金属プロファイル: イリジウム

イリジウムとは？

Science Picture Co /ゲッティイメージズ

イリジウムは硬くてもろく、光沢のある 白金族金属 (PGM) は、高温や化学環境で非常に安定しています。

プロパティ

• 原子記号: Ir
• 原子番号: 77
• 要素カテゴリ: 遷移金属
• 密度: 22.56g/cm³
• 融点: 4471 F (2466 C)
• 沸点: 8002 F (4428 C)
• モース硬度：6.5

特徴

純粋なイリジウム金属は、非常に安定した高密度の遷移金属です。

イリジウムは、塩、酸化物、鉱酸、王水 (塩酸と硝酸の混合物) からの攻撃に対する耐性があるため、最も耐腐食性の純金属と考えられていますが、塩化ナトリウムや塩化ナトリウムなどの溶融塩による攻撃に対してのみ脆弱です。シアン化ナトリウム。

すべての金属元素の中で 2 番目に密度が高い (これについては議論されていますが、オスミウムに次ぐ) イリジウムは、他の PGM と同様に、高い融点と高温での優れた機械的強度を備えています。

金属イリジウムは、すべての金属要素の中で 2 番目に高い弾性係数を持っています。つまり、非常に硬く、変形しにくいという特性があります。これは、使用可能な部品に加工することを困難にしますが、価値のあるものにする特性です。 合金 ・強化添加剤。 白金 たとえば、50% のイリジウムと合金化すると、純粋な状態の場合よりもほぼ 10 倍の硬度になります。

歴史

スミソン テナントは、1804 年にプラチナ鉱石を調べているときにイリジウムを発見したとされています。しかし、粗インジウム金属はさらに 10 年間抽出されず、純粋な形の金属は、テナントの発見からほぼ 40 年後まで生成されませんでした。

1834年、ジョン・アイザック・ホーキンスはイリジウムの最初の商用利用を開発しました。ホーキンスは、繰り返し使用しても摩耗したり壊れたりしないペン先を形成するための硬い素材を探していました。新しい要素の特性について聞いた後、彼はテナントの同僚であるウィリアム ウォラストンからイリジウムを含む金属を入手し、最初のイリジウム チップの金ペンの製造を開始しました。

19 世紀後半、英国のジョンソン マッセイ社がイリジウム プラチナ合金の開発と販売を主導しました。その最初の用途の 1 つは、アメリカ南北戦争中に活躍したウィットワース大砲でした。

イリジウム合金が導入される前は、大砲の発火を保持していた大砲のベントピースは、繰り返しの発火と高い燃焼温度の結果として変形することで有名でした.イリジウム含有合金で作られたベントピースは、3000回以上の充電でその形状と形状を保持したと主張されました.

1908 年、サー ウィリアム クルックスは最初のイリジウムるつぼ (高温化学反応に使用される容器) を設計しました。これはジョンソン マッセイによって製造され、純粋なプラチナ容器よりも大きな利点があることがわかりました。

最初のイリジウム-ルテニウム熱電対は 1930 年代初頭に開発され、1960 年代後半には、寸法安定陽極 (DSA) の開発により、要素の需要が大幅に増加しました。

で構成されるアノードの開発 チタン PGM酸化物でコーティングされた金属は、塩素と苛性ソーダを製造するためのクロルアルカリプロセスの主要な進歩であり、アノードは引き続きイリジウムの主要な消費者です.

製造

すべての PGM と同様に、イリジウムは副産物として抽出されます。 ニッケル 、およびPGMが豊富な鉱石から。

PGM 濃縮物は、多くの場合、各金属の分離を専門とする精製業者に販売されます。

かつて存在したシルバー、ゴールド、 パラジウム 、および白金を鉱石から除去し、残りの残留物を重硫酸ナトリウムで溶解して除去します。 ロジウム .

ルテニウムとオスミウムとともにイリジウムを含む残りの濃縮物は、過酸化ナトリウム（Na₂〇₂) ルテニウム塩とオスミウム塩を除去し、低純度の二酸化イリジウム (IrO₂）。

二酸化イリジウムを王水に溶解することにより、六塩化イリジウム酸アンモニウムとして知られる溶液を生成しながら、酸素含有量を除去することができます。蒸発乾燥プロセスとそれに続く水素ガスでの燃焼により、最終的に純粋なイリジウムが得られます。

イリジウムの世界的な生産量は、年間約 3 ～ 4 トンに制限されています。一部のイリジウムは使用済み触媒や坩堝からリサイクルされますが、このほとんどは一次鉱石の生産に由来します。

南アフリカがイリジウムの主な産地ですが、ロシアとカナダのニッケル鉱からも金属が抽出されます。

最大の生産者には、Anglo Platinum、Lonmin、および Norilsk Nickel が含まれます。

アプリケーション

イリジウムは幅広い製品に使用されていますが、その最終用途は一般的に次の 4 つの分野に分類できます。

1. 電気
2. 化学
3. 電気化学
4. 他の

Johnson Matthey によると、2013 年に消費された 198,000 オンスの約 30% を電気化学用途が占めています。電気用途は総イリジウム消費量の 18% を占め、化学産業は約 10% を消費しました。その他の用途は、総需要の残りの 42% を締めくくっています。

_ソース

_{ジョンソン・マッセイ。 PGM マーケット レビュー 2012。}

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

_{USGS。鉱物商品の概要: プラチナ グループの金属。出典: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/platinum/myb1-2010-plati.pdf}

_{Chaston, J.C.「Sir William Crookes: イリジウム坩堝とプラチナ金属の揮発性に関する調査」。 白金金属レビュー 、1969年、13(2)。}