Embedded Files
Το όσμιο βρίσκεται στη φύση μαζί με τα άλλα μέταλλα της ομάδας του λευκόχρυσου. Κοιτάσματα έχουν βρεθεί στη Νότια Αφρική, στις Ηνωμένες Πολιτείες, στον Καναδά και στη Ρωσία. Το σημαντικότερο ορυκτό του είναι ο ερλιχμανίτης (OsS2) ο οποίος περιέχει 74,78 % Os[5].
Χρησιμοποιείται σε κράματα με λευκόχρυσο, ιρίδιο αλλά και με τα άλλα PGMs, σε πέννες, ηλεκτρικές επαφές και σε άλλες εφαρμογές, όπου απαιτείται εξαιρετική αντοχή, κυρίως στη θέρμανση και σκληρότητα.
Εμφανίσεις - Εξόρυξη - Απομόνωση του μετάλλου
Εμφανίσεις - Εξόρυξη - Απομόνωση του μετάλλου
Το όσμιο βρίσκεται στη φύση ως ελεύθερο στοιχείο ή σε φυσικά κράματα ιδιαίτερα με ιρίδιο όπως το οσμιρίδιο (ή ιριδόσμιο). Το οσμιρίδιο περιέχει 15 - 40 % όσμιο και 80 - 50 % ιρίδιο[14]. Είναι σπάνιο κράμα που βρίσκεται στη Ρωσία και στη Βόρεια και Νότια Αμερική. Το περισσότερο όμως όσμιο (λιγότερο πάντως από 100 Kg το χρόνο) παράγεται ως παραπροϊόν της ηλεκτροχημικού εξευγενισμού του νικελίου στα ορυχεία του Οντάριο στον Καναδά[15].
Το όσμιο βρίσκεται στη φύση ως ελεύθερο στοιχείο ή σε φυσικά κράματα ιδιαίτερα με ιρίδιο όπως το οσμιρίδιο (ή ιριδόσμιο). Το οσμιρίδιο περιέχει 15 - 40 % όσμιο και 80 - 50 % ιρίδιο[14]. Είναι σπάνιο κράμα που βρίσκεται στη Ρωσία και στη Βόρεια και Νότια Αμερική. Το περισσότερο όμως όσμιο (λιγότερο πάντως από 100 Kg το χρόνο) παράγεται ως παραπροϊόν της ηλεκτροχημικού εξευγενισμού του νικελίου στα ορυχεία του Οντάριο στον Καναδά[15].
Τα PGM συνδέονται µε τη µεταλλογένεση του χρωµίτη, καθώς και με τα κοιτάσµατα σουλφιδίων Cu-Ni. Έτσι, οι σπουδαιότερες, οικονομικής σημασίας, συγκεντρώσεις των PGΜ έχουν βρεθεί σε καθορισµένους στρωµατογραφικούς ορίζοντες συµπλεγµάτων στρωµατόµορφου τύπου όπως το σύμπλεγμα Bushveld της Νότιας Αφρικής τα κοιτάσματα PGM του οποίου περιέχουν περίπου 1 % Os[17] και τα κοιτάσματα νικελίου-χαλκού-PGM στο Νόριλσκ (Norilsk) της Σιβηρίας που περιέχουν επίσης 1 % Os[17]. Μικρότερα αποθέματα έχουν βρεθεί στις Ηνωμένες Πολιτείες.[18], σε προσχωσιγενή εδάφη στο Choco της Κολομβίας αλλά και στις άμμους ποταμών στα Ουράλια Όρη[19].
Τα PGM συνδέονται µε τη µεταλλογένεση του χρωµίτη, καθώς και με τα κοιτάσµατα σουλφιδίων Cu-Ni. Έτσι, οι σπουδαιότερες, οικονομικής σημασίας, συγκεντρώσεις των PGΜ έχουν βρεθεί σε καθορισµένους στρωµατογραφικούς ορίζοντες συµπλεγµάτων στρωµατόµορφου τύπου όπως το σύμπλεγμα Bushveld της Νότιας Αφρικής τα κοιτάσματα PGM του οποίου περιέχουν περίπου 1 % Os[17] και τα κοιτάσματα νικελίου-χαλκού-PGM στο Νόριλσκ (Norilsk) της Σιβηρίας που περιέχουν επίσης 1 % Os[17]. Μικρότερα αποθέματα έχουν βρεθεί στις Ηνωμένες Πολιτείες.[18], σε προσχωσιγενή εδάφη στο Choco της Κολομβίας αλλά και στις άμμους ποταμών στα Ουράλια Όρη[19].
