiumi platynę usuwa się z rudy, a pozostałość topi się wodorosiarczanem sodu w celu usunięcia rod.
Pozostały koncentrat zawierający iryd wraz z rutenem i osmem topi się nadtlenkiem sodu (Na2O2) w celu usunięcia soli rutenu i osmu, pozostawiając dwutlenek irydu o niskiej czystości (IrO2).
Rozpuszczając ditlenek irydu w wodzie królewskiej, można usunąć zawartość tlenu, wytwarzając roztwór znany jako heksachloroiidan amonu. W wyniku procesu suszenia przez odparowanie, po którym następuje spalanie wodorem, uzyskuje się czysty iryd.
Globalna produkcja irydu jest ograniczona do około 3-4 ton rocznie. Większość z nich pochodzi z pierwotnej produkcji rudy, chociaż część irydu jest odzyskiwana ze zużytych katalizatorów i tygli.
Republika Południowej Afryki jest głównym źródłem irydu, ale metal ten jest również pozyskiwany z rud niklu w Rosji i Kanadzie.
Do największych producentów należą Anglo Platinum, Lonmin i Norilsk Nickel.
Aplikacje
Chociaż iryd znajduje się w szerokiej gamie produktów, jego końcowe zastosowania można ogólnie podzielić na cztery sektory:
- Elektryczny
- Chemiczny
- Elektrochemiczny
- Inny
Według Johnsona Mattheya, zastosowania elektrochemiczne stanowiły prawie 30 procent ze 198 000 uncji zużytych w 2013 roku. Zastosowania elektryczne odpowiadały za 18% całkowitego zużycia irydu, podczas gdy przemysł chemiczny zużywał około 10%. Inne zastosowania dopełniają pozostałe 42 procent całkowitego popytu.
Źródła
Johnson Matthey. Przegląd rynku PGM 2012.
http://www.platinum.matthey.com/publications/pgm-market-reviews/archive/platinum-2012
USGS. Podsumowania surowców mineralnych: metale z grupy platynowców. Źródło: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/platinum/myb1-2010-plati.pdf
Chaston, J.C. „Sir William Crookes: Investigations on Iridium Crucibles and the Volatility of the Platinum Metals”. Przegląd metali platynowych, 1969, 13 (2).