Что такое Иридий: характеристики, применение и цена

Одним из не распространенных и дорогостоящих металлов на нашей планете является иридий. В земных недрах его на 40 раз меньше, чем золота. Мировой объем производства иридия ограничен 3-10 тоннами в год. Учитывая высокую стоимость металла, особый интерес представляют два вопроса: где найти и применение иридия.

Что такое металл Иридий

Блестящий металл серебристо-белого цвета входит в группу платиноидов. В периодической таблице иридиум занимает 77 место. Это не только очень редкий, но и практически самый твердый материал (показатель твердости 6,5 по шкале Мооса). Обладает невероятной стойкостью к коррозионным изменениям даже в высокотемпературной среде, плотный и тугоплавкий материал.

Плотность иридия сопоставима только с осмием, и составляет 22,65г/см3. Материал наравне с золотом и платиной внесен в группу благородных металлов.

Интересна история открытия данного элемента. Это произошло в процессе получения платины аффинажным методом. Британский химик С. Теннант, совершивший случайное открытие, под впечатлением от солей металла назвал элемент в честь древнегреческой богини радуги Ириды.

Нетоксичный в чистом виде металл может образовать ядовитые соединения в результате различных химических реакций (примером послужит фторид IrF6).

На планете ограничено число месторождений иридия. Существует версия, что данный элемент находится глубоко в земной коре. Отчасти в пользу этой теории свидетельствует наличие этого элемента в костях вымерших динозавров. Примечательно, что именно эти кости имеют существенные механические повреждения. По этой причине рассматривается и теория об инопланетном происхождении металла, который мог попасть на Землю при падении крупного метеорита. Учитывая высокую плотность вещества, вполне возможно его смещение глубоко в недра планеты. Примечательно, что следы элемента зафиксированы в спектре солнечной короны.

Цена иридия за 1 грамм в рублях достаточно высока с учетом редкости и сложности добычи и очищения металла. Этот материал входит в десять наиболее дорогих металлов на планете. Достаточно сложно дать ответ на вопрос, сколько стоит иридий. Встречаются уникальные образцы, цена которых заметно превышает среднюю рыночную стоимость этого металла.

Физические и химические свойства

Иридий удивительным образом сочетает в себе твердость и хрупкость. В нормальной среде металл не взаимодействует с любыми кислотами и щелочью. В процессе повышения температуры рабочей среды выше 100 градусов начинается реакция с кислородом и галогенами (фтором, хлором, бромом).

Показатель плотности равен 22650 кг/м3. Температура плавления иридия составляет 2466 градусов по Цельсию, а кипение начинается при 4428 градусах.

Добыча иридия

Металл невозможно найти в чистом виде, поскольку иридиевая руда в естественной среде отсутствует.  Чаще всего он идет вместе с осмием, именно поэтому профессионалы оперируют понятиями «осмистый иридий» и «осмиридиевые сплавы». Большая часть металла является продуктом переработки медно-никелевых руд, где в качестве спутников выступают металлы платиновой группы. К трудно отделимым компонентам иридия относят рутений и родий. Кроме того, минимальное содержание этого элемента зафиксировано в минералах уросмириде, сысертските и невьянските.

 В нашей стране добычу редкого металла осуществляют предприятия Екатеринбурга, Красноярска, Норильска.

Особенности производственных технологий

Крупные металлургические комбинаты для получения этого металла применяют шлам, образующийся при переработке медно-никелевого сырья.

В перечень технологических этапов входит:

• концентрирование;
• ощелачивание остатков водой;
• очистка от различных примесей.

Процедура очистки предполагает применение метода ионного обмена, который позволяет отделить благородный металл. Иногда применяется и экстракция.

Существуют и иные технологии, предполагающие набор определенных манипуляций для получения устойчивого соединения. Это дает повод для поиска принципиально нового метода для раздельного получения иридия и осмия. Осадочный иридий удается отделить путем прокаливания, конечным продуктом которого являются два чистых металла. Ученые отмечают особую связь между этими двумя элементами.

Все известные на данный момент технологии весьма сложны, требуют существенных затрат.

Сферы использования

Обнаруженный на этапе добычи химический элемент Ir всегда снабжен стабильными изотопами 191 и 193. При этом существует ряд синтезированных изотопов, обладающих коротким периодом полураспада. В этой линейке наиболее стабильным принято считать Иридий 192 с жизненным периодом в 241 год. Он обладает изомером Ir 192, период полураспада которого равен 74 суткам.

• Первый из них может служить источником электрической энергии, второй необходим как надежный индикатор прочности сварных соединений. Именно изомером 192 оснащают дефектоскопы с гамма-лучами.
• Учитывая схожесть по прочности с осмием, иридий может послужит его достойной заменой абсолютно в любых отраслях использования.
• Металл в чистом виде обладает высокой стоимостью и твердостью, что практические исключает прямое применение. В перечислении того, что делают из иридия, речь идет о сплавах с ним.

В промышленных целях иридий необходим для изготовления:

• оборудования, емкостей и катализаторов для химической промышленности;
• тиглей для выращивания монокристаллов;
• электродов для автомобильных свечей зажигания в дорогих моделях.

Тигель промышленный из иридия

Из сплава иридия и платины сделаны эталонные образцы метра и килограмма, хранящиеся в столице Франции. Сплав с рутением востребован для производства электрических генераторов и термопар, способных измерять температуру до 2000 градусов.

Иридий необходим для дисплеев любых современных устройств, работающих на основе OLED-технологии. С 2006 года кольца из этого металла, изготовленные с помощью бесшовной технологии, устанавливают на космические аппараты и спутники.

В медицинской отрасли соединение иридия с платиной необходимо для производства хирургических инструментов и кардиостимуляторов. Материал служит основой для развития современной ядерной медицины, применяемой при дефектоскопии и диагностике онкологических болезней. Наша страна входит в «пятерку» мировых поставщиков изотопов медицинского назначения. Примечательно, что 90% радионуклидного сырья уходит за рубеж.

Иридий популярен у ювелиров, которые применяют его в соединении с платиной, и любят за прочность. Интересно, что изделия из таких сплавов выглядят как новенькие даже при интенсивном применении в течение нескольких десятков лет. Это существенный плюс для колец, перстней и браслетов. В США фирма Smithson Tennant освоила выпуск различных ювелирных украшений из иридия. Обручальные кольца принято считать вечными, поскольку они не боятся даже кислот высокой концентрации. Изделия отличатся непритязательностью к условиям хранения и уходу. Для палеонтологов и археологов иридий играет роль маркера при определении возраста окаменелостей и вымерших животных, а также для датировки слоев земной коры.

Интересно, что до 80-х годов прошлого века элитные ручки Паркер снабжали шариком из иридия.

В Руанде в 2013 году была выпущена ограниченным тиражом монета номиналом 10 местных франков. Она изготовлена из из иридия 999 пробы.