รายละเอียดโลหะ: อิริเดียม

อิริเดียมคืออะไร?

อิริเดียมเป็น โลหะแท่งทองคำขาว แข็ง (PGM) ซึ่งมีความเสถียรสูงที่อุณหภูมิสูงตลอดจนสภาพแวดล้อมทางเคมี

คุณสมบัติ

• สัญลักษณ์อะตอม: Ir
• จำนวนอะตอม: 77
• ประเภทสินค้า: เปลี่ยนโลหะ
• ความหนาแน่น: 22.56g / cm ³
• จุดหลอมเหลว: 4471 ° F (2466 ° C)
• จุดเดือด: 8002 ° F (4428 ° C)
• ความแข็ง Mohs: 6.5

ลักษณะ

อิริเดียมบริสุทธิ์เป็นโลหะที่มีเสถียรภาพและมีความหนาแน่นสูง

อิริเดียมถือเป็นโลหะบริสุทธิ์ที่ทนทานต่อ การกัดกร่อน มากที่สุดเนื่องจากความต้านทานต่อการถูกโจมตีจากเกลือเกลือออกไซด์กรดแร่และกรดอะคริลิกและน้ำ (aqua regia) ซึ่งเป็นส่วนผสมของกรดไฮโดรและไนโตรคลอริกในขณะที่มีความเสี่ยงที่จะถูกโจมตีโดยเกลือที่หลอมละลายเช่นโซเดียมคลอไรด์และโซเดียม ไซยาไนด์.

องค์ประกอบโลหะที่หนาแน่นมากที่สุดเป็นอันดับสองของโลก (หลังออสเมียมีเพียงอย่างเดียวแม้ว่าจะมีการถกเถียงกันอยู่ก็ตาม) อิริเดียมเช่นเดียวกับ PGMs อื่น ๆ มีจุดหลอมเหลวสูงและมีความแข็งแรงเชิงกลที่อุณหภูมิสูง

อิริเดียมโลหะมีโมดูลโมดูลัสที่สูงที่สุดเป็นอันดับสองของความยืดหยุ่นของชิ้นส่วนโลหะทั้งหมดซึ่งหมายความว่ามีความแข็งและทนต่อการเปลี่ยนรูปลักษณะที่ทำให้ยากต่อการประดิษฐ์เป็นชิ้นส่วนที่ใช้งานได้ แต่ทำให้เป็นสารเติมแต่งที่มีค่าเพิ่มขึ้น แม้ว่า ทองคำขาว เมื่อผสมกับอิริเดียม 50% ตัวอย่างเช่นมีความแข็งเกือบ 10 เท่าเมื่ออยู่ในสภาพบริสุทธิ์

ประวัติศาสตร์

Smithson Tennant ให้เครดิตกับการค้นพบอิริเดียมในขณะที่ตรวจสอบแร่ทองคำขาวในปี ค.ศ. 1804

อย่างไรก็ตามโลหะอินเดียนดิบไม่ได้สกัดมาอีก 10 ปีและรูปแบบของโลหะที่บริสุทธิ์ไม่ได้เกิดขึ้นจนกระทั่งเกือบ 40 ปีหลังจากการค้นพบของเทนนันท์

ในปี ค.ศ. 1834 จอห์นไอแซคฮอว์กินส์ได้พัฒนาใช้อิริเดียมในเชิงพาณิชย์เป็นครั้งแรก ฮอว์กินส์ได้ค้นคว้าหาวัสดุที่แข็งเพื่อสร้างปากกาที่จะไม่ทำให้เสื่อมสภาพหรือใช้งานซ้ำ

หลังจากได้ฟังเกี่ยวกับคุณสมบัติของธาตุใหม่แล้วเขาได้ซื้อโลหะที่มีไอออนไนด์จากเพื่อนร่วมงานของ Tennant William Wollaston และเริ่มผลิตปากกาทองคำขาว iridium ตัวแรก

ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 19 บริษัท จอห์นสัน - แมทเธียได้รับตำแหน่งผู้นำในการพัฒนาและการตลาดอัลลอยด์อิริเดียม - ทองคำขาว ซึ่งใช้ในช่วงสงครามกลางเมืองอเมริกา

ก่อนที่จะมีการนำโลหะผสมอิริเดียมชิ้นส่วนปืนใหญ่ซึ่งถือปืนใหญ่มาเผาเป็นที่รู้จักสำหรับการเปลี่ยนรูปอันเป็นผลมาจากการเผาไหม้ซ้ำและอุณหภูมิการเผาไหม้ที่สูง อ้างว่าชิ้นส่วนที่ทำจากโลหะผสมที่มีส่วนผสมของอิริเดียมถือเป็นรูปร่างและรูปแบบของมันสำหรับค่าใช้จ่ายมากกว่า 3000

