ما هو الايريديوم؟ الملف المعدني

إيريديوم مادة صلبة وهشة ولامعة مجموعة البلاتين المعدنية (PGM) مستقر للغاية في درجات الحرارة العالية وكذلك في البيئات الكيميائية.

الخصائص

• الرمز الذري: Ir
• العدد الذري: 77
• فئة العنصر: المعادن الانتقالية
• الكثافة: 22.56 جم / سم³
• نقطة الانصهار: 4471 فهرنهايت (2466 درجة مئوية)
• نقطة الغليان: 8002 فهرنهايت (4428 درجة مئوية)
• صلابة موس: 6.5

مميزات

معدن الإيريديوم النقي هو معدن انتقالي كثيف ومستقر للغاية.

يعتبر الإيريديوم أكثر المعادن نقية مقاومة للتآكل بسبب مقاومته للهجوم من الأملاح والأكاسيد والأحماض المعدنية والأكوا. ريجيا (خليط من أحماض الهيدروك والنتروكلوريك) ، بينما تكون فقط عرضة للهجوم من قبل الأملاح المنصهرة مثل كلوريد الصوديوم والصوديوم السيانيد.

ثاني أكثر العناصر المعدنية كثافة (بعد الأوزميوم فقط ، على الرغم من أن هذا موضع نقاش) ، الإيريديوم ، مثله مثل PGMs الأخرى ، لديه نقطة انصهار عالية وقوة ميكانيكية جيدة في درجات حرارة عالية.

يحتوي الإيريديوم المعدني على ثاني أعلى معامل مرونة لجميع العناصر المعدنية ، مما يعني أنه شديد الصلابة مقاومة للتشوه ، وهي خصائص تجعل من الصعب تصنيعها إلى أجزاء قابلة للاستخدام ولكنها تجعلها أ ذو قيمة

سبيكة- تقوية المضافات. بلاتين، على سبيل المثال ، عند خلطه بنسبة 50٪ من الإريديوم ، يكون أقوى بعشر مرات تقريبًا مما كان عليه في حالته النقية.

التاريخ

يعود الفضل إلى سميثسون تينانت في اكتشاف الإيريديوم أثناء فحص خام البلاتين في عام 1804. ومع ذلك ، لم يتم استخراج معدن الإنديوم الخام لمدة 10 سنوات أخرى ولم يتم إنتاج شكل نقي من المعدن إلا بعد 40 عامًا تقريبًا من اكتشاف تينانت.

في عام 1834 ، طور جون إسحاق هوكينز أول استخدام تجاري للإيريديوم. كان هوكينز يبحث عن مادة صلبة لتشكيل رؤوس أقلام لا تبلى أو تنكسر بعد الاستخدام المتكرر. بعد أن سمع عن خصائص العنصر الجديد ، حصل على بعض المعادن المحتوية على الإيريديوم من زميل تينانت William Wollaston وبدأ في إنتاج أول أقلام ذهبية برؤوس الإيريديوم.

في النصف الثاني من القرن التاسع عشر ، تولت شركة Johnson-Matthey البريطانية زمام المبادرة في تطوير وتسويق سبائك الإيريديوم والبلاتين. كان أحد الاستخدامات الأولية لها في مدافع ويتورث ، والتي شهدت العمل خلال الحرب الأهلية الأمريكية.

قبل إدخال سبائك الإيريديوم ، كانت قطع فتحات تهوية المدفع ، التي تحمل اشتعال المدفع ، معروفة بالتشوه نتيجة الاشتعال المتكرر ودرجات حرارة الاحتراق العالية. زُعم أن قطع التهوية المصنوعة من السبائك المحتوية على الإيريديوم تحمل شكلها وشكلها لأكثر من 3000 شحنة.

في عام 1908 ، صمم السير ويليام كروكس أول بوتقات الإيريديوم (أوعية تستخدم للمواد الكيميائية عالية الحرارة ردود الفعل) ، التي أنتجها جونسون ماثي ، ووجد أن لها مزايا كبيرة على البلاتين النقي أوعية.

