L'iridio è un duro, fragile e brillante metallo del gruppo del platino (PGM) che è molto stabile alle alte temperature così come negli ambienti chimici.
Proprietà
- Simbolo atomico: Ir
- Numero atomico: 77
- Categoria elemento: metallo di transizione
- Densità: 22,56 g / cm3
- Punto di fusione: 4471 F (2466 C)
- Punto di ebollizione: 8002 F (4428 C)
- Durezza Mohs: 6.5
Caratteristiche
Il metallo iridio puro è un metallo di transizione estremamente stabile e denso.
L'iridio è considerato il metallo puro più resistente alla corrosione per la sua resistenza all'attacco di sali, ossidi, acidi minerali e acqua regia (una miscela di acido idrico e acido nitrico), pur essendo vulnerabile solo all'attacco di sali fusi come il cloruro di sodio e il sodio cianuro.
Il secondo più denso di tutti gli elementi metallici (dietro solo l'osmio, sebbene questo sia dibattuto), l'iridio, come altri PGM, ha un alto punto di fusione e una buona resistenza meccanica alle alte temperature.
L'iridio metallico ha il secondo modulo di elasticità più alto di tutti gli elementi metallici, il che significa che è molto rigido e resistente alla deformazione, caratteristiche che ne rendono difficile la fabbricazione in parti utilizzabili ma che lo rendono a prezioso
lega-additivo rinforzante. Platino, quando è in lega con il 50% di iridio, per esempio, è quasi dieci volte più duro di quando è allo stato puro.Storia
Smithson Tennant è accreditato della scoperta dell'iridio durante l'esame del minerale di platino nel 1804. Tuttavia, l'indio metallo grezzo non è stato estratto per altri 10 anni e una forma pura del metallo non è stata prodotta fino a quasi 40 anni dopo la scoperta di Tennant.
Nel 1834, John Isaac Hawkins sviluppò il primo uso commerciale dell'iridio. Hawkins era alla ricerca di un materiale duro per formare le punte delle penne che non si consumassero o si rompessero dopo un uso ripetuto. Dopo aver sentito parlare delle proprietà del nuovo elemento, acquistò del metallo contenente iridio dal collega di Tennant William Wollaston e iniziò a produrre le prime penne d'oro con punta di iridio.
Nella seconda metà del 19 ° secolo, l'azienda britannica Johnson-Matthey ha assunto la guida nello sviluppo e nella commercializzazione di leghe di iridio-platino. Uno degli usi iniziali di cui era nei cannoni Witworth, che ha visto l'azione durante la guerra civile americana.
Prima dell'introduzione delle leghe di iridio, i pezzi di sfiato del cannone, che trattenevano l'accensione del cannone, erano noti per la deformazione a causa di accensioni ripetute e alte temperature di combustione. È stato affermato che i pezzi di sfiato fatti di leghe contenenti iridio hanno mantenuto la loro forma e forma per oltre 3000 cariche.
Nel 1908 Sir William Crookes progettò i primi crogioli di iridio (recipienti utilizzati per prodotti chimici ad alta temperatura reazioni), che aveva prodotto da Johnson Matthey, e ha trovato grandi vantaggi rispetto al platino puro navi.
Le prime termocoppie iridio-rutenio furono sviluppate all'inizio degli anni '30 e alla fine degli anni '60, lo sviluppo di anodi dimensionalmente stabili (DSA) aumentò significativamente la domanda per l'elemento.
Sviluppo degli anodi, che consistono in titanio metallo rivestito con ossidi di PGM, è stato un importante progresso nel processo cloralcali per la produzione di cloro e soda caustica e gli anodi continuano ad essere un importante consumatore di iridio.
Produzione
Come tutti i MGP, l'iridio viene estratto come sottoprodotto di nichel, così come da minerali ricchi di PGM.
I concentrati PGM sono spesso venduti a raffinerie specializzate nell'isolamento di ciascun metallo.
Una volta che qualsiasi argento, oro, palladioe il platino viene rimosso dal minerale, il residuo rimanente viene fuso con bisolfato di sodio per rimuoverlo rodio.
Il restante concentrato, che contiene iridio, insieme a rutenio e osmio, viene fuso con perossido di sodio (Na2O2) per rimuovere i sali di rutenio e osmio, lasciando dietro di sé biossido di iridio a bassa purezza (IrO2).
Dissolvendo il biossido di iridio in acqua regia, il contenuto di ossigeno può essere rimosso producendo una soluzione nota come esacloroiridato di ammonio. Un processo di essiccazione per evaporazione, seguito dalla combustione con idrogeno gassoso, produce infine iridio puro.
La produzione globale di iridio è limitata a circa 3-4 tonnellate all'anno. La maggior parte di questo proviene dalla produzione di minerale primario, sebbene una parte dell'iridio venga riciclata da catalizzatori e crogioli esauriti.
Il Sudafrica è la principale fonte di iridio, ma il metallo viene estratto anche dai minerali di nichel in Russia e Canada.
I maggiori produttori includono Anglo Platinum, Lonmin e Norilsk Nickel.
Applicazioni
Sebbene l'iridio si trovi in una vasta gamma di prodotti, i suoi usi finali possono essere generalmente classificati in quattro settori:
- Elettrico
- Chimica
- Elettrochimico
- Altro
Secondo Johnson Matthey, gli usi elettrochimici rappresentavano quasi il 30 percento delle 198.000 once consumate nel 2013. Le applicazioni elettriche hanno rappresentato il 18% del consumo totale di iridio, mentre l'industria chimica ha consumato circa il 10%. Altri usi hanno completato il restante 42% della domanda totale.
Fonti
Johnson Matthey. PGM Market Review 2012.
http://www.platinum.matthey.com/publications/pgm-market-reviews/archive/platinum-2012
USGS. Sintesi delle materie prime minerali: metalli del gruppo del platino. Fonte: 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". Revisione dei metalli di platino, 1969, 13 (2).