Profilo metallico: Iridium

Cos'è l'iridio?

L'iridio è un metallo del gruppo del platino duro, fragile e brillante (PGM) che è molto stabile alle alte temperature e negli ambienti chimici.

Proprietà

• Simbolo atomico: Ir
• Numero atomico: 77
• Elemento Categoria: Transition Metal
• Densità: 22,56 g / cm ³
• Punto di fusione: 4471 ° F (2466 ° C)
• Punto di ebollizione: 8002 ° F (4428 ° C)
• Durezza Mohs: 6.5

caratteristiche

Il puro metallo iridio è un metallo di transizione estremamente stabile e denso.

L'iridio è considerato il metallo puro più resistente alla corrosione a causa della sua resistenza all'attacco di sali, ossidi, acidi minerali e acqua regia (una miscela di acidi idrico e nitroclorico), mentre è vulnerabile all'attacco di sali fusi come sodio cloruro e sodio cianuro.

Il secondo più denso di tutti gli elementi metallici (dietro solo all'osmio, anche se questo è oggetto di dibattito), 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 più alto modulo di elasticità di tutti gli elementi metallici, il che significa che è molto rigido e resistente alle deformazioni, caratteristiche che rendono difficile la fabbricazione in parti utilizzabili ma che lo rendono un prezioso additivo rinforzante di lega . Il platino , quando è legato con il 50% di iridio, ad esempio, è quasi dieci volte più duro di quando è allo stato puro.

Storia

Smithson Tennant è accreditato con la scoperta di iridio mentre esaminava il minerale di platino nel 1804.

Tuttavia, il metallo indio grezzo non fu estratto per altri 10 anni e una forma pura del metallo non fu prodotta fino a quasi 40 anni dopo la scoperta di Tennant.

Nel 1834, John Isaac Hawkins sviluppò il primo uso commerciale per l'iridio. Hawkins aveva cercato un materiale duro per formare punte di penna che non si consumassero o si rompessero dopo un uso ripetuto.

Dopo aver saputo delle proprietà del nuovo elemento, acquisì del metallo contenente iridio dal collega di Tennant, William Wollaston, e iniziò a produrre le prime penne d'oro con punta in iridio.

Nella seconda metà del 19 ° secolo, la società britannica Johnson-Matthey prese il comando nello sviluppo e nella commercializzazione delle leghe di iridio-platino. Uno degli usi iniziali dei quali era nei cannoni di Witworth, che vide l'azione durante la guerra civile americana.

Prima dell'introduzione delle leghe di iridio, i pezzi di sfiato dei cannoni, che contenevano l'accensione del cannone, erano noti per la deformazione a seguito di ripetute accensioni e alte temperature di combustione. È stato affermato che i pezzi di ventilazione 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 (vasi utilizzati per reazioni chimiche ad alta temperatura), che aveva prodotto da Johnson Matthey, e trovò grandi vantaggi rispetto alle navi in ​​puro platino.

Le prime termocoppie di 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.

Lo sviluppo degli anodi, che consistono in metallo titanio rivestito con ossidi PGM, è stato un importante progresso nel processo dei cloruri alcalini per la produzione di cloro e soda caustica e gli anodi continuano a essere un importante consumatore di iridio.

Produzione

Come tutti i PGM, l'iridio viene estratto come sottoprodotto del nichel , così come dai minerali ricchi di PGM.

I concentrati di PGM sono spesso venduti a raffinatori specializzati nell'isolamento di ciascun metallo.

Una volta che l'argento, l'oro, il palladio e il platino esistenti vengono rimossi dal minerale, il residuo rimanente viene fuso con bisolfato di sodio per rimuovere il rodio .

Il restante concentrato, che contiene iridio, insieme al rutenio e all'osmio, viene fuso con perossido di sodio (Na ₂ O ₂ ) per rimuovere i sali di rutenio e di osmio, lasciando una bassa purezza di biossido di iridio (IrO ₂ ).

Dissolvendo il diossido di iridio in acqua regia, il contenuto di ossigeno può essere rimosso mentre si produce una soluzione nota come esacloroiridato di ammonio. Un processo di essiccazione per evaporazione, seguito da una combustione con gas idrogeno, porta infine all'iridio puro.

La produzione globale di iridio è limitata a circa 3-4 tonnellate all'anno. La maggior parte di questi proviene dalla produzione di minerale primario, sebbene l'iridio sia riciclato da catalizzatori e crogioli usati.

Il Sudafrica è la principale fonte di iridio, ma il metallo è 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:

1. Elettrico
2. chimico
3. Elettrochimico
4. Altro

Secondo Johnson Matthey, gli usi elettrochimici rappresentavano circa il 30% delle 198.000 once consumate nel 2013. Le applicazioni elettriche rappresentavano il 18% del consumo totale di iridio, mentre l'industria chimica consumava circa il 10%. Altri usi hanno arrotondato il restante 42% della domanda totale.

_fonti

_{Johnson Matthey. Analisi del mercato PGM 2012.}

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

_{USGS. Riassunti delle materie prime minerali: metalli del gruppo del platino. Fonte: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/platinum/myb1-2010-plati.pdf}

_{Chaston, JC "Sir William Crookes: indagini sui crogioli di iridio e la volatilità dei metalli di platino". Platinum Metals Review , 1969, 13 (2).}