Iridij je tvrd, lomljiv i sjajan metal platinske skupine (PGM) koji je vrlo stabilan na visokim temperaturama kao i u kemijskim okruženjima.
Svojstva
- Atomski simbol: Ir
- Atomski broj: 77
- Kategorija elementa: Prijelazni metal
- Gustoća: 22,56g / cm3
- Talište: 4471 F (2466 C)
- Tačka ključanja: 8002 F (4428 C)
- Mohsova tvrdoća: 6,5
Karakteristike
Čisti metal iridija izuzetno je stabilan i gust prijelazni metal.
Iridij se smatra najotpornijim čistim metalom zbog svoje otpornosti na soli, okside, mineralne kiseline i vode regia (mješavina klorovodične i klorovodične kiseline), dok je ranjiva samo na rastopljene soli kao što su natrijev klorid i natrij cijanid.
Drugi najgušći od svih metalnih elemenata (iza samo osmijuma, iako se o tome raspravlja), iridij, poput ostalih PGM-ova, ima visoku točku topljenja i dobru mehaničku čvrstoću na visokim temperaturama.
Metalni iridij ima drugi po veličini modul elastičnosti od svih metalnih elemenata, što znači da je vrlo krut i otporan na deformacije, karakteristike koje otežavaju izradu u uporabljive dijelove, ali koje ga čine vrijedan
legura-jačajući aditiv. Platina, kada je na primjer legiran s 50% iridija, gotovo je deset puta tvrđi nego u čistom stanju.Povijest
Smithson Tennant zaslužan je za otkriće iridija tijekom ispitivanja rude platine 1804. godine. Međutim, sirovi metal indij nije ekstrahiran još 10 godina, a čisti oblik metala nije proizveden gotovo 40 godina nakon Tennantovog otkrića.
John Isaac Hawkins razvio je prvu komercijalnu upotrebu iridija 1834. godine. Hawkins je tražio tvrdi materijal kako bi oblikovao vrhove olovke koji se nakon ponovljene upotrebe neće istrošiti ili slomiti. Nakon što je čuo o svojstvima novog elementa, od Tennantovog kolege Williama Wollastona nabavio je metal koji sadrži iridij i počeo proizvoditi prve zlatne olovke s iridijskim vrhom.
U drugoj polovici 19. stoljeća, britanska tvrtka Johnson-Matthey preuzela je vodeću ulogu u razvoju i marketingu legura iridija i platine. Jedna od početnih upotreba bila je u topovima Witworth, koji su vidjeli akciju tijekom američkog građanskog rata.
Prije uvođenja iridijevih legura, komadi za odzračivanje topova, koji su držali paljenje topa, bili su poznati po deformacijama kao rezultat opetovanog paljenja i visokih temperatura izgaranja. Tvrdilo se da su otvori za odzračivanje izrađeni od legura koje sadrže iridij zadržali oblik i oblik za više od 3000 naboja.
Godine 1908. Sir William Crookes dizajnirao je prve iridijske tiglice (posude za visoku temperaturu kemikalije reakcije), koju je proizveo Johnson Matthey i za koju je utvrdio da ima velike prednosti u odnosu na čistu platinu plovila.
Prvi termički parovi iridij-rutenij razvijeni su početkom 1930-ih, a krajem 1960-ih razvoj dimenzijski stabilnih anoda (DSA) značajno je povećao potražnju za elementom.
Razvoj anoda koje se sastoje od titan metal obložen PGM oksidima, bio je glavni napredak u procesu kloralkalija za proizvodnju klora i kaustične sode, a anode su i dalje glavni potrošač iridija.
Proizvodnja
Kao i svi PGM-ovi, iridij se ekstrahira kao nusprodukt nikla, kao i iz ruda bogatih PGM-om.
PGM koncentrati često se prodaju rafinerijama koje su specijalizirane za izolaciju svakog metala.
Nekada postojeće srebro, zlato, paladij, a platina se ukloni iz rude, preostali ostatak se otopi natrijevim bisulfatom kako bi se uklonio rodij.
Preostali koncentrat koji sadrži iridij, zajedno s rutenijem i osmijem, otopi se s natrijevim peroksidom (Na2O2) za uklanjanje soli rutenija i osmija, ostavljajući iza sebe iridij dioksid niske čistoće (IrO2).
Otapanjem iridij-dioksida u aqua regia, sadržaj kisika može se ukloniti dok se proizvodi otopina poznata kao amonijev heksakloroiridat. Postupak sušenja isparavanjem, praćen sagorijevanjem plinovitim vodikom, konačno rezultira čistim iridijom.
Globalna proizvodnja iridija ograničena je na otprilike 3-4 tone godišnje. Većina toga potječe iz primarne proizvodnje rude, iako se dio iridija reciklira iz istrošenih katalizatora i lončića.
Južna Afrika glavni je izvor iridija, ali metal se također vadi iz ruda nikla u Rusiji i Kanadi.
Najveći proizvođači uključuju Anglo Platinum, Lonmin i Norilsk Nickel.
Prijave
Iako se iridij nalazi u širokom spektru proizvoda, njegova se krajnja uporaba općenito može svrstati u četiri sektora:
- Električna
- Kemijska
- Elektrokemijska
- Ostalo
Prema Johnsonu Mattheyu, elektrokemijska uporaba činila je gotovo 30 posto od 198.000 unci potrošenih u 2013. godini. Primjena električne energije činila je 18 posto ukupne potrošnje iridija, dok je kemijska industrija potrošila približno 10 posto. Ostale su namjene zaokružile preostalih 42 posto ukupne potražnje.
Izvori
Johnson Matthey. Pregled tržišta PGM-a 2012.
http://www.platinum.matthey.com/publications/pgm-market-reviews/archive/platinum-2012
USGS. Sažeci mineralnih sirovina: Metali platinaste grupe. Izvor: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/platinum/myb1-2010-plati.pdf
Chaston, J.C. "Sir William Crookes: Istraga o iridijskim loncima i hlapljivosti platinskih metala". Pregled platinskih metala, 1969, 13 (2).