銥是地球地殼中稀有的元素之一,平均質(zhì)量比例只有百萬分之0.001。金的豐度是它的40倍,鉑是它的10倍,而銀和汞都是它的80倍。相比之下,銥在隕石里的含量則高很多,一般在百萬分之0.5以上??茖W(xué)家相信,銥在整個(gè)地球的含量比在地殼中的含量高很多,但由于它密度高,而且具親鐵性,所以在地球仍處于熔融狀態(tài)時(shí),就已沉到地球的內(nèi)核了。
銥的主要性能是:⑴密度22.56g/cm^3;⑵熔點(diǎn)2454℃,銥制品使用溫度可達(dá)2100~2200¨C;⑶彈性模量高(538.3GPa),泊松系數(shù)低(0.26),低溫塑性很差;⑷是耐腐蝕的金屬,致密態(tài)銥不溶于所有無機(jī)酸,也不被其他金屬熔體浸蝕,例如熔化的鉛、鋅、鎳、鐵、金等;能耐許多熔融試劑和高溫硅酸鹽的浸蝕;⑸像其他鉑族金屬合金一樣,銥合金能牢固吸附有機(jī)物,可作催化劑材料;⑹銥在空氣或氧氣中600℃以上生成IrO2,并在1100℃分解;在1227℃空氣中銥的揮發(fā)量為鉑的100倍。銥可采用高頻或中頻爐、電弧爐、電子束等熔煉。銥在1600℃以上具有好的塑性,通常進(jìn)行熱加工。
銥的供應(yīng)主要來自礦產(chǎn)開采和二次回收,全球銥的儲(chǔ)量有限且產(chǎn)量較少,供應(yīng)相對(duì)緊張。當(dāng)電子、化工、航空航天等行業(yè)對(duì)銥的需求大幅增加,而供應(yīng)無法及時(shí)滿足時(shí),銥的回收價(jià)格就會(huì)上漲;反之,若需求疲軟,價(jià)格則可能下跌。
銥的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定。是耐腐蝕的金屬,銥對(duì)酸的化學(xué)穩(wěn)定性,不溶于酸,只有海綿狀的銥才會(huì)緩慢地溶于熱王水中,如果是致密狀態(tài)的銥,即使是沸騰的王水,也不能腐蝕;但是,在高溫加壓的密閉反應(yīng)釜中,銥在250°C以上的王水中受到明顯腐蝕;由20份濃鹽酸與1份濃硝酸配置的混酸,在上述溫度與壓力下,對(duì)銥的腐蝕性是王水的20倍左右,因此在化學(xué)分析中常用來做消解金屬銥的試劑。
銥的形態(tài)直接影響其回收過程的復(fù)雜程度。銥粉、銥塊和銥合金在提純過程中所需的處理方式完全不同。銥粉通常通過高溫熔融法進(jìn)行初步還原處理,利用氫氣作為還原劑,在1000℃以上環(huán)境下將雜質(zhì)分離。
銥的耐腐蝕、耐高溫性質(zhì)很強(qiáng),所以非常適合作為合金添加物。飛機(jī)引擎中的一些長期使用部件是由銥合金組成的,銥﹣鈦合金也被用作水底管道材料。加入銥可提升鉑合金的硬度。純鉑的維氏硬度為56 HV,而含50%銥的鉑合金硬度可超過500 HV。
銥的需求量從2009年的2.5噸升至2010年的10.4噸。這主要是因?yàn)殡娮酉嚓P(guān)應(yīng)用的需求量從0.2噸升至6噸:銥制坩堝被廣泛用于大型單個(gè)晶體的生產(chǎn),而這些晶體的需求在這段時(shí)間大大提高。銥的消耗量預(yù)期將因?yàn)榉e累的坩堝庫存而飽和,這在2000年代也曾經(jīng)發(fā)生過。其他重要應(yīng)用還包括火花塞(2007年消耗0.78噸)、氯堿法所用的電極(同年消耗1.1噸)以及化學(xué)催化劑(同年消耗0.75噸)。
隨著回收技術(shù)的不斷發(fā)展,提取銥的效率和純度得到提高,在一定程度上降低了回收成本,這可能會(huì)使銥的回收價(jià)格受到影響。例如,新的化學(xué)提取方法和的分離技術(shù)可以顯著提高銥的回收率,降低成本,從而可能使回收價(jià)格更具競(jìng)爭(zhēng)力。
隨著科技的不斷進(jìn)步,銥回收技術(shù)將不斷創(chuàng)新和完善,提高回收效率和產(chǎn)品質(zhì)量,降低成本和環(huán)境影響。例如,通過優(yōu)化溶劑萃取工藝、開發(fā)新型吸附材料等,實(shí)現(xiàn)更的銥分離和提純。
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