L'iridium est un dur, cassant et brillant métal du groupe du platine (PGM) qui est très stable à des températures élevées ainsi que dans des environnements chimiques.
Propriétés
- Symbole atomique: Ir
- Numéro atomique: 77
- Catégorie d'élément: Métal de transition
- Densité: 22,56 g / cm3
- Point de fusion: 4471 F (2466 C)
- Point d'ébullition: 8002 F (4428 C)
- Dureté Mohs: 6,5
Caractéristiques
Le métal iridium pur est un métal de transition extrêmement stable et dense.
L'iridium est considéré comme le métal pur le plus résistant à la corrosion en raison de sa résistance aux attaques des sels, oxydes, acides minéraux et aqua regia (un mélange d'acides hydrique et nitrochlorique), tout en étant seulement vulnérable aux attaques de sels fondus tels que le chlorure de sodium et le sodium cyanure.
Le deuxième plus dense de tous les éléments métalliques (derrière seulement l'osmium, bien que cela soit discuté), l'iridium, comme les autres PGM, a un point de fusion élevé et une bonne résistance mécanique à haute température.
L'iridium métallique a le deuxième module d'élasticité le plus élevé de tous les éléments métalliques, ce qui signifie qu'il est très rigide et résistant à la déformation, caractéristiques qui rendent difficile la fabrication en pièces utilisables mais qui en font un de valeur alliage-additif de renforcement. Platine, lorsqu'il est allié avec 50% d'iridium, par exemple, est presque dix fois plus dur que lorsqu'il est à l'état pur.
L'histoire
Smithson Tennant est crédité de la découverte de l'iridium lors de l'examen du minerai de platine en 1804. Cependant, l'indium métal brut n'a pas été extrait pendant encore 10 ans et une forme pure du métal n'a été produite que près de 40 ans après la découverte de Tennant.
En 1834, John Isaac Hawkins a développé la première utilisation commerciale de l'iridium. Hawkins recherchait un matériau dur pour former des pointes de stylo qui ne s'useraient pas ou ne se casseraient pas après une utilisation répétée. Après avoir entendu parler des propriétés du nouvel élément, il a acquis du métal contenant de l'iridium du collègue de Tennant William Wollaston et a commencé à produire les premiers stylos en or à pointe d'iridium.
Dans la seconde moitié du 19e siècle, la société britannique Johnson-Matthey a pris la tête du développement et de la commercialisation d'alliages iridium-platine. L'une des utilisations initiales était dans les canons de Witworth, qui ont été utilisés pendant la guerre civile américaine.
Avant l'introduction des alliages d'iridium, les pièces d'évent de canon, qui retenaient l'allumage du canon, étaient connues pour leur déformation due à des allumages répétés et à des températures de combustion élevées. Il a été affirmé que les pièces d'évent en alliages contenant de l'iridium avaient conservé leur forme et leur forme pendant plus de 3000 charges.
En 1908, Sir William Crookes a conçu les premiers creusets en iridium (récipients utilisés pour les produits chimiques à haute température réactions), qu'il avait produit par Johnson Matthey, et a trouvé de grands avantages par rapport au platine pur navires.
Les premiers thermocouples à iridium-ruthénium ont été développés au début des années 1930 et à la fin des années 1960, le développement d'anodes dimensionnellement stables (DSA) a considérablement augmenté la demande pour l'élément.
Développement des anodes, qui se composent de titane métal recouvert d'oxydes de PGM, a constitué une avancée majeure dans le procédé chloralcali de production de chlore et de soude caustique et les anodes continuent d'être un grand consommateur d'iridium.
Production
Comme tous les PGM, l'iridium est extrait en tant que sous-produit de nickel, ainsi que des minerais riches en PGM.
Les concentrés de PGM sont souvent vendus à des raffineurs spécialisés dans l'isolation de chaque métal.
Une fois tout argent, or, palladium, et le platine est éliminé du minerai, le résidu restant est fondu avec du bisulfate de sodium afin d'éliminer rhodium.
Le concentré restant, qui contient de l'iridium, avec du ruthénium et de l'osmium, est fondu avec du peroxyde de sodium (Na2O2) pour éliminer les sels de ruthénium et d'osmium, laissant derrière le dioxyde d'iridium de faible pureté (IrO2).
En dissolvant le dioxyde d'iridium dans l'aqua regia, la teneur en oxygène peut être éliminée tout en produisant une solution connue sous le nom d'hexachloroiridate d'ammonium. Un processus de séchage par évaporation, suivi d'une combustion avec de l'hydrogène gazeux, aboutit finalement à de l'iridium pur.
La production mondiale d'iridium est limitée à environ 3 à 4 tonnes par an. La plupart de ces produits proviennent de la production primaire de minerai, bien qu'une partie de l'iridium soit recyclée à partir de catalyseurs et de creusets usés.
L'Afrique du Sud est la principale source d'iridium, mais le métal est également extrait de minerais de nickel en Russie et au Canada.
Les plus grands producteurs sont Anglo Platinum, Lonmin et Norilsk Nickel.
Applications
Bien que l'iridium se trouve dans une large gamme de produits, ses utilisations finales peuvent généralement être classées en quatre secteurs:
- Électrique
- Chimique
- Électrochimique
- Autre
Selon Johnson Matthey, les utilisations électrochimiques représentaient près de 30% des 198000 onces consommées en 2013. Les applications électriques représentaient 18% de la consommation totale d'iridium, tandis que l'industrie chimique en consommait environ 10%. D'autres utilisations ont complété les 42% restants de la demande totale.
Sources
Johnson Matthey. Revue du marché PGM 2012.
http://www.platinum.matthey.com/publications/pgm-market-reviews/archive/platinum-2012
USGS. Résumés des produits minéraux: métaux du groupe Platine. La source: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/platinum/myb1-2010-plati.pdf
Chaston, J.C. "Sir William Crookes: Enquêtes sur les creusets d'iridium et la volatilité des métaux de platine". Revue des métaux platine, 1969, 13 (2).