Ausgewählte Iridiumsalze in Wasser: Speziation und Aufbereitung
Iridium kann über Spezialwerkstoffe, Prozesschemikalien oder Rückstände in industrielle Wassersysteme gelangen. Die nachfolgend aufgeführten Verbindungen sind ausgewählte Iridiumreagenzien und keine Liste von Spezies, die häufig in natürlichen Gewässern vorkommen. Einen Überblick über das Element bietet der Artikel zu Iridium. Bei der Beurteilung eines iridiumhaltigen Wasserstroms sollten Ingenieure zwischen dem zugesetzten Reagenz und den chemischen Formen unterscheiden, die nach dessen Kontakt mit Wasser vorliegen.
Zum weiterführenden Kontext zu Chemie und Aufbereitung siehe Iridium in Wasser.
Ausgewählte chloridhaltige Verbindungen
| Verbindung | Formel | Einordnung und Hinweis zum Verhalten in Wasser |
|---|---|---|
| Iridium(III)-chlorid-Hydrat | IrCl3·xH2O | Hydratisiertes Iridium(III)-chlorid; der Wert von x kann variieren. |
| Kaliumhexachloroiridat(III)-Hydrat | K3[IrCl6]·xH2O | Kaliumsalz mit einem chloridkoordinierten Iridium(III)-Komplex. Das angeführte hydratisierte Produkt wird als wasserlöslich beschrieben. |
| Wasserstoffhexachloroiridat(IV)-Hydrat | H2[IrCl6]·xH2O | Verwandte Säure mit einem chloridkoordinierten Iridium(IV)-Komplex; sie ist kein neutrales Salz. |
Diese Formeln bezeichnen die bereitgestellten Verbindungen, nicht deren gemessene Konzentrationen oder eindeutig bestimmte Formen in einer Wasserprobe. Insbesondere darf eine Löslichkeitsaussage für ein hydratisiertes Produkt nicht auf eine wasserfreie Form übertragen werden; ebenso sollte für Iridiumchloride oder Chloroiridate nicht generell ein einheitlicher numerischer Löslichkeitswert angenommen werden.
Löslichkeit in Wasser
Der Alfa-Aesar-Katalog für Edelmetallverbindungen beschreibt das darin angebotene Iridium(III)-chlorid-Hydrat als wasserlöslich, das wasserfreie Iridium(III)-chlorid dagegen als wasserunlöslich. Diese qualitativen Produktbeschreibungen geben keine numerischen Sättigungsgrenzen an. Prüfen Sie vor der Herstellung einer Lösung oder der Bewertung eines Abwasserstroms das genaue Produkt, den Hydratationszustand, die Temperatur und die Zusammensetzung der Lösung. Ein wasserlösliches Ausgangsreagenz gewährleistet nicht, dass nach Verdünnung oder Aufbereitung das gesamte Iridium gelöst bleibt.
Speziation nach Verdünnung
Chloridliganden und die Oxidationsstufe des Iridiums beeinflussen, welche Spezies vorliegen können. Verdünnung und Zusammensetzung des aufnehmenden Wassers können das Gleichgewicht zwischen gelösten Komplexen und anderen Formen verändern. Daher lässt sich aus der nominellen Formel eines zugesetzten Salzes oder einer zugesetzten Säure allein nicht ableiten, welche Iridiumspezies in Lösung bleiben. Zur Identifizierung einzelner Spezies ist eine für diese Fragestellung geeignete Analysemethode erforderlich; ein Ergebnis für Gesamtiridium allein liefert diese Antwort nicht.
Bewertung von Messung und Aufbereitung
Geben Sie an, ob eine ausgewiesene Konzentration in mg/L als Ir oder in mg/L der Verbindung angegeben wird. Dies sind unterschiedliche Massenbezugsgrößen; ein variabler Hydratgehalt erschwert zudem die Umrechnung von einer abgewogenen Reagenzmenge in eine Verbindungskonzentration. Messungen der Gesamtkonzentration und an filtrierten Proben können helfen, operationell definierte Fraktionen zu unterscheiden; keine der beiden Messungen belegt jedoch die Identität eines gelösten Komplexes oder eines zurückgehaltenen Partikels.
