المعادن الشخصي: إيريديوم

ما هي الايريديوم؟

الإيريديوم هو عبارة عن مجموعة من المعدن البلاتيني الصلب ، الهش ، واللامع (PGM) المستقر جداً عند درجات الحرارة المرتفعة وكذلك في البيئات الكيميائية.

الخصائص

• الرمز الذري: Ir
• العدد الذري: 77
• فئة العنصر: المعادن الانتقالية
• الكثافة: 22.56 غ / سم ³
• نقطة الانصهار: 4471 درجة فهرنهايت (2466 درجة مئوية)
• نقطة الغليان: 8002 درجة فهرنهايت (4428 درجة مئوية)
• صلابة موس: 6.5

مميزات

معدن الإيريديوم النقي هو معدن انتقالي مستقر وكثيف للغاية.

يعتبر إيريديوم المعدن النقي الأكثر مقاومة للتآكل بسبب مقاومته للهجوم من الأملاح ، الأكاسيد ، الأحماض المعدنية و ماء الريجيا (خليط من الأحماض الهيدروجينية و nitrochloric) ، بينما يكون فقط عرضة للهجوم بواسطة الأملاح الذائبة مثل كلوريد الصوديوم والصوديوم السيانيد.

ثاني أكثر العناصر كثافة من كل العناصر المعدنية (خلف الأوزميوم فقط ، على الرغم من نقاش هذا) ، والإيريديوم ، مثل PGMs الأخرى ، لديه نقطة انصهار عالية وقوة ميكانيكية جيدة عند درجات الحرارة المرتفعة.

يحتوي الإيريديوم المعدني على ثاني أعلى معامل مرونة جميع العناصر المعدنية ، مما يعني أنه شديد الصلابة ومقاوم للتشوه ، والسمات التي تجعل من الصعب تصنيعها إلى أجزاء قابلة للاستخدام ، مما يجعلها مادة مضافة قوية. على سبيل المثال ، البلاتين ، عندما تكون سبيكة مع إيريديون 50 ٪ ، ما يقرب من عشرة أضعاف أصعب مما كانت عليه في حالته النقية.

التاريخ

يرجع 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 مرور 40 عامًا على اكتشاف تينانت.

في عام 1834 ، طور جون إسحاق هوكينز أول استخدام تجاري للإيريديوم. كان هوكينز يبحث عن مادة صلبة لتشكيل أطراف القلم التي لن تبلى أو تنقطع بعد الاستخدام المتكرر.

بعد سماعه عن خصائص العنصر الجديد ، حصل على بعض المعادن المحتوية على إيريديوم من زميل تينانت وليام وولاستون ، وبدأ في إنتاج أول أقلام ذهبية إيريديوم.

في النصف الثاني من القرن التاسع عشر ، أخذت الشركة البريطانية جونسون - ماثي زمام المبادرة في تطوير وتسويق سبائك الايريديوم والبلاتين. واحدة من الاستخدامات الأولية التي كانت في مدافع ويتوورث ، والتي شهدت العمل خلال الحرب الأهلية الأمريكية.

قبل إدخال سبائك الإيريديوم ، كانت قطع تنفيس المدافع ، التي كانت تحمل اشتعال المدفع ، سيئة السمعة بسبب التشوه نتيجة الاشتعال المتكرر وارتفاع درجة حرارة الاحتراق. وقيل إن قطع التنفيس المصنوعة من سبائك تحتوي على الإيريديوم تحمل شكلها وشكلها لأكثر من 3000 شحن.

في عام 1908 ، صمم السير ويليام كروكس أول بوتقات إيريديوم (الأوعية المستخدمة في التفاعلات الكيميائية ذات درجة الحرارة العالية) ، والتي أنتجها جونسون ماثي ، وتبين أنها تتمتع بمزايا كبيرة على السفن البلاتينية الصافية.

تم تطوير أول مزدوج حراري إيريديوم روثينيوم في أوائل ثلاثينيات القرن العشرين وفي أواخر الستينات ، أدى تطوير أنودات ثابتة الأبعاد (DSAs) إلى زيادة كبيرة في الطلب على العنصر.

كان تطوير الأنودات ، التي تتكون من معدن التيتانيوم المطلي بأكاسيد PGM ، تقدمًا كبيرًا في عملية الكلور والقلبي لإنتاج الكلور والصودا الكاوية ومازال الأنود مستهلكًا رئيسيًا للإيريديوم.

إنتاج

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

غالبًا ما يتم بيع مركزات PGM إلى المصافي التي تتخصص في عزل كل معدن.

وبمجرد إزالة أي الفضة والذهب والبلاديوم والبلاتين الموجودة من الخام ، يتم ذوبان المتبقي المتبقي مع ثنائي كبريتات الصوديوم لإزالة الروديوم .

يتم ذوبان المركب المتبقي ، الذي يحتوي على إيريديوم ، جنبا إلى جنب مع الروثينيوم والأوزميوم ، مع بيروكسيد الصوديوم (Na ₂ O ₂ ) لإزالة الروثنيوم وأملاح الأوزميوم ، تاركين وراءهم ثانى أكسيد الإيريديوم منخفض النقاوة (IrO ₂ ).

عن طريق إذابة ثنائي أكسيد الإيريديوم في الماء الملكي ، يمكن إزالة محتوى الأكسجين أثناء إنتاج محلول يعرف باسم سداسي كلوروريدات الأمونيوم. عملية التجفيف التبخر ، متبوعًا بالحرق بغاز الهيدروجين ، ينتج أخيراً إيريديوم نقي.

يقتصر الإنتاج العالمي للإيريديوم على ما يقرب من 3-4 أطنان في السنة. وينشأ معظم هذا من إنتاج الخام الأولي ، على الرغم من أن بعض الإيريديوم يعاد تدويره من المحفزات والبوتقات المستهلكة.

جنوب أفريقيا هي المصدر الرئيسي للإيريديوم ، ولكن يتم استخراج المعدن أيضا من خامات النيكل في روسيا وكندا.

وتشمل أكبر المنتجين أنجلو بلاتينوم ، ولونمين ، ونوريلسك نيكل .

تطبيقات

على الرغم من أن الإريديوم يجد نفسه في مجموعة واسعة من المنتجات ، إلا أنه يمكن تصنيف استخداماته النهائية في أربعة قطاعات:

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

وفقا لجونسون ماثي ، تمثل الاستخدامات الكهروكيميائية ما يقرب من 30 في المئة من 198000 أوقية استهلكت في عام 2013. شكلت التطبيقات الكهربائية 18 في المئة من إجمالي استهلاك الايريديوم ، في حين استهلكت الصناعة الكيميائية حوالي 10 في المئة. استخدامات أخرى تقريب 42 ٪ المتبقية من إجمالي الطلب.

_مصادر

_{جونسون ماثي. PGM Market Review 2012.}

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

_{USGS. خلاصات السلع المعدنية: مجموعة البلاتين. المصدر: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/platinum/myb1-2010-plati.pdf}

_{Chaston، JC "Sir William Crookes: Investigation on Iridium Crucibles and the Volatility of the Platinum Metals". Platinum Metals Review ، 1969، 13 (2).}