Οικονομικά στοιχεία
Οικονομικά στοιχεία
Τιμές ευγενών μετάλλων στις 15 Μαΐου 2010
Τιμές ευγενών μετάλλων στις 15 Μαΐου 2010
Το όσμιο πωλείται συνήθως ως σκόνη καθαρότητας 99 %. Όπως και τα άλλα ευγενή μέταλλα, η ποσότητά του μετριέται και σε ουγγιές αλλά και σε γραμμάρια. Επειδή οι χρήσεις του οσμίου είναι περιορισμένες, είναι μαζί με το ρουθήνιο τα φθηνότερα από τα PGMs. Για αρκετά χρόνια, η μέση τιμή του οσμίου ήταν πολύ χαμηλή. Από το 1930 έως και το 1998, υπάρχουν τρεις περίοδοι στη μέση τιμή του οσμίου : Από το 1930 έως και το 1946, η τιμή ήταν περίπου 57 δολάρια/ουγγιά, από το 1947 έως και το 1964 ήταν 109 δολάρια /ουγγιά και από το 1965 έως και το 1998 ήταν 346 δολάρια/ουγγιά[25]
Το όσμιο πωλείται συνήθως ως σκόνη καθαρότητας 99 %. Όπως και τα άλλα ευγενή μέταλλα, η ποσότητά του μετριέται και σε ουγγιές αλλά και σε γραμμάρια. Επειδή οι χρήσεις του οσμίου είναι περιορισμένες, είναι μαζί με το ρουθήνιο τα φθηνότερα από τα PGMs. Για αρκετά χρόνια, η μέση τιμή του οσμίου ήταν πολύ χαμηλή. Από το 1930 έως και το 1998, υπάρχουν τρεις περίοδοι στη μέση τιμή του οσμίου : Από το 1930 έως και το 1946, η τιμή ήταν περίπου 57 δολάρια/ουγγιά, από το 1947 έως και το 1964 ήταν 109 δολάρια /ουγγιά και από το 1965 έως και το 1998 ήταν 346 δολάρια/ουγγιά[25]
Χρήσεις - Εφαρμογές
Χρήσεις - Εφαρμογές
Το όσμιο σήμερα χρησιμοποιείται με μορφή κραμάτων με άλλα μέταλλα και σπάνια σε καθαρή κατάσταση. Τα κράματα του οσμίου, όπως το οσμιρίδιο, είναι πολύ σκληρά και χρησιμοποιούνται, μαζί με τα άλλα PGMs, σε εφαρμογές στις οποίες απαιτούνται υψηλή αντοχή στη διάβρωση και μεγάλη σκληρότητα όπως σε στυλογράφους, ηλεκτρικές επαφές μηχανικών διακοπτών, διατρητικά εργαλεία κλπ. Κράμα αποτελούμενο από 90 % λευκόχρυσο και 10 % όσμιο χρησιμοποιείται σε χειρουργικά εμφυτεύματα όπως οι βηματοδότες και για αντικατάσταση πνευμονικών βαλβίδων.[54]
Το όσμιο σήμερα χρησιμοποιείται με μορφή κραμάτων με άλλα μέταλλα και σπάνια σε καθαρή κατάσταση. Τα κράματα του οσμίου, όπως το οσμιρίδιο, είναι πολύ σκληρά και χρησιμοποιούνται, μαζί με τα άλλα PGMs, σε εφαρμογές στις οποίες απαιτούνται υψηλή αντοχή στη διάβρωση και μεγάλη σκληρότητα όπως σε στυλογράφους, ηλεκτρικές επαφές μηχανικών διακοπτών, διατρητικά εργαλεία κλπ. Κράμα αποτελούμενο από 90 % λευκόχρυσο και 10 % όσμιο χρησιμοποιείται σε χειρουργικά εμφυτεύματα όπως οι βηματοδότες και για αντικατάσταση πνευμονικών βαλβίδων.[54]
Το OsO4 χρησιμοποιείται επίσης σε πολλές περιπτώσεις στην οργανική σύνθεση επειδή περιέχει το μέταλλο με το μέγιστο αριθμό οξείδωσης και επομένως αυτός
Το OsO4 χρησιμοποιείται επίσης σε πολλές περιπτώσεις στην οργανική σύνθεση επειδή περιέχει το μέταλλο με το μέγιστο αριθμό οξείδωσης και επομένως αυτός
μπορεί μόνο να ελαττωθεί δηλ. να υποστεί το οξείδιο αναγωγή. Επίσης, επειδή μετατρέπει τους ακόρεστους δεσμούς C-C σε κορεσμένους, χρησιμοποιείται ως παράγοντας χρώσης λιπιδίων σε βιολογικά παρασκευάσματα για το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο,[57] το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης και το οπτικό μικροσκόπιο βελτιώνοντας σημαντικά την αντίθεση (contrast) της εικόνας καθώς και για την παρασκευή σκευασμάτων ανίχνευσης δακτυλικών αποτυπωμάτων.[58] Μια άλλη ένωση του οσμίου, το σιδηρικυανιούχο όσμιο (OsFeCN), έχει παρόμοια δράση και χρησιμοποιείται στη βιολογία για τον ίδιο σκοπό.[59]
μπορεί μόνο να ελαττωθεί δηλ. να υποστεί το οξείδιο αναγωγή. Επίσης, επειδή μετατρέπει τους ακόρεστους δεσμούς C-C σε κορεσμένους, χρησιμοποιείται ως παράγοντας χρώσης λιπιδίων σε βιολογικά παρασκευάσματα για το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο,[57] το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης και το οπτικό μικροσκόπιο βελτιώνοντας σημαντικά την αντίθεση (contrast) της εικόνας καθώς και για την παρασκευή σκευασμάτων ανίχνευσης δακτυλικών αποτυπωμάτων.[58] Μια άλλη ένωση του οσμίου, το σιδηρικυανιούχο όσμιο (OsFeCN), έχει παρόμοια δράση και χρησιμοποιείται στη βιολογία για τον ίδιο σκοπό.[59]
Η υψηλή ανακλαστικότητα του οσμίου στην υπεριώδη περιοχή (σε μήκη κύματος μικρότερα των 100 nm) είναι επιθυμητή σε κάτοπτρα μικρού μεγέθους που χρησιμοποιήθηκαν πολλές φορές σε φασματοφωτόμετρα υπεριώδους (UV) φωτός στα διαστημικά λεωφορεία. Αποδείχθηκε όμως ότι οι ελεύθερες ρίζες οξυγόνου της ανώτερης ατμόσφαιρας οξείδωναν το λεπτό φιλμ οσμίου σχηματίζοντας οξείδιο. Οι επιστρώσεις λευκόχρυσου και ιριδίου που τοποθετήθηκαν για σύγκριση συμπεριφέρθηκαν πολύ καλύτερα.[61]
Η υψηλή ανακλαστικότητα του οσμίου στην υπεριώδη περιοχή (σε μήκη κύματος μικρότερα των 100 nm) είναι επιθυμητή σε κάτοπτρα μικρού μεγέθους που χρησιμοποιήθηκαν πολλές φορές σε φασματοφωτόμετρα υπεριώδους (UV) φωτός στα διαστημικά λεωφορεία. Αποδείχθηκε όμως ότι οι ελεύθερες ρίζες οξυγόνου της ανώτερης ατμόσφαιρας οξείδωναν το λεπτό φιλμ οσμίου σχηματίζοντας οξείδιο. Οι επιστρώσεις λευκόχρυσου και ιριδίου που τοποθετήθηκαν για σύγκριση συμπεριφέρθηκαν πολύ καλύτερα.[61]
Μηχανικές ιδιότητες
Μηχανικές ιδιότητες
Το όσμιο έχει πολύ μικρή συμπιεστότητα και αντίστοιχα έχει πολύ μεγάλο μέτρο ελαστικότητας όγκου που κυμαίνεται μεταξύ 395 GPa και 462 GPa και είναι συγκρίσιμο μόνο με αυτό του διαμαντιού (443 GPa). Παρόλα αυτά όμως το όσμιο είναι λιγότερο σκληρό από το διαμάντι[28].
