Аргон (Ar) является одноатомным, бесцветным, без запаха, безвкусным и нетоксичным газом, присутствующим в атмосфера в концентрации чуть менее 1% (0,934%) по объему.

Аргон входит в особую группу газов, известных как «редкие», «благородные» или «инертные» газы. Другими газами этой группы являются гелий, неон, криптон, ксенон и радон. Они представляют собой одноатомные газы с полностью заполнененной электронами внешней оболочки. Термины «благородный» и «инертные» используются для указания на то, что их способность химически взаимодействовать с другими материалами крайне слаба. Все газы этой группы излучают свет при электрическом возбуждении. Аргон производит бледно-сине-фиолетовый свет.
Нормальная точка кипения аргона очень холодная –302,6°F (–185,9°C), которая находится между точками кипения азота и кислорода, двух основных составляющих воздуха. Газ приблизительно в 1,4 раза тяжелее воздуха и слабо растворим в воде. Аргон замерзает при температуре всего на несколько градусов ниже, чем его нормальная температура кипения, -308,8 °F (-199,3 °C).

Аргон ценится за его полную инертность, в частности при высоких температурах. Аргон используется в критических промышленных процессах, таких как производство высококачественных нержавеющих сталей и производстве кристаллов кремния без примесей для полупроводникового производства. Аргон также используется в качестве инертного наполнителя для лампочек и в качестве сухого, азотного наполнителя для пространства между стеклянными панелями в высокоэффективных многокамерных окнах.

Аргон является наиболее распространенным из действительно инертных или "редких" газов.

Он производится в качестве коммерческого продукта чаще всего в сочетании с производством кислорода высокой чистоты с использованием криогенной дистилляции воздуха. Поскольку температура кипения аргона очень близка к температуре кипения кислорода (разница составляет всего 5,3 °F или 2,9 °C), отделение чистого аргона от кислорода (при одновременном достижении высокого извлечения обоих продуктов) требует многих стадий дистилляции.

В течение многих десятилетий наиболее распространенный процесс извлечения и очистки аргона включал несколько этапов:

1. Отбор потока "бокового отвода" из системы дистилляции с разделением первичного воздуха в точке колонны низкого давления, где концентрация аргона самая высокая;
2. Обработка сырья в колонне с неочищенным аргоном. который возвращает азот в колонну низкого давления и производит продукт из неочищенного аргона;
3. Нагревание неочищенного аргона и взаимодействие примеси кислорода (обычно около 2%) в потоке с контролируемым количеством водорода с образованием воды;
4. Удаление водяного пара путем конденсации и адсорбции;
5. Повторное охлаждение газа до криогенной температуры;
6. Удаление оставшихся неаргоновых компонентов (небольших количеств азота и неиспользованного водорода) путем дальнейшей перегонки в колонне для дистилляции чистого аргона.

С развитием технологии насадочной колонны, которая позволяет проводить криогенную дистилляцию при низком перепаде давления, многие установки теперь используют полностью криогенный процесс дистилляции для извлечения и очистки аргона.

Аргон может называться "PLAR" (чистый жидкий аргон) или "CLAR" (неочищенный жидкий аргон), или по его химическому обозначению "Ar". Неочищенный аргон обычно рассматривается как промежуточный продукт на установке, производящей чистый аргон, но он может быть конечным продуктом для некоторых воздухоразделительных установок меньшей мощности, которые отправляют его на более крупные установки для окончательной очистки. Некоторое количество неочищенного аргона также продается в качестве конечного продукта для применений, где не требуется аргон высокой чистоты (например, в некоторых областях производства стали и сварки). Для перевозки жидкого аргона используют криогенные полуприцепы и контейнеры.

Коммерческие количества аргона также могут быть получены в сочетании с производством аммиака. Основным источником аргона является воздух, но в традиционном процессе производства аммиака путь извлечения аргона совершенно иной. Природный газ "реформируется" с помощью пара для получения "синтез-газа", содержащего водород, монооксид углерода и двуокись углерода. "Вторичный риформинг" с использованием воздуха и пара преобразует CO в CO2 и дополнительный водород, а также добавляет азот, необходимый для получения аммиака (NH3). Смесь азота и водорода (вместе с небольшим количеством аргона) затем сжимается до высокого давления и вступает в реакцию с помощью катализатора. Аргон, будучи нереактивным, накапливается в контуре синтеза аммиака, и его необходимо удалять в продувочном потоке для поддержания производственной мощности и эффективности процесса.