تم تطوير أول مزدوجات حرارية من الإيريديوم والروثينيوم في أوائل الثلاثينيات ، وفي أواخر الستينيات ، أدى تطوير الأنودات المستقرة الأبعاد (DSAs) إلى زيادة الطلب بشكل كبير على العنصر.

تطوير الأنودات التي تتكون من التيتانيوم كان المعدن المطلي بأكاسيد PGM تقدمًا كبيرًا في عملية الكلور القلوي لإنتاج الكلور والصودا الكاوية ولا تزال الأنودات مستهلكًا رئيسيًا للإيريديوم.

إنتاج

مثل جميع PGMs ، يتم استخراج الإيريديوم كمنتج ثانوي لـ النيكل، وكذلك من الخامات الغنية PGM.

غالبًا ما تُباع مركزات PGM لمصافي التكرير المتخصصة في عزل كل معدن.

بمجرد وجود أي فضة ، ذهب ، البلاديوم، ويتم إزالة البلاتين من الخام ، ويتم إذابة البقايا المتبقية مع ثنائي كبريتات الصوديوم من أجل إزالتها الروديوم.

يتم إذابة التركيز المتبقي ، الذي يحتوي على الإيريديوم ، جنبًا إلى جنب مع الروثينيوم والأوزميوم ، باستخدام بيروكسيد الصوديوم (Na₂ا₂) لإزالة أملاح الروثينيوم والأوزميوم ، تاركًا وراءه ثاني أكسيد الإيريديوم منخفض النقاء (IRO₂).

عن طريق إذابة ثاني أكسيد الإيريديوم في أكوا ريجيا ، يمكن إزالة محتوى الأكسجين أثناء إنتاج محلول يعرف باسم سداسي كلوروريدات الأمونيوم. تؤدي عملية التجفيف بالتبخير ، التي يتبعها الاحتراق بغاز الهيدروجين ، في النهاية إلى إريديوم نقي.

يقتصر الإنتاج العالمي من الإريديوم على 3-4 أطنان تقريبًا في السنة. ينشأ معظم هذا من إنتاج الخام الأولي ، على الرغم من إعادة تدوير بعض الإيريديوم من المحفزات والبوتقات المستهلكة.

تعد جنوب إفريقيا المصدر الرئيسي للإيريديوم ، ولكن يُستخرج المعدن أيضًا من خامات النيكل في روسيا وكندا.

أكبر المنتجين هم Anglo Platinum و Lonmin و Norilsk Nickel.

التطبيقات

على الرغم من أن الإريديوم يجد نفسه في مجموعة واسعة من المنتجات ، يمكن تصنيف استخداماته النهائية بشكل عام إلى أربعة قطاعات:

1. الكهرباء
2. المواد الكيميائية
3. الكهروكيميائية
4. آخر

وفقًا لجونسون ماثي ، شكلت الاستخدامات الكهروكيميائية ما يقرب من 30 في المائة من 198000 أوقية تم استهلاكها في عام 2013. شكلت التطبيقات الكهربائية 18 في المائة من إجمالي استهلاك الإريديوم ، بينما استهلكت الصناعة الكيميائية حوالي 10 في المائة. وتقريب الاستخدامات الأخرى النسبة المتبقية البالغة 42 في المائة من إجمالي الطلب.

_{المصادر}

_{جونسون ماثي. استعراض سوق PGM 2012.}

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

_{USGS. ملخصات السلع المعدنية: معادن المجموعة البلاتينية. مصدر: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/platinum/myb1-2010-plati.pdf}

_{تشاستون ، جي سي "السير ويليام كروكس: تحقيقات حول بوتقة إيريديوم وتقلب معادن البلاتين". مراجعة معادن البلاتين, 1969, 13 (2).}