Το όσμιο έχει πολύ μικρή συμπιεστότητα και αντίστοιχα έχει πολύ μεγάλο μέτρο ελαστικότητας όγκου που κυμαίνεται μεταξύ 395 GPa και 462 GPa και είναι συγκρίσιμο μόνο με αυτό του διαμαντιού (443 GPa). Παρόλα αυτά όμως το όσμιο είναι λιγότερο σκληρό από το διαμάντι[28].
Περιβαλλοντικοί κίνδυνοι - Βιολογικός ρόλος - Προφυλάξεις
Περιβαλλοντικοί κίνδυνοι - Βιολογικός ρόλος - Προφυλάξεις
Το μεταλλικό όσμιο δεν είναι τοξικό. Η πολύ λεπτή σκόνη του είναι εύφλεκτη[40]. Το μεταλλικό όσμιο δεν προσβάλλεται από το οξυγόνο της ατμόσφαιρας αλλά η σκόνη του αντιδρά με το οξυγόνο σε θερμοκρασία δωματίου σχηματίζοντας το πτητικό OsO4. Στο οξείδιο αυτό μετατρέπονται επίσης ορισμένες ενώσεις του οσμίου παρουσία οξυγόνου[40]. Το γεγονός αυτό καθιστά το OsO4 την κύρια πηγή επαφής του οσμίου με το περιβάλλον. Το οξείδιο είναι εξαιρετικά ασταθές και διαπερνά το δέρμα εύκολα, είναι πολύ τοξικό μέσω της εισπνοής, της κατάποσης και της επαφής με το δέρμα[41]. Ακόμα και μικρές συγκεντρώσεις ατμών οξειδίου του οσμίου (VIII) μπορούν να προκαλέσουν σοβαρές βλάβες στους πνεύμονες, στο δέρμα και στα μάτια και θα πρέπει επομένως να χρησιμοποιηθεί απαγωγός αερίων[42]. Το OsO4, επειδή είναι ισχυρότατο οξειδωτικό, ανάγεται εύκολα προς OsO2 που είναι σχετικά αδρανές, αν αντιδράσει με πολυακόρεστα φυτικά έλαια, όπως το καλαμποκέλαιο[43]. Δεν υπάρχουν στοιχεία για την τοξικότητα του οσμίου στα τρόφιμα γιατί οι συγκεντρώσεις του είναι εξαιρετικά χαμηλές.
Το μεταλλικό όσμιο δεν είναι τοξικό. Η πολύ λεπτή σκόνη του είναι εύφλεκτη[40]. Το μεταλλικό όσμιο δεν προσβάλλεται από το οξυγόνο της ατμόσφαιρας αλλά η σκόνη του αντιδρά με το οξυγόνο σε θερμοκρασία δωματίου σχηματίζοντας το πτητικό OsO4. Στο οξείδιο αυτό μετατρέπονται επίσης ορισμένες ενώσεις του οσμίου παρουσία οξυγόνου[40]. Το γεγονός αυτό καθιστά το OsO4 την κύρια πηγή επαφής του οσμίου με το περιβάλλον. Το οξείδιο είναι εξαιρετικά ασταθές και διαπερνά το δέρμα εύκολα, είναι πολύ τοξικό μέσω της εισπνοής, της κατάποσης και της επαφής με το δέρμα[41]. Ακόμα και μικρές συγκεντρώσεις ατμών οξειδίου του οσμίου (VIII) μπορούν να προκαλέσουν σοβαρές βλάβες στους πνεύμονες, στο δέρμα και στα μάτια και θα πρέπει επομένως να χρησιμοποιηθεί απαγωγός αερίων[42]. Το OsO4, επειδή είναι ισχυρότατο οξειδωτικό, ανάγεται εύκολα προς OsO2 που είναι σχετικά αδρανές, αν αντιδράσει με πολυακόρεστα φυτικά έλαια, όπως το καλαμποκέλαιο[43]. Δεν υπάρχουν στοιχεία για την τοξικότητα του οσμίου στα τρόφιμα γιατί οι συγκεντρώσεις του είναι εξαιρετικά χαμηλές.
