ایریدیوم (Iridium) یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که با عدد اتمی 77 و نماد Ir شناخته می‌شود. این فلز بخشی از گروه پلاتین و یکی از کمیاب‌ترین عناصر موجود در پوسته زمین به شمار می‌رود. ایریدیوم به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی منحصربه‌فردی که دارد، در بسیاری از صنایع استفاده‌های مهمی دارد.
ویژگی‌های مهم این فلز عبارتند از:
Iridium یکی از عناصر جدول تناوبی است که به خاطر خواص منحصر به فردش در صنایع مختلف کاربرد دارد.
- دمای ذوب بسیار بالا: ایریدیوم یکی از فلزات با دمای ذوب بالا است که این خاصیت آن را برای استفاده در شرایط دمایی بالا مناسب می‌سازد.
- بسیار سخت و شکننده: ایریدیوم فلزی است بسیار سخت و در عین حال شکننده که به سخت کار کردن آن منجر می‌شود.
- مقاومت در برابر خوردگی: این فلز تقریباً در برابر تمامی مواد شیمیایی، از جمله اسیدها، مقاوم است. این ویژگی آن را برای استفاده در شرایط سخت شیمیایی ایده‌آل می‌سازد.
- پایداری بیوشیمیایی: ایریدیوم می‌تواند برای ساخت وسایل پزشکی بهره‌برداری شود چون از نظر بیولوژیکی پایدار است و تمایل به آزاد کردن یون‌ها به بدن ندارد.
- چگالی بالا: ایریدیوم دارای چگالی بسیار بالاست، که این خاصیت آن را برای استفاده در زمینه‌هایی که نیاز به مواد فشرده و سنگین است مناسب می‌سازد.
- رسانایی حرارتی نسبتاً خوب: ایریدیوم دارای رسانایی حرارتی است که می‌تواند در کاربردهایی که نیاز به منتقل کردن حرارت است مفید واقع شود.
- نقطه جوش بسیار بالا: این فلز تا دماهای بسیار بالا پایدار می‌ماند، که این موضوع آن را برای برنامه‌های فضایی و هوافضا مناسب می‌سازد.
به دلیل این خواص، Iridium در صنایع هوافضا، خودروسازی (به عنوان مثال، در شمع خودروها)، صنعت دندانپزشکی، ساخت ابزار جراحی، و همچنین به عنوان کاتالیزور در واکنش‌های شیمیایی استفاده می‌شود.
کاربرد:
ایریدیوم، به دلیل داشتن خواص فوق‌العاده‌ای مانند سختی و دمای ذوب بالا، مقاومت بسیار خوب در برابر خوردگی، و چگالی بالا، کاربردهای متعددی دارد، به خصوص در صنایعی که نیاز به موادی با استحکام فوق‌العاده بالا دارند.
- الکترودهای ضد خوردگی: در تولید الکترودهایی که در فرآیندهای الکتروشیمیایی استفاده می‌شوند، از ایریدیوم به دلیل مقاومت بالای آن در برابر خوردگی استفاده می‌گردد.
- آلیاژسازی: ایریدیوم گاهی با دیگر فلزات مانند پلاتین برای ساخت آلیاژهای بسیار مقاوم در فرایندهای صنعتی مختلف آلیاژ می‌شود.
- شمع خودرو: ایریدیوم می‌تواند در ساخت شمع‌های خودرو برای افزایش طول عمر و بهبود عملکرد استفاده شود؛ الکترودهای این شمع‌ها به دلیل ویژگی‌های ایریدیوم، بسیار دوام بالایی دارند.
- تجهیزات پزشکی: به دلیل سختی و مقاومت بالا می‌توان از ایریدیوم در برخی ابزارهای جراحی و دیگر تجهیزات پزشکی استفاده کرد.
- صنعت فضایی و هوافضا: ایریدیوم به عنوان یک جزء در آلیاژهایی که در موتورهای موشک و سایر قسمت‌های سیستم‌های فضایی به کار می‌روند، استفاده می‌شود.
- کمپوننت‌های الکترونیکی: به دلیل خواص الکتریکی خاص، ایریدیوم می‌تواند در تولید برخی از قطعات الکترونیکی همچون مقاومت‌ها و فیلم‌های نازک استفاده شود.
- حوزه‌های تحقیقاتی: از ایریدیوم در ایجاد سطوح کاتالیستی، مطالعات مربوط به فیزیک حالت جامد و دیگر تحقیقات علمی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- ساعت‌سازی: ایریدیوم در صنعت ساعت‌سازی برای مقاوم‌‌سازی بخش‌های مختلف ساعت به کار رفته است.
به دلیل کمیابی و هزینه بالای ایریدیوم، کاربرد آن معمولا به مواردی محدود می‌شود که نیاز به خصوصیات منحصربه‌فرد این فلز دارند.
مراحل استخراج و تهیه ایریدیوم
این فلز، همانند سایر فلزات گروه پلاتین، معمولاً به عنوان یک فرعی‌محصول در استخراج نیکل، مس، و به‌ویژه پلاتین به دست می‌آید. تولید و تصفیه Iridium فرایندی پیچیده و هزینه‌بر است و شامل مراحل زیر است:
- استخراج معدن: ایریدیوم در طبیعت به صورت بومی یافت نمی‌شود و عمدتاً به شکل ترکیباتی همراه با سایر فلزات گروه پلاتین مانند پلاتین و پالادیوم در کانی‌های سولفیدی معدنی موجود است.
- فرآوری کانه: کانه حاوی فلزات گروه پلاتین از معدن استخراج و سپس به واسطه فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی همچون خردایش، فلوتاسیون و ذوب کوره، فرآوری و تصفیه می‌شود تا از آن مواد معدنی مفید به دست آید.
- تصفیه شیمیایی: محصولات به دست‌آمده از فرآیند فرآوری کانه شامل فلزات گروه پلاتین است که باید تفکیک شوند. اغلب از روش‌های تصفیه شیمیایی مانند فرآیند ماته کلاگر (Miller Process) یا فرآیند اکوا رجیا (Aqua Regia) استفاده می‌شود تا فلزات گروه پلاتین از یکدیگر جداسازی شوند.
- استحصال ایریدیوم: در نهایت، از طریق فرایندهای تصفیه بیشتر مثل استخراج حلالی، تبادل یونی و تصعید، Iridium خالص‌سازی و به دست می‌آید.
به دلیل کم بودن این فلز و تقاضای کم آن، استخراج و تصفیه این فلز اغلب گران است و بیشتر در کشورهایی با معادن غنی از فلزات گروه پلاتین، مانند آفریقای جنوبی، روسیه و کانادا انجام می‌پذیرد. به خاطر کمیابی و هزینه بالا در استخراج و فرآوری، این فلز صرفاً در کاربردهایی که مزایای آن حائز اهمیت اند، استفاده می‌شود.