怀远纯铱回收之铱回收利用后的用途
目前在含铱产品的二次原料中回收的贵金属通常为金属形态,一般说来,为使其得到再次使用,须用适当的工艺精炼铱。 由于铱的熔点高(约2443℃),重新熔融及分批精炼这类工艺成本很高,故只有湿法冶金工艺在技术上是可行的,即用化学法将金属铱转变为所需的可溶态。
然而,众所周知,熔融工艺只能用在处于良好分离状态下的铱,此时,铱的溶解时间较快,山干铱的帆械性质,细颗粒粉末不能用机械法或研磨法生产。
处理铂族金属的合适工艺是与贱金属(通常用铅或镍)一起制成合金,贱金属溶于合适的溶剂后,留下的铂族金属是优质的,但含有杂质(即粉末中含20、30%铅或镍),而与锰或Mn一cu合金形成的合金可取得较好的效果。
怀远纯铱回收之铱的用途
铱,金属元素,元素符号Ir,原子序数77,原子量192.22,元素名来源于拉丁文,原意是“彩虹”。铱在地壳中的含量为千万分之一,常与铂系元素一起分散于冲积矿床和砂积矿床的各种矿石中。铱的高熔点、高稳定性使其在很多特殊场合具有重要用途,但铱的脆性和高温损耗在一定程度上限制了它的应用。
铱的最早应用是作笔尖材料,后来又提出了注射针头、天平刀刃、罗盘支架、电触头等方面的用途。铱坩埚可用于生长难熔氧化物晶体,该坩埚能在2100~2200℃工作几千小时,是重要的贵金属器皿材料。
怀远纯铱回收之锇铱矿的提取
从锇铱矿提取和分离锇、铱、钌的铂族金属分离过程。锇铱矿是一种银白色至灰色的锇铱天然合金,呈硬质小块和扁平颗粒状,密度1900~2100kg/m3,布氏硬度6~7,不溶于王水。产于南非、前苏联、哥伦比亚和美国等地,多在淘洗砂金或砂铂矿时分选得到。随着砂矿的枯竭,可回收的锇铱矿越来越少。20世纪80年代南非每年从含金铀矿中分选出锇铱矿700~800kg,主成分(质量分数w/%)为:Os17~48,Ir20~77,Ru0.5~15,微量或少量铁、硫、铜、铂、铑、钯、金等。处理方法有碱熔一蒸馏法、碎化蒸馏法和干法氯化法。
碱熔一蒸馏法往磨碎成粉末状的锇铱矿中加入3份Na2O2和1份NaOH,或1份。KNO3和1份NaOH;或3份NaOH在铸铁坩埚内于873K以上温度下熔融,熔块用水浸出锇、钌,大部分铱、铑、钯、铂及贱金属残留渣中。往溶液和残渣通入氯气在353~363K温度下蒸馏,使锇、钌生成四氧化物挥发。挥发物用乙醇盐酸液吸收。吸收液再加双氧水或硝酸重蒸馏,用氢氧化钠吸收蒸馏出的OsO4。盐酸吸收液含稳定的H2RuCI5,送钌精炼处理。锇吸收液浓缩后送锇精炼处理。蒸馏残渣和残液主要含铱、铑和铂,加盐酸通氯气溶解,若有不溶残渣则反复进行碱熔和盐酸氯气浸出。浸出液通入氯气(或加硝酸)使铱氧化成Ir4+,加氯化铵沉淀成黑色(NH4)2IrCl6送铱精炼处理。20世纪80年代以来也有采用溶剂萃取法精制浸出液的(见铂族金属革取分离)。
碎化一蒸馏粗粒或块状锇铱矿先和其质量3~5倍以上的锌、铝混合,装入石墨坩埚加入熔剂在炉中于873K以上温度下熔融3~4h。在熔融过程中,经常搅拌使锇、铱充分合金化。熔融结束后将熔体注入铸模敲成小粒或水碎成细粒。用含盐酸50%的溶液溶解锌和铝,滤出锇化铱粉末,再按前述的碱熔蒸馏或氯化处理。不溶残渣再次碎化或和BaO2烧结,然后用水浸出。浸出液用氧化蒸馏法分别回收锇和铱。
干法氯化细粒或粉末的锇铱矿或其中间产物与等量的氯化钠混合在753~1023K温度下通氯气焙烧2~5h,氯化后物料用稀盐酸浸出铂族金属。浸出液先行蒸馏出锇、钌,用吸收法加以回收。蒸馏残渣和残液再用铂族金属精炼或萃取分离方法精制铱、铂等。
怀远纯铱回收之双铱金的性质
双铱金的熔点比铂金要高,在高温条件下,双铱金火花塞能保持更加稳定的点火效果,同时,由于双铱金火花塞熔点高,中心电极可以做的更细,需要点火电压更低,放电性能也会提升,铂铱金熔点低于铱金双铱金,但在正常状态下,铂铱金火花塞也能发挥出出色的性能表现,并且铂铱金火花塞追求的是稳定的性能,在正常条件下,一般寿命可高达10万公里; 铱的硬度比铂也要高出很多。
所以双铱金火花塞的耐久性就更高,双铱金火花塞寿命相对铂铱金火花塞来说,也会更长,双铱金火花塞点火速度比铂铱金火花塞更快,使用双铱金火花塞的发动机,加速效果会更好。
怀远纯铱回收之铱在科学中的应用
1889年制成的国际米原器和国际公斤原器是由含90%铂和10%铱的合金组成的,原器由位于巴黎附近的国际度量衡局保存。米的定义在1960年改为氪的发射光谱中的一条谱线,但公斤的定义仍然是公斤原器。
航海家号、维京号、先锋号和卡西尼-惠更斯号、伽利略号和新视野号等无人宇宙飞船都有使用含有铱的放射性同位素热电机。由于热电机要承受高达2000 °C的高温,所以包裹着钚-238同位素的容器是以既坚硬又耐高温的铱所制。
铱还被用于X射线望远镜中。钱德拉X射线天文台的反射镜上有一层60纳米厚的铱涂层。在测试过多种金属之后,铱的X射线反射能力证明比镍、金和铂都要优胜。这层铱的平滑程度要有几个原子以内的准确度,须在气态下在高真空环境中涂在铬底层上。
粒子物理学在反质子的产生过程中也用到铱。过程中,高强度质子束射向密度必须很高的“转换目标体”。虽然可以使用钨,但铱的优胜之处在于,它可以更稳定地承受入射粒子束使温度升高时所造成的冲击波。
碳-氢键活化反应(C–H活化)是断开碳-氢键的反应。这种键在以前曾被认为具有低反应性。科学家在1982年宣布首次成功活化饱和烃中的C–H键,反应使用铱的有机配合物,使烃进行氧化加成。
铱配合物可以用来催化不对称氢化反应。这类催化剂已被用于合成天然产物,并能够把本来难以氢化的基底(例如非官能团化烯烃等)氢化成其中一种对映异构体。
铱可以形成多种配合物,在有机发光二极管(OLED)当中起到作用。