Perfil de Metal: Irídio

O que é irídio?

O irídio é um metal do grupo da platina (PGM) duro, quebradiço e brilhante, que é muito estável em altas temperaturas, bem como em ambientes químicos.

Propriedades

• Símbolo Atômico: Ir
• Número atômico: 77
• Categoria do Elemento: Metal de Transição
• Densidade: 22,56 g / cm ³
• Ponto de fusão: 4471 ° F (2466 ° C)
• Ponto de Ebulição: 8002 ° F (4428 ° C)
• Dureza de Mohs: 6,5

Características

Metal de irídio puro é um metal de transição extremamente estável e denso.

O irídio é considerado o metal puro mais resistente à corrosão devido à sua resistência ao ataque de sais, óxidos, ácidos minerais e água régia (uma mistura de ácidos hídrico e nitroclórico), sendo vulnerável apenas ao ataque de sais fundidos como cloreto de sódio e sódio cianeto.

O segundo mais denso de todos os elementos metálicos (atrás apenas do ósmio, embora isso seja debatido), o irídio, como outros PGMs, tem um alto ponto de fusão e boa resistência mecânica em altas temperaturas.

O irídio metálico tem o segundo maior módulo de elasticidade de todos os elementos metálicos, o que significa que é muito rígido e resistente à deformação, características que dificultam a fabricação em peças utilizáveis, mas que o tornam um valioso aditivo de fortalecimento da liga . A platina , quando ligada com 50% de irídio, por exemplo, é quase dez vezes mais dura do que quando está no estado puro.

História

Smithson Tennant é creditado com a descoberta do irídio ao examinar o minério de platina em 1804.

No entanto, o índio metal bruto não foi extraído por mais 10 anos e uma forma pura do metal não foi produzida até quase 40 anos após a descoberta de Tennant.

Em 1834, John Isaac Hawkins desenvolveu o primeiro uso comercial do irídio. Hawkins estava procurando por um material duro para formar pontas de caneta que não se desgastassem ou quebrassem após o uso repetido.

Depois de ouvir sobre as propriedades do novo elemento, ele adquiriu algum metal contendo irídio do colega de Tennant, William Wollaston, e começou a produzir as primeiras canetas de ouro com ponta de irídio.

Na segunda metade do século XIX, a empresa britânica Johnson-Matthey assumiu a liderança no desenvolvimento e comercialização de ligas de platina-irídio. Um dos usos iniciais do que foi em canhões Witworth, que viu ação durante a Guerra Civil Americana.

Antes da introdução das ligas de irídio, as peças de canhão, que continham a ignição do canhão, eram famosas por deformações como resultado de repetidas ignições e altas temperaturas de combustão. Foi alegado que as peças de ventilação feitas de ligas contendo irídio mantiveram sua forma e forma por mais de 3000 cargas.

Em 1908, Sir William Crookes projetou os primeiros cadinhos de irídio (vasos usados ​​para reações químicas de alta temperatura), que ele havia produzido pela Johnson Matthey, e descobriu que tinha grandes vantagens sobre os vasos de platina pura.

Os primeiros termopares irídio-rutênio foram desenvolvidos no início da década de 1930 e, no final da década de 1960, o desenvolvimento de ânodos dimensionalmente estáveis ​​(DSAs) aumentou significativamente a demanda pelo elemento.

O desenvolvimento dos anodos, que consistem em metal de titânio revestido com óxidos de PGM, foi um avanço importante no processo de cloro-álcali para a produção de cloro e soda cáustica e os ânodos continuam a ser um grande consumidor de irídio.

Produção

Como todos os PGMs, o irídio é extraído como subproduto do níquel , bem como dos minérios ricos em PGM.

Os concentrados de PGM são frequentemente vendidos a refinadores que se especializam no isolamento de cada metal.

Uma vez que qualquer prata, ouro, paládio e platina existentes são removidos do minério, o resíduo remanescente é fundido com bissulfato de sódio para remover o ródio .

O concentrado restante, que contém irídio, juntamente com rutênio e ósmio, é fundido com peróxido de sódio (Na ₂ O ₂ ) para remover os sais de rutênio e ósmio, deixando para trás o dióxido de irídio de baixa pureza (IrO ₂ ).

Ao dissolver o dióxido de irídio na água régia, o conteúdo de oxigênio pode ser removido enquanto se produz uma solução conhecida como hexacloroiridato de amônio. Um processo de secagem por evaporação, seguido de queima com gás hidrogênio, finalmente resulta em irídio puro.

A produção global de irídio é limitada a cerca de 3 a 4 toneladas por ano. A maior parte disso se origina da produção primária de minério, embora algum irídio seja reciclado a partir de catalisadores e cadinhos gastos.

A África do Sul é a principal fonte de irídio, mas o metal também é extraído dos minérios de níquel na Rússia e no Canadá.

Os maiores produtores incluem Anglo Platinum, Lonmin e Norilsk Nickel .

Aplicações

Embora o irídio se encontre em uma ampla gama de produtos, seus usos finais podem ser categorizados em quatro setores:

1. Elétrico
2. Químico
3. Eletroquímica
4. De outros

De acordo com Johnson Matthey, os usos eletroquímicos representaram quase 30% das 198.000 onças consumidas em 2013. As aplicações elétricas foram responsáveis ​​por 18% do consumo total de irídio, enquanto a indústria química consumiu aproximadamente 10%. Outros usos completaram os 42% restantes da demanda total.

_Fontes

_{Johnson Matthey. Revisão do Mercado PGM 2012.}

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

_{USGS. Resumos Minerais de Commodities: Metais do Grupo Platinum. Fonte: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/platinum/myb1-2010-plati.pdf}

_{Chaston, JC "Sir William Crookes: Investigações sobre Cadinhos Iridium e a Volatilidade dos Metais de Platina". Platinum Metals Review , 1969, 13 (2).}