Аргон может быть извлечен и очищен с использованием потока продувочного газа в качестве исходного газа. Требуется несколько шагов. Сначала аммиак удаляют и рекуперируют, затем водород удаляют и рециркулируют в синтез-газ, подаваемый в процесс производства аммиака, для повышения общей эффективности процесса. Метан, который образуется в процессе производства аммиака, перерабатывается в топливо для нагревателя, обеспечивающего нагрев для запуска процесса получения синтез-газа. Аргон извлекается и очищается для продажи в качестве коммерческого продукта.

Большинство новых установок по производству аммиака не используют воздух в качестве непосредственного источника для процесса производства аммиака. Вместо этого они сначала обрабатывают его через установку разделения воздуха, при этом аргон удаляется перед контуром синтеза аммиака. Исходные потоки кислорода и азота высокой чистоты, производимые установкой разделения воздуха, по отдельности подаются на участки производства водорода и аммиака аммиачной установки. Этот новый подход к производству аммиака позволяет избежать накопления аргона в контуре синтеза аммиака и позволяет напрямую извлекать аргон в качестве ценного побочного продукта.

Аргон - самый распространенный и наименее дорогой по-настоящему инертный газ. Он используется там, где необходим полностью не реагирующий газ.

Чистый аргон и аргон, смешанный с различными другими газами, используется в качестве защитного газа при сварке TIG ("вольфрамовый инертный газ" или газовая вольфрамовая дуговая сварка), в которой используется неплавящийся вольфрамовый электрод, и в MIG ("металлический инертный газ", также называемый газовой дуговой сваркой металла или проволокой подающая сварка), в которой используется плавящийся проволочный подающий электрод. Функция защитного газа заключается в защите электрода и сварочной ванны от окисляющего воздействия воздуха. Чистый аргон часто используется с алюминием. Смесь аргона и углекислого газа часто используется для сварки MIG обычной конструкционной стали.

Плазменно-дуговая резка и плазменно-дуговая сварка используют плазменный газ (аргон и водород) для обеспечения очень высокой температуры.

Когда сталь изготавливается в конвертере, кислород и аргон вдуваются в расплавленный металл. Добавление аргона уменьшает потери хрома, и желаемое содержание углерода достигается при более низкой температуре.

Аргон используется в качестве продувочного газа при производстве сталей более высокого качества, чтобы избежать образования нитридов.

Аргон также используется в качестве защитного газа при разливке и перемешивании порошков.

Аргон используется в производстве алюминия для облегчения дегазации и удаления растворенного водорода и твердых частиц из расплавленного алюминия.

Аргон используется в качестве инертного газа при производстве титана, чтобы избежать окисления и реакции с азотом (титан - единственный металл, который будет гореть в атмосфере 100% азота).

Аргон используется при производстве циркония.

Аргон используется в качестве наполнителя в люминесцентных лампах и лампах накаливания. Это исключает кислород и другие реакционноспособные газы и снижает скорость испарения (сублимации) вольфрамовой нити, тем самым обеспечивая более высокую температуру нити накала. Наиболее распространенной из смесей является 93% аргона и 7% азота при давлении 70 кПа.

Он используется в качестве газа-наполнителя между стеклянными панелями высокоэффективных стеклопакетов, поскольку это не только сухой и бесцветный, но и относительно тяжелый газ, который минимизирует передачу тепла между панелями за счет уменьшения скорости конвективного перемещения газа-наполнителя между стеклянными панелями в окне.

Аргон используется вместе с метаном в качестве газа-наполнителя и в качестве инертного защитного газа высокой чистоты при производстве кристаллов силикона и германия, используемых в полупроводниковой промышленности.

Аргон используется в виноделии для вытеснения кислорода в бочках и таким образом предотвращения образования уксуса. Аналогичным образом, он используется в установках для розлива вина в ресторанах, барах и домашних условиях, чтобы обеспечить хранение открытых бутылок без порчи содержимого.

Аргон используется для выполнения точной криохирургии, которая заключается в использовании экстремального холода, для избирательного разрушения небольших участков пораженных или аномальных тканей, в частности на коже. Очень холодный аргон создается на месте путем контролируемого расширения газообразного аргона и направляется в точку обработки с помощью криоиглы. Это обеспечивает лучший контроль процесса по сравнению с более ранними методами, использующими жидкий азот. Аналогичный метод, криоабляция, используется для лечения сердечной аритмии путем разрушения клеток, которые мешают нормальному распределению электрических импульсов.

Аргон используется для создания защитной атмосферы для старых документов, чтобы предотвратить их деградацию при хранении и во время демонстрации.