(เรือที่ใช้สำหรับปฏิกิริยาเคมีที่อุณหภูมิสูง) ซึ่งเขาผลิตโดยจอห์นสัน Matthey และพบว่ามีข้อได้เปรียบที่ดีกว่าเรือแพลทินัมบริสุทธิ์

อิริเดียม - ruthenium thermocouples แรกได้รับการพัฒนาขึ้นในช่วงต้นทศวรรษที่ 1930 และในช่วงปลายทศวรรษที่ 1960 การพัฒนา anodes ที่มีเสถียรภาพมิติ (DSAs) มีความต้องการเพิ่มขึ้นอย่างมากสำหรับองค์ประกอบ

การพัฒนาอะโนดซึ่งประกอบด้วยโลหะ ไททาเนียมที่ เคลือบด้วย PGM ออกไซด์ถือเป็นความก้าวหน้าครั้งใหญ่ในกระบวนการคลอเรสาลีในการผลิตคลอรีนและโซดาไฟและ anodes ยังคงเป็นผู้บริโภคอิริเดียมรายใหญ่

การผลิต

เช่นเดียวกับ PGMs ทั้งหมด iridium ถูกแยกออกเป็นผลพลอยได้จาก นิกเกิล และจากแร่ที่อุดมด้วย PGM

PGM concentrates มักจะขายให้แก่โรงกลั่นที่มีความเชี่ยวชาญในการแยกโลหะแต่ละชนิด

เมื่อทองคำ แพลเลเดียม และแพลทินัมที่มีอยู่จะถูกนำออกจากแร่ส่วนที่เหลือจะละลายด้วยโซเดียมไบซัลเฟตเพื่อกำจัด โรเดียม

ส่วนที่เหลือซึ่งประกอบด้วย iridium พร้อมกับ ruthenium และ osmium ละลายด้วย sodium peroxide (Na ₂ O ₂ ) เพื่อขจัดเกลือ ruthenium และ osmium ทิ้งไว้ iridium dioxide ความบริสุทธิ์ต่ำ (IrO ₂ )

ด้วยการละลายไอริดไดออกไซด์ใน aqua regia ปริมาณออกซิเจนสามารถถูกลบออกได้ขณะสร้างสารละลายที่เรียกว่าแอมโมเนียม hexachloroiridate ขั้นตอนการอบแห้งการระเหยของก๊าซตามด้วยการเผาด้วยก๊าซไฮโดรเจนทำให้ได้อิริเดียมบริสุทธิ์

การผลิตอิริเดียมทั่วโลก จำกัด อยู่ที่ประมาณ 3-4 ตันต่อปี ส่วนใหญ่มาจากการผลิตแร่หลักแม้ว่าอิริเดียมบางชนิดถูกนำมารีไซเคิลจากตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้แล้วและเบ้าหลอม

แอฟริกาใต้เป็นแหล่งแร่หลักของอิริเดียม แต่โลหะยังถูกสกัดจากแร่นิกเกิลในรัสเซียและแคนาดา

ผู้ผลิตรายใหญ่ที่สุด ได้แก่ Anglo Platinum, Lonmin และ Norilsk Nickel

การประยุกต์ใช้งาน

แม้ว่าอิริเดียมจะพบตัวเองในหลากหลายผลิตภัณฑ์การใช้งานขั้นปลายสามารถแบ่งออกได้เป็นสี่ภาค:

1. ไฟฟ้า
2. สารเคมี
3. ไฟฟ้า
4. อื่น ๆ

ตามที่จอห์นสัน Matthey ใช้ไฟฟ้าคิดเป็นเกือบร้อยละ 30 ของ 198,000 ออนซ์ที่ใช้ในปี 2013 การใช้ไฟฟ้าคิดเป็นร้อยละ 18 ของการบริโภคอิริเดียมทั้งหมดในขณะที่อุตสาหกรรมเคมีบริโภคประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์ ส่วนที่เหลืออีก 42% ของความต้องการทั้งหมด

_{แหล่งที่มา}

_{Johnson Matthey PGM Market Review 2012}

_{http://www.platinum.matthey.com/publications/pgm-market-reviews/archive/platinum-2012}

_{USGS สรุปโภคภัณฑ์แร่: โลหะกลุ่มลาตินั่ม ที่มา: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/platinum/myb1-2010-plati.pdf}

_{Chaston, JC "เซอร์วิลเลียม Crookes: การตรวจสอบกับ Iridium Crucibles และความผันผวนของโลหะแพลทินัม" การตรวจสอบโลหะแพลทินัม , 1969, 13 (2)}