Εξόρυξη - Προκατεργασία
Εξόρυξη - Προκατεργασία
Τα PGM εξορύσσονται συνήθως από υπόγεια ορυχεία και σπάνια από επιφανειακές εμφανίσεις. Ο αρχικός τεμαχισμός των βράχων γίνεται από τους εργάτες των ορυχείων με κομπρεσέρ ή με εκρηκτικά. Μετά τη μεταφορά στην επιφάνεια με ιμάντες ή βαγονάκια των μεγάλων κομματιών από το υπόγειο ορυχείο, αυτά τεμαχίζονται σε πολύ μικρά κομμάτια, απομακρύνονται οι προσμίξεις, για να αποκαλυφθούν τα ορυκτά που περιέχουν τα επιθυμητά μέταλλα και τέλος αλέθονται μέχρι να γίνουν σκόνη. Σ' αυτή τη φάση, ένας τόννος μεταλλεύματος συνήθως περιέχει 4 έως 7 γραμμάρια μετάλλων[20]. Στη συνέχεια, με μια διαδικασία που ονομάζεται "επίπλευση αφρού", το μετάλλευμα αναμιγνύεται με νερό και χημικές ουσίες οπότε εμπλουτίζεται σε PGMs, προσκολλάται στις φυσαλίδες που δημιουργούνται από τη διαδικασία, επιπλέει στην επιφάνεια και απομακρύνεται. Το εμπλουτισμένο μετάλλευμα περιέχει τώρα από 100 έως 1000 γραμμάρια μετάλλων ανά τόνο. Το υπόλοιπο υλικό περνάει από τη διαδικασία άλεσης και επίπλευσης για δεύτερη φορά. Τα τελικά κατάλοιπα-απόβλητα είτε επιστρέφονται στο ορυχείο για να κλείσουν τα ανοικτά σημεία εξόρυξης, είτε απορρίπτονται σε απομακρυσμένα σημεία στην επιφάνεια του εδάφους, είτε υποβάλλονται σε πρόσθετη επεξεργασία για την ανάκτηση των άλλων μετάλλων που υπάρχουν, όπως νικέλιο ή χαλκός. Εν τω μεταξύ, το μετάλλευμα το οποίο μετά το νέο εμπλουτισμό περιέχει 1400 γραμμάρια μετάλλων ανά τόνο, μεταφέρεται στο κοντινό εργοστάσιο για περαιτέρω επεξεργασία. Εκεί ξηραίνεται σε θερμοκρασίες που μπορεί να είναι πάνω από 1500 °C και διαχωρίζεται από ανεπιθύμητα ορυκτά όπως του σιδήρου και του θείου, τα οποία απομακρύνονται με διοχέτευση ρευμάτων αέρα. Η τελική περιεκτικότητα σε πολύτιμα μέταλλα αντιπροσωπεύει ένα πολύ μικρό ποσοστό της αρχικής μάζας του μεταλλεύματος. Για παράδειγμα, στο ορυχείο Stillwater των Η.Π.Α. από 850.000 τόννους πρωτογενούς μεταλλεύματος, θα παραχθούν τελικά σε ετήσια βάση μόνο 15,5 τόννοι εξευγενισμένων PGM[21].
Τα PGM εξορύσσονται συνήθως από υπόγεια ορυχεία και σπάνια από επιφανειακές εμφανίσεις. Ο αρχικός τεμαχισμός των βράχων γίνεται από τους εργάτες των ορυχείων με κομπρεσέρ ή με εκρηκτικά. Μετά τη μεταφορά στην επιφάνεια με ιμάντες ή βαγονάκια των μεγάλων κομματιών από το υπόγειο ορυχείο, αυτά τεμαχίζονται σε πολύ μικρά κομμάτια, απομακρύνονται οι προσμίξεις, για να αποκαλυφθούν τα ορυκτά που περιέχουν τα επιθυμητά μέταλλα και τέλος αλέθονται μέχρι να γίνουν σκόνη. Σ' αυτή τη φάση, ένας τόννος μεταλλεύματος συνήθως περιέχει 4 έως 7 γραμμάρια μετάλλων[20]. Στη συνέχεια, με μια διαδικασία που ονομάζεται "επίπλευση αφρού", το μετάλλευμα αναμιγνύεται με νερό και χημικές ουσίες οπότε εμπλουτίζεται σε PGMs, προσκολλάται στις φυσαλίδες που δημιουργούνται από τη διαδικασία, επιπλέει στην επιφάνεια και απομακρύνεται. Το εμπλουτισμένο μετάλλευμα περιέχει τώρα από 100 έως 1000 γραμμάρια μετάλλων ανά τόνο. Το υπόλοιπο υλικό περνάει από τη διαδικασία άλεσης και επίπλευσης για δεύτερη φορά. Τα τελικά κατάλοιπα-απόβλητα είτε επιστρέφονται στο ορυχείο για να κλείσουν τα ανοικτά σημεία εξόρυξης, είτε απορρίπτονται σε απομακρυσμένα σημεία στην επιφάνεια του εδάφους, είτε υποβάλλονται σε πρόσθετη επεξεργασία για την ανάκτηση των άλλων μετάλλων που υπάρχουν, όπως νικέλιο ή χαλκός. Εν τω μεταξύ, το μετάλλευμα το οποίο μετά το νέο εμπλουτισμό περιέχει 1400 γραμμάρια μετάλλων ανά τόνο, μεταφέρεται στο κοντινό εργοστάσιο για περαιτέρω επεξεργασία. Εκεί ξηραίνεται σε θερμοκρασίες που μπορεί να είναι πάνω από 1500 °C και διαχωρίζεται από ανεπιθύμητα ορυκτά όπως του σιδήρου και του θείου, τα οποία απομακρύνονται με διοχέτευση ρευμάτων αέρα. Η τελική περιεκτικότητα σε πολύτιμα μέταλλα αντιπροσωπεύει ένα πολύ μικρό ποσοστό της αρχικής μάζας του μεταλλεύματος. Για παράδειγμα, στο ορυχείο Stillwater των Η.Π.Α. από 850.000 τόννους πρωτογενούς μεταλλεύματος, θα παραχθούν τελικά σε ετήσια βάση μόνο 15,5 τόννοι εξευγενισμένων PGM[21].
Στο χυτήριο, το οποίο μπορεί να έχει μια ικανότητα επεξεργασίας έως και 100 τόνους/ημέρα, το μετάλλευμα κατεργάζεται σε ηλεκτρική κάμινο σε θερμοκρασίες κοντά στους 1600 °C για να απομακρυνθούν διάφορα άχρηστα υλικά και τελικά, μετά από διπλή επεξεργασία, προκύπτει μια "σκουριά" (matte) από PGMs και άλλα μέταλλα. Το matte υφίσταται περαιτέρω ηλεκτροχημική επεξεργασία κατά την οποία απομακρύνονται μέταλλα, όπως ο χαλκός, το νικέλιο και το κοβάλτιο, οπότε απομένει ένα μίγμα λεπτόκοκκων PGMs[20].