Bei der Bewertung von Aufbereitungsverfahren sollten die gemessene Form und die tatsächliche Wassermatrix berücksichtigt werden. Verfahren zur Partikelentfernung können relevant sein, wenn Iridium an entfernbare Feststoffe gebunden ist; gelöste Komplexe erfordern eine gesonderte Prüfung geeigneter Entfernungs- oder Trennverfahren. Es darf nicht angenommen werden, dass Membranen und Ionenaustauscherharze bei allen Chloridkonzentrationen, Oxidationsstufen und Betriebsbedingungen gleichermaßen wirksam sind. Beim Vergleich von Aufbereitungsoptionen sind abgeschiedene Feststoffe und etwaige Konzentratströme in die Iridium-Massenbilanz einzubeziehen.
Konzentration: mg/L als Ir gegenüber mg/L Reagenz
Unter Verwendung des CIAAW-Standardatomgewichts von 192,217 für Iridium entsprechen 1 mmol/L Iridium 192,217 mg/L als Ir. Bei einer Verbindung bekannter Zusammensetzung multiplizieren Sie deren Konzentration in mg/L mit dem Iridium-Massenanteil: der Anzahl der Ir-Atome pro Formeleinheit, multipliziert mit 192,217 und dividiert durch die molare Masse der Verbindung in g/mol. Berücksichtigen Sie bei der Berechnung der molaren Masse das Kristallwasser.
Bei Hydraten mit variablem Wassergehalt wie IrCl3·xH2O verwenden Sie, sofern verfügbar, den für die Charge zertifizierten Iridium-Massenanteil. Nur als Beispielrechnung: Ein Reagenz mit einem zertifizierten Ir-Gehalt von 40,0 % würde 40,0 mg/L als Ir beitragen, wenn 100 mg Reagenz pro Liter Endgemisch zugegeben werden. Dies ist ein Massenbeitrag und kein Beleg für eine vollständige Auflösung. Die angenommenen 40,0 % sind keine Spezifikation für eines der Produkte in der Tabelle.
Entfernung und Aufkonzentrierung zur Rückgewinnung
Die Entfernung aus aufbereitetem Wasser überführt Iridium in einen anderen Strom, sofern es nicht als separater Stoff zurückgewonnen wird. Messen Sie Iridium im Zulauf, im aufbereiteten Wasser, in Feststoffen, verbrauchten Aufbereitungsmedien und Konzentraten, um die Massenbilanz zu bewerten. Bei einem flüssigen Rückgewinnungsstrom entspricht die Iridiumkonzentration der zurückgewonnenen Iridiummasse geteilt durch das Volumen dieses Stroms.
Beispielsweise enthalten 1.000 L Zulauf mit 1 mg/L als Ir insgesamt 1.000 mg Iridium. Werden 90 % dieser Masse in 10 L Konzentrat überführt, enthält das Konzentrat 900 mg beziehungsweise 90 mg/L als Ir. Der Aufkonzentrierungsfaktor beträgt 90. Dies ist eine beispielhafte Massenbilanz, keine Prognose der Aufbereitungsleistung; die tatsächliche Trennung, Verluste und das erreichbare Konzentratvolumen müssen mit dem jeweiligen Wasser geprüft werden.
Quellen zu den Verbindungen
Die Formeln von Iridium(III)-chlorid-Hydrat und Wasserstoffhexachloroiridat(IV)-Hydrat sind in Material Matters aufgeführt. Die Produktbeschreibung zu Kaliumhexachloroiridat(III)-Hydrat bezeichnet den hydratisierten Komplex und beschreibt ihn als wasserlöslich.