Profil en métal: Iridium

Qu'est-ce que l'iridium?

L'iridium est un métal du groupe platine (PGM) dur, cassant et lustré qui est très stable à haute température ainsi que dans les environnements chimiques.

Propriétés

• Symbole atomique: Ir
• Numéro atomique: 77
• Catégorie de l'élément: Transition Metal
• Densité: 22.56g / cm ³
• Point de fusion: 2466 ° C (4471 ° F)
• Point d'ébullition: 8002 ° F (4428 ° C)
• Dureté de Mohs: 6.5

Caractéristiques

L'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 sels, oxydes, acides minéraux et à l'eau régale (un mélange d'acides hydrique et nitrochlorique), tout en n'étant vulnérable qu'aux sels fondus comme le chlorure de sodium et le sodium cyanure.

Le deuxième plus dense de tous les éléments métalliques (derrière l'osmium, bien que ce soit débattu), l'iridium, comme les autres MGP, a un point de fusion élevé et une bonne résistance mécanique à des températures élevées.

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 de pièces utilisables mais qui en font un précieux additif de renforcement. Le 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.

Histoire

Smithson Tennant est crédité de la découverte de l'iridium lors de l'examen du minerai de platine en 1804.

Cependant, l'indium métallique brut n'a pas été extrait pendant 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 cherchait 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 auprès 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 XIXe siècle, l'entreprise britannique Johnson-Matthey a pris la tête du développement et de la commercialisation des alliages iridium-platine. Une des utilisations initiales était dans les canons de Witworth, qui ont vu l'action pendant la guerre civile américaine.

Avant l'introduction des alliages d'iridium, les pièces d'évent du canon, qui retenaient l'allumage du canon, étaient notoirement déformées par suite d'un allumage répété et de températures de combustion élevées. Il a été affirmé que les pièces de ventilation en alliages contenant de l'iridium conservaient leur forme et leur forme pour plus de 3000 charges.

En 1908, Sir William Crookes a conçu les premiers creusets en iridium (récipients utilisés pour les réactions chimiques à haute température), qu'il avait produits par Johnson Matthey, et trouvé de grands avantages par rapport aux vaisseaux en platine pur.

Les premiers thermocouples d'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.

Le développement des anodes, qui sont constituées de titane métallique revêtu d'oxydes de PGM, a été un progrès majeur dans le processus de production de chlore et de soude caustique par les chloralcali et les anodes continuent d'être un grand consommateur d'iridium.

Production

Comme tous les MGP, l'iridium est extrait comme sous-produit du 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 que l'on a retiré du minerai tout l'argent, l'or, le palladium et le platine, le résidu restant est fondu avec du bisulfate de sodium pour éliminer le rhodium .

Le concentré restant contenant de l'iridium ainsi que du ruthénium et de l'osmium est fondu avec du peroxyde de sodium (Na ₂ O ₂ ) pour éliminer les sels de ruthénium et d'osmium, laissant derrière lui du dioxyde d'iridium de faible pureté (IrO ₂ ).

En dissolvant le dioxyde d'iridium dans l'eau régale, la teneur en oxygène peut être éliminée en produisant une solution connue sous le nom d'hexachloroiridate d'ammonium. Un processus de séchage par évaporation, suivi d'une combustion au gaz hydrogène, conduit finalement à de l'iridium pur.

La production mondiale d'iridium est limitée à environ 3-4 tonnes par an. La majeure partie provient de la production de minerai primaire, bien qu'un peu d'iridium soit recyclé à partir de catalyseurs usés et de creusets.

L'Afrique du Sud est la principale source d'iridium, mais le métal est également extrait des minerais de nickel en Russie et au Canada.

Les plus grands producteurs comprennent Anglo Platinum, Lonmin et Norilsk Nickel .

Applications

Bien que l'iridium se retrouve dans une large gamme de produits, ses utilisations finales peuvent généralement être classées en quatre secteurs:

1. Électrique
2. Chimique
3. Électrochimique
4. Autre

Selon Johnson Matthey, les utilisations électrochimiques représentaient près de 30% des 198 000 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. PGM Market Review 2012.}

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

_{USGS. Résumés des produits minéraux: métaux du groupe platine. Source: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/platinum/myb1-2010-plati.pdf}

_{Chaston, JC "Sir William Crookes: Recherches sur les Creusets d'Iridium et la Volatilité des Métaux de Platine". Platinum Metals Review , 1969, 13 (2).}