金屬外形:銥

什麼是銥?

銥是一種堅硬,脆,有光澤的鉑族金屬 (PGM),在高溫和化學環境下都非常穩定。

屬性

特點

純銥金屬是一種極其穩定和緻密的過渡金屬。

銥被認為是最耐腐蝕的純金屬,因為它能抵抗鹽,氧化物,無機酸和王水(一種含水和硝基氯酸的混合物)的侵蝕,而只有易受熔融鹽如氯化鈉和鈉氰化物。

所有金屬元素中次密度最高(僅次於鋨,雖然這是爭論),銥和其他鉑族金屬一樣,在高溫下具有高熔點和良好的機械強度。

金屬銥具有所有金屬元素的第二高彈性模量,這意味著它非常堅硬並且耐變形,這使得難以製造成可用部件,但是使其成為有價值的合金強化添加劑。 例如 ,當與50%銥合金時, 鉑的硬度比處於純態時要高出十倍。

歷史

Smithson Tennant在1804年檢查鉑礦時發現了銥。

然而,粗銦金屬在10年內沒有被提取出來,直到Tennant發現後將近40年才生產出純金屬。

1834年,約翰艾薩克霍金斯開發了銥的第一個商業用途。 霍金斯一直在尋找一種硬質材料來形成筆尖,在重複使用後不會磨損或斷裂。

在聽說新元素的性質後,他從Tennant的同事William Wollaston手中購買了一些含銥金屬,並開始生產第一批銥金筆。

在19世紀下半葉,英國公司Johnson-Matthey率先開發和銷售銥 - 鉑合金。 其中最初的用途之一是在Witworth大砲中,這些大砲在美國內戰期間看到了行動。

在引入銥合金之前,加農炮點火的加農炮通風件由於重複著火和高燃燒溫度而變形而臭名昭著。 據稱,由含銥合金製成的排氣件保持其形狀並形成3000多次充電。

1908年,威廉克魯克斯爵士設計了他由Johnson Matthey生產的第一批銥坩堝(用於高溫化學反應的器皿),發現它比純鉑金容器有很大優勢。

第一批銥 - 釕熱電偶是在20世紀30年代初期和60年代後期開發的,尺寸穩定的陽極(DSA)的發展大大增加了對元件的需求。

由塗覆有鉑族金屬氧化物的金屬組成的陽極的開發是用於生產氯和苛性鈉的氯鹼法的主要進步,並且陽極仍然是銥的主要消費者。

生產

像所有的鉑族金屬一樣,銥是作為的副產品以及富含鉑族金屬的礦石提取的。

PGM濃縮物通常銷售給專門分離每種金屬的煉油廠。

一旦從礦石中除去任何現有的銀,金, 和鉑,將剩餘的殘餘物用硫酸氫鈉熔化以除去

含有銥的剩餘濃縮物與釕和鋨一起用過氧化鈉(Na 2 O 2 )熔化以除去釕和鋨鹽,留下低純度的二氧化銥(IrO 2 )。

通過在王水中溶解二氧化銥,可以在產生稱為六氯銥酸銨的溶液的同時去除氧含量。 蒸髮乾燥過程,然後用氫氣燃燒,最後得到純銥。

全球銥產量限制在每年約3-4噸。 其中大部分來自初級礦石生產,儘管一些銥是從廢催化劑和坩堝中回收的。

南非是銥的主要來源,但這種金屬也是從俄羅斯和加拿大的鎳礦石中提煉出來的。

最大的生產商包括Anglo Platinum,Lonmin和Norilsk Nickel

應用

雖然銥在各種各樣的產品中發現,但它的最終用途一般可以分為四個部分:

  1. 電動
  2. 化學
  3. 電化學
  4. 其他

根據莊信万豐的資料,電化學用途佔2013年消耗的198,000盎司的近30%。電氣應用佔銥消耗總量的18%,而化學工業消耗約10%。 其他用途取消了剩餘的42%的總需求。

來源

莊信万豐。 PGM市場回顧2012。

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

美國地質勘探局。 礦物商品摘要:鉑族金屬。 資料來源:http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/platinum/myb1-2010-plati.pdf

Chaston,JC“威廉克魯克爵士:關於銥坩堝和鉑金屬揮發性的調查”。 Platinum Metals Review ,1969,13(2)。