Was ist Iridium? - Metallprofil

Iridium ist ein hartes, sprödes und glänzendes Platingruppenmetall (PGM), das sowohl bei hohen Temperaturen als auch in chemischen Umgebungen sehr stabil ist.

Eigenschaften

• Atomsymbol: Ir
• Ordnungszahl: 77
• Element Kategorie: Übergangsmetall
• Dichte: 22. 56g / cm ³
• Schmelzpunkt: 4471 ° F ( 2466 ° C)
• Siedepunkt: 4428 ° C
• Mohssche Härte: 6. 5

Eigenschaften

Reines Iridiummetall ist ein extrem stabiles und dichtes Übergangsmetall.

Iridium wird wegen seiner Beständigkeit gegenüber Angriffen von Salzen, Oxiden, Mineralsäuren und Königswasser (eine Mischung aus Hydroxyl- und Salzsäuren) als das am meisten korrosionsbeständige reine Metall angesehen, während es nur durch Salzschmelzen wie Natrium angreifbar ist. Chlorid und Natriumcyanid.

Das zweithäufigste aller Metallelemente (hinter nur Osmium, obwohl dies diskutiert wird), Iridium, wie andere PGMs, hat einen hohen Schmelzpunkt und gute mechanische Festigkeit bei hohen Temperaturen.

Metallisches Iridium hat den zweithöchsten Elastizitätsmodul aller Metallelemente, was bedeutet, dass es sehr steif und widerstandsfähig gegen Verformungen ist, Eigenschaften, die es schwierig machen, brauchbare Teile herzustellen, die es jedoch zu einem wertvollen Legierungsverstärker machen. Wenn Platin zum Beispiel mit 50% Iridium legiert ist, ist es fast zehnmal härter als im reinen Zustand.

Geschichte

Smithson Tennant wird die Entdeckung von Iridium zugeschrieben, als er 1804 Platinerz untersuchte.

Indisches Rohmaterial wurde jedoch nicht für weitere 10 Jahre und eine reine Form der Metall wurde erst fast 40 Jahre nach Tennants Entdeckung hergestellt.

1834 entwickelte John Isaac Hawkins die erste kommerzielle Verwendung für Iridium. Hawkins hatte nach einem harten Material gesucht, um Stiftspitzen zu bilden, die sich nach wiederholter Verwendung nicht abnutzen oder brechen würden.

Nachdem er von den Eigenschaften des neuen Elements gehört hatte, erwarb er Iridium-haltiges Metall von Tennants Kollegen William Wollaston und begann mit der Produktion der ersten Iridium-bestückten Goldstifte.

In der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts übernahm die britische Firma Johnson-Matthey die Führung bei der Entwicklung und Vermarktung von Iridium-Platin-Legierungen. Eine der anfänglichen Anwendungen davon war in Witworth-Kanonen, die während des amerikanischen Bürgerkriegs sahen.

Vor der Einführung von Iridiumlegierungen waren Kanonenentlüftungsstücke, die die Zündung der Kanone hielten, für Verformung als Folge wiederholter Zündung und hoher Verbrennungstemperaturen bekannt. Es wurde behauptet, dass Entlüftungsstücke aus Iridium enthaltenden Legierungen ihre Form und Form für über 3000 Ladungen beibehielten.

Im Jahr 1908 entwarf Sir William Crookes die ersten Iridiumtiegel (Gefäße für chemische Hochtemperaturreaktionen), die er von Johnson Matthey hergestellt hatte, und fand große Vorteile gegenüber reinen Platingefäßen.

Die ersten Iridium-Ruthenium-Thermoelemente wurden Anfang der 1930er Jahre entwickelt, und in den späten 1960er Jahren wurde die Nachfrage nach dem Element durch die Entwicklung von dimensionsstabilen Anoden (DSAs) deutlich erhöht.

Die Entwicklung der Anoden, die aus mit PGM-Oxiden beschichtetem Titanmetall bestehen, war ein wichtiger Fortschritt im Chloralkali-Verfahren zur Herstellung von Chlor und Natronlauge, und die Anoden sind nach wie vor ein Hauptverbraucher von Iridium.

Produktion

Wie alle PGMs wird auch Iridium als Nebenprodukt von Nickel sowie von PGM-reichen Erzen gewonnen.

PGM-Konzentrate werden oft an Raffinerien verkauft, die auf die Isolierung jedes Metalls spezialisiert sind.

Sobald vorhandenes Silber, Gold, Palladium und Platin aus dem Erz entfernt werden, wird der verbleibende Rückstand mit Natriumbisulfat geschmolzen, um Rhodium zu entfernen.

Das verbleibende Konzentrat, das Iridium zusammen mit Ruthenium und Osmium enthält, wird mit Natriumperoxid (Na ₂ O ₂ ) geschmolzen, um Ruthenium- und Osmiumsalze zu entfernen. Reinheit Iridiumdioxid (IrO ₂ ).

Durch Auflösen von Iridiumdioxid in Königswasser kann der Sauerstoffgehalt entfernt werden, während eine Lösung hergestellt wird, die als Ammoniumhexachloroiridat bekannt ist. Ein Verdampfungstrocknungsprozess gefolgt von einer Verbrennung mit Wasserstoffgas führt schließlich zu reinem Iridium.

Die weltweite Produktion von Iridium ist auf etwa 3-4 Tonnen pro Jahr begrenzt. Das meiste davon stammt aus der primären Erzproduktion, obwohl etwas Iridium aus verbrauchten Katalysatoren und Schmelztiegeln recycelt wird.

Südafrika ist die Hauptquelle von Iridium, aber das Metall wird auch aus Nickelerzen in Russland und Kanada gewonnen.

Zu ​​den größten Produzenten gehören Anglo Platinum, Lonmin und Norilsk Nickel.

Anwendungen

Obwohl Iridium in einer breiten Palette von Produkten vorkommt, können seine Endanwendungen allgemein in vier Sektoren eingeteilt werden:

1. Elektrisch
2. Chemisch
3. Elektrochemisch
4. Andere

Nach Johnson Matthey machten die elektrochemischen Anwendungen fast 30 Prozent der 198.000 Unzen aus, die 2013 verbraucht wurden. Elektrische Anwendungen machten 18 Prozent des gesamten Iridiumverbrauchs aus, während die chemische Industrie ungefähr 10 Prozent verbrauchte. Andere Verwendungen rundeten die restlichen 42 Prozent der Gesamtnachfrage ab.

_Quellen

_{Johnson Matthey. PGM Market Review 2012.}

_{// www. Platin. Matthew. com / publications / pgm-market-reviews / Archiv / Platin-2012}

_{USGS. Mineral Commodity Summaries: Metalle der Platingruppe. Quelle: // Mineralien. Usgs. gov / mineralien / pubs / gewerbe / platin / myb1-2010-plati. pdf}

_{Chaston, J. C. "Sir William Crookes: Untersuchungen an Iridiumtiegeln und die Flüchtigkeit der Platinmetalle". Platinmetalle Review , 1969, 13 (2).}