Στο χυτήριο, το οποίο μπορεί να έχει μια ικανότητα επεξεργασίας έως και 100 τόνους/ημέρα, το μετάλλευμα κατεργάζεται σε ηλεκτρική κάμινο σε θερμοκρασίες κοντά στους 1600 °C για να απομακρυνθούν διάφορα άχρηστα υλικά και τελικά, μετά από διπλή επεξεργασία, προκύπτει μια "σκουριά" (matte) από PGMs και άλλα μέταλλα. Το matte υφίσταται περαιτέρω ηλεκτροχημική επεξεργασία κατά την οποία απομακρύνονται μέταλλα, όπως ο χαλκός, το νικέλιο και το κοβάλτιο, οπότε απομένει ένα μίγμα λεπτόκοκκων PGMs[20].
Διαχωρισμός - Απομόνωση του οσμίου
Διαχωρισμός - Απομόνωση του οσμίου
Το τελικό βήμα στην παραγωγή είναι ο διαχωρισμός και ο καθαρισμός των PGMs σε ξεχωριστά μέταλλα[20]. Αυτό είναι και το πιο δύσκολο κομμάτι της όλης διαδικασία και συνδυάζει χημικές μεθόδους, αποστάξεις και τεχνικές ανταλλαγής ιόντων. Η βασική διαδικασία διαχωρισμού του οσμίου από τα άλλα μέταλλα είναι, σε γενικές γραμμές, η εξής[22][23] : Αν συνυπάρχουν χρυσός (Au) ή/και άργυρος (Ag) πρέπει να απομακρυνθούν. Το μίγμα μετάλλων πρώτα κατεργάζεται με βασιλικό νερό στο οποίο διαλύονται ο λευκόχρυσος (Pt), το παλλάδιο (Pd) και ο Au. Τα άλλα μέταλλα δηλ. ρουθήνιο (Ru), όσμιο (Os), ρόδιο (Rh), ιρίδιο (Ir) και Ag μένουν ως αδιάλυτα χλωριούχα σύμπλοκα. Στη συνέχεια αυτά τα αδιάλυτα διαλύονται σε νιτρικό οξύ (HNO3) και τήγμα μολύβδου (Pb) οπότε απομακρύνονται ο Ag και ο Pb με μορφή νιτρικών αλάτων (AgNO3 και Pb(NO3)2). Τα αδιάλυτα που απομένουν είναι τα μέταλλα Ru, Os, Rh, Ir. Ακολουθεί σύντηξη με όξινο θειικό νάτριο (ΝaHSO4) και διάλυση στο νερό, οπότε απομονώνεται το διαλυτό θειικό ρόδιο(ΙΙΙ), Rh2(SO)3, ενώ τα άλλα μέταλλα (Ru, Os, Ir) μένουν αδιάλυτα, συντήκονται με υπεροξείδιο του νατρίου (Na2O2) και πλένονται με νερό οπότε απομένει ένα υπόλειμμα που περιέχει IrO2 από το οποίο θα απομονωθεί το ιρίδιο ενώ τα μέταλλα Ru και Os με μορφή ιόντων RuO42- και OsO42- απομακρύνονται με την πλύση. Ακολουθεί αντίδραση με αέριο χλώριο οπότε σχηματίζονται τα πτητικά οξείδια RuO4 και OsO4. Το RuO4 διαλύεται με υδροχλωρικό οξύ οπότε σχηματίζεται χλωρορουθηνικό οξύ και το Ru απομακρύνεται με επίδραση NH4Cl ως καθαρό χλωρορουθηνικό αμμώνιο. Σ' αυτό το σημείο μπορεί να απομονωθεί και να χρησιμοποιηθεί το OsO4 αν είναι επιθυμητό, αλλιώς διαλυτοποιείται σε αλκοολικό διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου και μετατρέπεται σε Na2[OsO2(OH)4]. Μετά με επίδραση χλωριούχου αμμωνίου (NH4Cl) το όσμιο ανακτάται ως καθαρό OsCl2O2(NH3)4. Εξάτμιση μέχρι ξηρού και αντίδραση με αέριο υδρογόνο δίνει τελικά καθαρό όσμιο : OsCl2O2(NH3)4 + 3H2 → Os + 2NH4Cl + 2NH3 + 2H2O.
Το τελικό βήμα στην παραγωγή είναι ο διαχωρισμός και ο καθαρισμός των PGMs σε ξεχωριστά μέταλλα[20]. Αυτό είναι και το πιο δύσκολο κομμάτι της όλης διαδικασία και συνδυάζει χημικές μεθόδους, αποστάξεις και τεχνικές ανταλλαγής ιόντων. Η βασική διαδικασία διαχωρισμού του οσμίου από τα άλλα μέταλλα είναι, σε γενικές γραμμές, η εξής[22][23] : Αν συνυπάρχουν χρυσός (Au) ή/και άργυρος (Ag) πρέπει να απομακρυνθούν. Το μίγμα μετάλλων πρώτα κατεργάζεται με βασιλικό νερό στο οποίο διαλύονται ο λευκόχρυσος (Pt), το παλλάδιο (Pd) και ο Au. Τα άλλα μέταλλα δηλ. ρουθήνιο (Ru), όσμιο (Os), ρόδιο (Rh), ιρίδιο (Ir) και Ag μένουν ως αδιάλυτα χλωριούχα σύμπλοκα. Στη συνέχεια αυτά τα αδιάλυτα διαλύονται σε νιτρικό οξύ (HNO3) και τήγμα μολύβδου (Pb) οπότε απομακρύνονται ο Ag και ο Pb με μορφή νιτρικών αλάτων (AgNO3 και Pb(NO3)2). Τα αδιάλυτα που απομένουν είναι τα μέταλλα Ru, Os, Rh, Ir. Ακολουθεί σύντηξη με όξινο θειικό νάτριο (ΝaHSO4) και διάλυση στο νερό, οπότε απομονώνεται το διαλυτό θειικό ρόδιο(ΙΙΙ), Rh2(SO)3, ενώ τα άλλα μέταλλα (Ru, Os, Ir) μένουν αδιάλυτα, συντήκονται με υπεροξείδιο του νατρίου (Na2O2) και πλένονται με νερό οπότε απομένει ένα υπόλειμμα που περιέχει IrO2 από το οποίο θα απομονωθεί το ιρίδιο ενώ τα μέταλλα Ru και Os με μορφή ιόντων RuO42- και OsO42- απομακρύνονται με την πλύση. Ακολουθεί αντίδραση με αέριο χλώριο οπότε σχηματίζονται τα πτητικά οξείδια RuO4 και OsO4. Το RuO4 διαλύεται με υδροχλωρικό οξύ οπότε σχηματίζεται χλωρορουθηνικό οξύ και το Ru απομακρύνεται με επίδραση NH4Cl ως καθαρό χλωρορουθηνικό αμμώνιο. Σ' αυτό το σημείο μπορεί να απομονωθεί και να χρησιμοποιηθεί το OsO4 αν είναι επιθυμητό, αλλιώς διαλυτοποιείται σε αλκοολικό διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου και μετατρέπεται σε Na2[OsO2(OH)4]. Μετά με επίδραση χλωριούχου αμμωνίου (NH4Cl) το όσμιο ανακτάται ως καθαρό OsCl2O2(NH3)4. Εξάτμιση μέχρι ξηρού και αντίδραση με αέριο υδρογόνο δίνει τελικά καθαρό όσμιο : OsCl2O2(NH3)4 + 3H2 → Os + 2NH4Cl + 2NH3 + 2H2O.
