Иридий – описание, область применения

Иридий – серебристо-белый переходный металл платиновой группы. Его плотность 22,65г/см3 довольно высока и сопоставима с этим же параметром для осмия. Однако в отличие от последнего Iridium все же обладает тугоплавкостью и относится к разряду благородных металлов наряду с платиной и золотом.

История открытия этого вещества несколько прозаична. Iridium был открыт вместе с осмием во время проведения процедуры получения платины аффинажным способом. Ученый совершивший это открытие Теннант был восхищен красотой картины, которую создают соли Iridium – «радуги». Так и родилось название этого химического элемента.

Чистый металл не токсичен, но способен вступать в реакции с образованием ядовитых веществ, например, фторид IrF6.

Где встречается в природе

Сегодня на поверхности Земли Ir почти не встречается, имеет ограниченное число каких-то определенных месторождений, в том числе и России. Всего в год добывается около 3 тонн.

Однако есть ряд версий, в пользу того, что в недрах (глубинах) земли Ir присутствует в больших количествах, чем кажется. Повод так полагать вытекает из нескольких факторов: кости вымерших динозавров, имеющих значительные повреждения, содержат довольно много иридия. Это объясняет много теорий о том, как вымерли эти животные, а также косвенно подтверждает факт падения метеорита, с которым и могло быть занесено достаточно большое количество металла. Высокая плотность вещества могла просто сместить Ir вглубь земли, где поиски уже не производились. Кроме этого, в живой природе следы Iridium обнаружены в спектре солнечной короны.

Добыча иридия

Стоимость металла во многом зависит от частности его нахождения и дороговизны способа добычи. Цена иридия за грамм колеблется в пределах 20-35 долларов, однако бывают редкие образцы, стоимость которых может быть гораздо выше. Таким образом, Iridium попадает в десятку самых дорогих на планете. Для предприятий, добывающих иридий, цена за 1 грамм в рублях также важна, поскольку затраты на очищение металла довольно высоки.

Независимо от многих усложняющих обстоятельств, желающих иридий купить для собственного производства достаточно много и это объясняется областью использования, как самого металла, так и его изотопов, изомеров.

Основные технологии добычи

Отвечая на вопрос, где найти иридий, будет уместно напомнить, что Ir встречается с трудноразделимыми компаньонами: родий, рутений. Добывается из руд, содержащих сульфат железа и никеля. Также небольшое количество этого вещества периодически обнаруживают в минералах: уросмирид, сысертскит и невьянскит.

На крупных предприятиях нашли разумный способ, как добыть иридий в чистом виде. Для этого используют шлам, образующийся во время переработки медно-никелевых сплавов.

Сульфат никеля

Традиционные этапы получения:

• концентрирование;

• ощелачивание;

• очищение от примесей (может использоваться метод ионного обмена, для отделения благородного металла от других).

Однако есть технологии, в которых после определенных действий, в том числе обработки царской водки образуется устойчивое соединение, заставляющее задуматься, как получить иридий и осмий отдельно. Обычно для получения второго, а не наоборот, используют методику прокаливания, результатом которой становятся два чистых металла.

Также вкратце отметим, что взаимосвязь этих веществ настолько сильна, что среди химиков родилось несколько названий отчетливо характеризирующих суть этого факта: осмистый иридий или осмиридиевые сплавы. Поэтому разговоры о том, как добыть иридий металл необычайной плотности, часто вытекают из поисков Os.

Производство и применение

Наиболее известные российские предприятия, добывающие Иридий из вторичного сырья или соответствующих руд:

• Красноярский завод цветных металлов ОАО «Красцветмет»;

• НПП «Биллон» (Екатеринбург);

• ОАО ГМК «Норильский Никель».

Норильский никель

При обнаружении в природе химический элемент Ir сопровождается своими природными изотопами. Это стабильные 191 и 193. Однако есть целая сеть синтезированных изотопов, имеющих короткий период полураспада. Из них самый примечательный относительно стабильный (время жизни 241 год) Иридий 192, имеет изомер Ir 192 с периодом полураспада 74 суток.

Первый из них может выступать в качестве источника электроэнергии. Второй используется, как индикатор качества сварных швов. Гамма-дефектоскопы оснащаются, как раз изотопом 192.

Металл иридий

Поскольку прочность металла соизмерима с его компаньоном Осмием, материал может заменить последний практически во всех областях. Его используют для изготовления термопар, топливных баков, термоэлектрических генераторов.

Известны свечи: иридий – медь – платина, где интересующее нас вещество, выполняет роль элемента, повышающего износоустойчивость и продлевающего жизнь изделиям. Также известны тигли, ряд объектов, используемых в качестве эталонов мер и весов. Наиболее известный из них – эталонный килограмм. Все это неумолимо повышает цену на иридий и его изотопы.

Иридиевые свечи зажигания

Сплав платины и Ir даже без меди известен высокой прочностью, разговоры о том, что ранее его использовали для изготовления перьев для ручек – правда, но аналогичные изделия делались из сплава платины с осмием. В отличие от последнего, иридий с удовольствием используется для сплавов с платиной ювелирами. Он хоть и тугоплавкий, все же позволяет добиваться получения необходимых форм, ставить клеймо.

Использование иридия в электронике

Металлургические инновационные технологии коснулись применения этого химического вещества. Сегодня популярны напыления Иридия, образующие тончайшие и прочные пленки.

Находит свое место иридий в медицине. Уже упомянутый сплав платина-иридий используется сразу в двух ипостасях: как материал для изготовления элемента электрического кардиостимулятора, а также в качестве электрода, с помощью которого вся конструкция вживляется человеку. Здесь используется сложная схема, где внедренные части взаимодействуют с внешней антенной, находящейся где-то поблизости, например, в кармане пациента.

Видео – иридий самый редкий металл на Земле