Σημειώσεις
Σημειώσεις
↑ Στους 0 °C είναι 81,2 nΩ·m
↑ Η ουγγιά (troy ounce) είναι η παραδοσιακή μονάδα μέτρησης της μάζας των ευγενών μετάλλων. 1 ουγγιά = 31,1035 g και 1 Κg = 32,1507 troy oz
↑ Ο Σμίθσον Τένναντ (1761-1815) ήταν Άγγλος χημικός. Το 1796 απέδειξε, με καύση, ότι το διαμάντι αποτελείται αποκλειστικά από άνθρακα. Το 1804 ανακοίνωσε την ανακάλυψη του οσμίου και του ιριδίου
↑ Fritz Haber (1868 - 1934). Γερμανός χημικός. Κέρδισε το Βραβείο Νόμπελ το 1918 για τη "σύνθεση της αμμωνίας από τα στοιχεία της"
↑ Τιμή spot είναι το κόστος προϊόντος για πληρωμή και άμεση παράδοση, συνήθως μέσα σε δυο εργάσιμες μέρες. Στην περίπτωση των μετάλλων, αυτά είναι ραφιναρισμένα (εξευγενισμένα) αλλά όχι μορφοποιημένα σε πλινθώματα ("τούβλα")
↑ Me = μεθύλιο = CH3-, Et = αιθύλιο = CH3CH2-)
Αναφορές
Αναφορές
↑ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
↑ E. Richard Booser (1997). Tribology Data Handbook: An Excellent Friction, Lubrication, and Wear Resource. CRC Press. σελ. 541. http://books.google.gr/books?id=VRmLriy00pQC&pg=PA541&dq=osmium+Young's+modulus&lr=&cd=22#v=onepage&q=osmium%20&f=false.
↑ McDonald, M. (959). "The Platinum of New Granada: Mining and Metallurgy in the Spanish Colonial Empire". Platinum Metals Review 3 (4): 140–145. http://www.platinummetalsreview.com/dynamic/article/view/pmr-v3-i4-140-145.
↑ Juan, J.; de Ulloa, A. (1748) (στα Spanish). Relación histórica del viage a la América Meridional. 1. σελ. 606.
↑ 8,0 8,1 Hunt, L. B. (1987). "A History of Iridium". Platinum Metals Review 31 (1): 32–41. http://www.platinummetalsreview.com/dynamic/article/view/pmr-v31-i1-032-041.
↑ John Emsley "Nature's building blocks: an A-Z guide to the elements", New York 2001
↑ 10,0 10,1 10,2 10,3 10,4 Griffith, W. P. (2004). "Bicentenary of Four Platinum Group Metals. Part II: Osmium and iridium – events surrounding their discoveries". Platinum Metals Review 48 (4): 182–189. http://www.ingentaconnect.com/content/matthey/pmr/2004/00000048/00000004/art00011?token=005a119513033297d33757e6f3f2f2730673f232f26773870335a666f3a7b6c2440426f386b65477d766cfde28.
↑ Tennant, S. (1804). "On Two Metals, Found in the Black Powder Remaining after the Solution of Platina". Philosophical Transactions of the Royal Society of London 94: 411–418. doi:10.1098/rstl.1804.0018. http://www.jstor.org/pss/107152.
↑ John C. Kotz, Paul Treichel, Gabriela C. Weaver (2006). Chemistry and chemical reactivity. Thomson Brooks/Cole. σελ. 757. http://books.google.gr/books?id=72XrywleZSoC&printsec=frontcover#v=onepage&q=osmium&f=false.
↑ 14,0 14,1 14,2 14,3 14,4 Catherine E. Housecroft, A. G. Sharpe (2005). Inorganic chemistry (2η έκδοση). Pearson Education Limited. http://books.google.gr/books?id=_1gFM51qpAMC&printsec=frontcover&source=gbs_similarbooks_s&cad=1#v=onepage&q=osmium&f=false.
↑ John Emsley (2003). Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford University Press. σελ. 295. http://books.google.gr/books?id=j-Xu07p3cKwC&printsec=frontcover&dq=Nature%27s+Building+Blocks:+An+A-Z+Guide+to+the+Elements&source=bl&ots=lsSYkD8ZIi&sig=0wL8XldQuw-x7fYLQtWsnXCUJ-0&hl=el&ei=SKHtS4qkIYGROIy8nY8I&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CAYQ6AEwAA#v=onepage&q=osmium&f=false.
↑ 17,0 17,1 Hartman, H. L.; Britton, S. G., επιμ. (1992). SME mining engineering handbook. Littleton, Colo.: Society for Mining, Metallurgy, and Exploration. σελ. 69. ISBN9780873351003. http://books.google.com/books?id=Wm6QMRaX9C4C&pg=PA69.
↑ Seymour, R. J.; O'Farrelly, J. I. (2001). "Platinum-group metals". Kirk Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. Wiley. doi:10.1002/0471238961.1612012019052513.a01.pub2.
↑ "Commodity Report: Platinum-Group Metals". United States Geological Survey USGS. http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/platinum/mcs-2008-plati.pdf. Ανακτήθηκε την 2008-09-16.
↑ 20,0 20,1 20,2 United Nations Conference on Trade and Development (UNCTAD)
↑ SAVE Tangle lakes. http://www.savetanglelakes.org/docs/PGMuse.pdf. Ανακτήθηκε την 27/5/2010.
↑ 22,0 22,1 Μανουσάκης Γ.Ε. (1983). Γενική και Ανόργανη Χημεία. τόμος 2. Εκδοτικός Οίκος Αφων Κυριακίδη, Θεσσαλονίκη.
↑ 23,0 23,1 23,2 23,3 23,4 23,5 23,6 S.A. Cotton (1997). Chemistry of precious metals. Blackie Academic & Professional. σελ. 1-78.
↑ The U.S.Geological Servey (USGS) Mineral Resources Program
↑ 27,0 27,1 W. Martienssen, Hans Warlimont (2005). Springer handbook of condensed matter and materials data. Springer Berlin Heidelberg New York. σελ. 402 - 406. http://www.google.com/books?id=TnHJX79b3RwC&pg=PA402&dq=Osmium+Optical+reflectivity&lr=&hl=el&cd=5#v=onepage&q=Osmium%20Optical%20reflectivity&f=false.
↑ Sahu, B. R. (2005). "Osmium Is Not Harder Than Diamond". Physical Review B 72. http://prb.aps.org/abstract/PRB/v72/i11/e113106.
↑ David W. Lynch, W.R.Hunter (1998). "Comments on the Optical Constants of Metals and an Introduction to the Data for Several Metals". Edward D. Palik. Handbook of optical constants of solids, Τόμος 5. Academic Press. σελ. 324 - 333. http://books.google.gr/books?id=rxuG1kXvSqgC&pg=PA324&dq=osmium+reflectivity&cd=1#v=onepage&q&f=false.
↑ Torr, Marsha R. (1985). "Osmium coated diffraction grating in the Space Shuttle environment: performance". Applied Optics 24: 2959. http://www.opticsinfobase.org/abstract.cfm?URI=ao-24-18-2959.
↑ Arblaster, J. W. (1995). "Osmium, the Densest Metal Known". Platinum Metals Review 39 (4): 164. http://www.platinummetalsreview.com/dynamic/article/view/pmr-v39-i4-164-164.
↑ Cotton S.A., "Chemistry of Precious Metals", New York, 1997
↑ 36,0 36,1 Jeanne Mager Stellman (1998). "Metals : chemical properties and toxicity". Gunnar Nordberg. Encyclopaedia of Occupational Health and Safety (4η έκδοση). International Labour Organization. σελ. 63.34. http://books.google.gr/books?id=nDhpLa1rl44C&pg=PT139&dq=osmium+chemical+properties&lr=&cd=23#v=twopage&q=osmium%20chemical%20properties&f=true.
↑ 37,0 37,1 Kenneth Malcolm Mackay,Rosemary Ann Mackay,W. Henderson (2002). Introduction to modern inorganic chemistry (6th έκδοση). CRC Press. σελ. 372-375. http://books.google.gr/books?id=e9SjYftJmOYC&printsec=frontcover&dq=Introduction+to+modern+inorganic+chemistry&lr=&cd=1#v=onepage&q=osmium&f=false.
↑ Alvarez L. W., Alvarez, W.; Asaro, F.; Michel, H. V. (1980). "Extraterrestrial cause for the Cretaceous–Tertiary extinction". Science 208 (4448): 1095– 1108. PMID17783054.
↑ 40,0 40,1 Smith, Ivan C. (1974). "Osmium: An Appraisal of Environmental Exposure". Environmental Health Perspectives 8: 201–213. http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=1474945.
↑ Luttrell, William E. (2007). "Toxic tips: Osmium tetroxide". Journal of Chemical Health and Safety 14 (5): 40–41. doi:10.1016/j.jchas.2007.07.003.
↑ Mager Stellman, J. (1998). "Osmium". Encyclopaedia of Occupational Health and Safety. International Labour Organization. σελ. 63.34. http://books.google.de/books?id=nDhpLa1rl44C.
↑ University of medicine & dentistry of New Jersey: Safe Work Practices for the use of Osmium Tetroxide in the Laboratory
↑ Barnard, C. F. J. (2004). "Oxidation States of Ruthenium and Osmium". Platinum Metals Review 48: 157. http://www.ingentaconnect.com/content/matthey/pmr/2004/00000048/00000004/art00003?token=006a178f6f892617630504c2a726e2d58464340592f713b672c57582a67232d45232b2f246c3853574b79737a28873d457f17d5f57.
↑ Krause, J. (1993). "Preparation of [Os3(CO)11]2− and its reactions with Os3(CO)12; structures of [Et4N][HOs3(CO)11] and H2OsS4(CO)". Journal of Organometallic Chemistry 454: 263–271. doi:10.1016/0022-328X(93)83250-Y.
↑ Carter, Willie J. (1982). "Mononuclear hydrido alkyl carbonyl complexes of osmium and their polynuclear derivatives". Inorganic Chemistry 21: 3955–3960. doi:10.1021/ic00141a019.
↑ Taylor R. (1998). The chemistry of fullerenes. World Scientific Publishing Co Pte Ltd. ISBN 981-02-2304-8. http://books.google.gr/books?id=08McFNdBTD0C&printsec=frontcover&dq=chemistry+of+fullerene&as_brr=3&cd=1#v=onepage&q=.
↑ Francis A. Carey, Richard J. Sundberg (2007). Advanced organic chemistry: Reactions and synthesis (5η έκδοση). Springer. σελ. 1074-1077. http://books.google.gr/books?id=cEdTbu2f67UC&pg=PA1076&dq=OsO4+as+oxidant&lr=&cd=2#v=onepage&q=OsO4%20as%20oxidant&f=false.
↑ Ιωάννης Τοσσίδης (1986). Χημεία ενώσεων συναρμογής. Α.Π.Θ. Υπηρεσία Δημοσιευμάτων.
↑ Jie Jack Li, E. J. Corey (2007). Name Reactions of Functional Group Transformations (5η έκδοση). John Wiley & Sons, Inc.. σελ. 67-69. http://books.google.gr/books?id=WZ0DxnPNAdAC&pg=PA67&dq=Sharpless+reaction&cd=10#v=onepage&q=Sharpless%20reaction&f=false.
↑ M. A. Hayat (2000). Principles and techniques of electron microscopy: biological applications (4η έκδοση). Cambridge University Press. σελ. 304-306. http://books.google.gr/books?id=Gj82DZTxekwC&printsec=frontcover&dq=Principles+and+techniques+of+electron+microscopy:+biological+applicationsM.+A.+Hayat&cd=1#v=onepage&q&f=false.
↑ Stephen D. Cramer and Bernard S. Covino, Jr. (2005). ASM Handbook Volume 13B. Corrosion: Materials. ASM International. ISBN 9780871707079. http://books.google.com/books?id=QV0sWU2qF5oC&.
↑ François Cardarelli (2008). "4.5.4.4 Osmium". Materials Handbook: A Concise Desktop Reference. Springer. σελ. 414. http://books.google.gr/books?id=ArsfQZig_9AC&pg=PA414&dq=osmium+uses&lr=&cd=13#v=onepage&q=osmium%20uses&f=false.
↑ "Second LDEF post-retrieval symposium interim results of experiment A0034". NASA. http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19930019094_1993019094.pdf. Ανακτήθηκε την 2009-06-06.
↑ "LDEF experiment A0034: Atomic oxygen stimulated outgassing". NASA. http://adsabs.harvard.edu/abs/1992ldef.symp..763L. Ανακτήθηκε την 2009-06-06.
↑ Bozzola; Russell, Lonnie D. (1999). "Specimin Preparation for Transmission Electron Microscopy". Electron microscopy : principles and techniques for biologists. Sudbury, Mass.: Jones and Bartlett. σελ. 21–31. http://books.google.de/books?id=RqSMzR-IXk0C&pg=PA21.
↑ MacDonell, Herbert L. (1960). "The Use of Hydrogen Fluoride in the Development of Latent Fingerprints Found on Glass Surfaces". The Journal of Criminal Law, Criminology, and Police Science 51 (4): 465–470. doi:10.2307/1140672. http://www.jstor.org/stable/1140672.
↑ D. Chadwick (2002). Role of the sarcoplasmic reticulum in smooth muscle. John Wiley and Sons. σελ. 259–264. ISBN 0470844795.
↑ Antonov, V. E. (1984). "The Solubility of Hydrogen in the Platinum Metals under High Pressure". Platinum Metals Revie 28 (4): 158–163. http://www.platinummetalsreview.com/pdf/pmr-v28-i4-158-163.pdf.
↑ Gull, T. R. (1985). "Low earth orbit environmental effects on osmium and related optical thin-film coatings". Applied Optics 24: 2660. http://www.opticsinfobase.org/abstract.cfm?URI=ao-24-16-2660.
Επιλεγμένη βιβλιογραφία
Επιλεγμένη βιβλιογραφία
Booser E.R. (1997). Tribology data handbook. CRC Press. ISBN 849339044.
Carey F.A., Sundberg R.J. (2007). Advanced organic chemistry: Reactions and synthesis (5η έκδοση). Springer. ISBN 387683542.
Chadwick D. (2002). Role of the sarcoplasmic reticulum in smooth muscle. John Wiley& Sons. ISBN 9780470844793.
Cotton S.A. (1997). Chemistry of Precious Metals. New York. ISBN 751404136.
Crabtree R.H (2005). The Organometallic Chemistry of the Transition Metals. Yale University, New Haven, Connecticut. ISBN 471662569.
Ebbing D.D, Gammon S.D. (2008). General Chemistry (9η έκδοση). Cengage Learning. ISBN 0618857486.
Greenwood N. N., Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the Elements (2η έκδοση). Oxford. ISBN 750633654.
Hayat M.A. (2000). Principles and techniques of electron microscopy: biological applications (4η έκδοση). Cambridge University Press. ISBN 521632870.
Housecroft C.E., Sharpe A. G. (2005). Inorganic chemistry (2η έκδοση). Pearson Education Limited. ISBN 9780131755536.
Juan, J.; de Ulloa, A (1748). Relación histórica del viage a la América Meridional. ISBN 8476791826.
Kotz J. C., Treichel P., Weaver G.. Chemistry and chemical reactivity (6η έκδοση). Thomson Brooks/Cole. ISBN 053499766X.
Li J.J., Corey E.J. (2007). Name reactions for functional group transformations (5η έκδοση). John Wiley & Sons. ISBN 471748684.
Lynch D.W., Hunter W.R. (1998). Handbook of optical constants of solids. Edward D. Palik, Academic Press. ISBN 012544415X.
Mackay K.M., Mackay R.A., Henderson W. (2002). Introduction to modern inorganic chemistry (6η έκδοση). CRC Press. ISBN 748764208.
Morrison R. T., Boyd R. N. (1991). Οργανική Χημεία Τόμοι 1ος, 2ος, 3ος. Ιωάννινα. ISBN 0136436692.
Mανουσάκης Γ.Ε. (1994). Γενική και Ανόργανη Χημεία. Αφοι Κυριακίδη, Θεσσαλονίκη. ISBN 9603432725.
Mπαζάκης Ι.Α.. Γενική Χημεία. Αθήνα.
Pauling L. (2003). General Chemistry (3η έκδοση). Dover Publications Inc.. ISBN 9780486656229.
Tοσσίδης Ι. (2001). Χημεία Ενώσεων Συναρμογής. Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη. ISBN 9789604317547.
Ure A. (1808). A DICTIONARY OF ART, MANUFACTURES, AND MINES. New York:D. Appleton&Company. ISBN 114745213X.
Page updated
Google Sites
Report abuse