Палладий драгоценный. Независимая экспертиза волгоград

В последнее время все чаще можно услышать вопрос о том, где используется палладий и как его добыть. Это вовсе не случайно, ведь его ценность и благородство играют важную роль. Многие люди хотят обзавестись этим дорогостоящим металлом по различными причинам, но вот удается это далеко не всем. Просто идя по дороге случайно обнаружить палладий сложно, хотя с везунчиками и такое вполне может произойти.

Статья расскажет о свойствах и применении палладия, а также расценках на него на сегодняшний день. Информация будет особенно интересна ценителям драгоценных металлов. Даже несмотря на то, что активная добыча данного элемента началась не так давно, его популярность уже неплохо возросла.

Свойства

Прежде чем поговорить о том, где используется палладий, стоит узнать, почему он стал так актуален сегодня. На самом деле этому поспособствовало не только благородное происхождение, но и невероятные свойства, которых у данного металла не так уж и мало.

В науке различают три главных группы свойств: физические, химические и биологические. Именно их и нужно рассмотреть в отдельности. Благодаря этому удастся сформировать более обширное понимание того, что представляет собой рассматриваемый элемент.

Физические

Говоря о том, где используется палладий и откуда он вообще появился, стоит упомянуть английского химика по имени Вильям Волластон. Именно он получил этот металл, еще в далеком 1803 году. А имя этому элементу было присвоено в честь астероида Паллада, который стал известен миру незадолго до выведения этого металла лабораторным путем. В те времена людям сложно было найти предназначение новому элементу, поэтому определенный отрезок времени ему пришлось лежать без дела.

Сам по себе палладий имеет серебристо-белый оттенок. Что касается его внешнего вида, он напоминает обычное серебро. Физические свойства у этого элемента были обнаружены такие:

температура кипения - 2 940 °C;
плотность - 12,0 г/см 3 ;
модуль упругости - 12 600 кгс/мм 2 ;
температура плавления - 1554 °C;
твердость по Бринеллю - 52 кгс/мм 2 .

Также стоит отметить, что даже на сегодняшний день рассматриваемый металл признан одним из наиболее редких на планете. На всей земле его присутствует всего 0,000001 %.

Еще одной интересной способностью элемента является изменение его структуры начиная с нагрева от 18 °C. А при дальнейшем увеличении этого показателя изменения становятся необратимыми.

К палладию ученые добавляют элементы платиновой группы. За счет этого им удается существенно улучшить свойства драгоценного металла. К примеру, при добавке рутения и родия химический элемент становится вдвое прочнее и эластичнее.

Химические

Активное применение палладия в различных сферах деятельности объясняется также и его химическими свойствами. В первую очередь нужно отметить, что он обладает достаточно высокой инертностью, а также гальванической стойкостью, что у современных металлов встречается крайне редко. Такие свойства объясняются атомным строением элемента. Также стоит сказать, что он никак не взаимодействует с кислотами, молекулами воды и щелочами, поэтому простейшие школьные опыты на нем поставить не удастся, хотя и доставать его для таких целей вряд ли кто-то согласится.

Если нагреть металл до 350 градусов, его стойкость будет оставаться стабильной. А вот при увеличении данного показателя он начнет окисляться. В результате такой реакции на поверхности металла образуется тускловатая оксидная пленка. Если же нагреть его до 850 градусов, можно наблюдать ее распад. Объясняется это явление тем, что в диапазоне температур от 800 до 850 градусов элемент уже имеет устойчивость к окислению и не поддается ему.

Не так давно ученые выяснили один интересный факт. Суть его в том, что раствор азотной кислоты способен делать тоньше чистую титановую пластину на 19 мм в год, а в случае сплава палладия с тем же титаном истончение будет происходить гораздо медленнее - всего 0,10 мм в год.

Нагреваясь до 500 градусов, элемент успешно взаимодействует с различными окислителями, в том числе и фтором. Благодаря этому научные работники смогли провести уже немало исследований.

Дополнительным химическим свойством палладия можно назвать его способность усиливать антикоррозионные возможности титана. При добавлении к этому элементу драгоценного металла, его стойкость к агрессивным средам существенно возрастает.

Биологические

Медицинская область применения палладия пока еще не до конца исследована. На данный момент ученые еще выясняют биологические свойства данного элемента. Но зато они уже обнаружили его целебные возможности, благодаря чему он активно используется в медицине в виде комплексных соединений для получения цитостатических препаратов.

Где добывается палладий

Сегодня за использование палладия на территории России стоит поблагодарить компанию «Норильский никель». Именно она удерживает первое место по добыче этого драгоценного металла. Холдинг занимается производством порядка 41% палладиевого сырья на всем земном шаре. Главные залежи располагаются на полуострове Таймыр, что находится в Заполярье. Там присутствуют медно-никелевые месторождения, где и проводятся мероприятия по добыче драгоценного элемента.

Вторым государством по уровню получения палладия считается ЮАР. Здесь присутствуют месторождения, которые обеспечивают около 38% добычи металла в мире.

Оставшуюся долю, которая составляет 21%, делят на несколько месторождений, расположенные в таких странах:

Канада - 9%;
Зимбабве - 3%;
Северная Америка - 6%;
Колумбия, Австралия и прочие (вместе) - 3%.

Использование металла в медицине

А где используется палладий? Если говорить конкретно о медицинской области, то здесь из этого элемента создаются всевозможные вспомогательные средства для зубопротезирования. Также он применяется при производстве электрокардиостимуляторов. Кроме того, палладий применяется для лечения онкологических заболеваний - его используют при изготовлении противоопухолевых лекарственных препаратов.

Важность в ювелирном деле

Особенно важно использование палладия в промышленности ювелирной, так как изделия с его участием получаются достаточно привлекательными и радуют глаз не только прекрасных дам, но и противоположного пола. Как правило, рассматриваемый металл применяется как самостоятельное украшение, но иногда выступает в качестве дополнения к изделиям из серебра и золота. С другими драгоценными металлами сочетать его не принято. Кроме того, изделия с его непосредственным участием практически никогда не дополняют ценными камнями.

Палладий в автомобилестроении

Применение палладия в промышленности, а точнее автомобилестроении, не столь широко. С его участием изготавливаются только катализаторы. Хотя уже несколько лет ученые раздумывают над тем, куда еще можно применить данный элемент в этой области.

Статистика недавнего времени указывает на то, что за последние годы количество применяемого в автомобилестроении палладия уменьшилось примерно втрое. Хотя при этом его добыча была увеличена более чем на 25%. Причина таких явлений кроется в стоимости металла - она растет вместе с потребностями автомобильной индустрии.

Другие области применения

Где используется палладий в промышленности? Предоставленный выше перечень отраслей не является исчерпывающим. Такой драгоценный элемент также активно эксплуатируется в таких областях:

Электротехническая и электронная. Здесь рассматриваемый металл принимает активное участие в создании терморегуляторов, конденсаторов, термопар, а также электроразъемов. Все это с участием рассматриваемого элемента начало производиться не так уж и давно. Технология довольно быстро завоевала популярность, поэтому в этом направлении пока изменений по поводу устранения палладия вовсе или же добавления новых изделий на его основе не планируется.
Химическая. Работники этой индустрии активно используют элемент в роли катализатора, то есть специального ускорителя для определенных реакций. К сожалению, взаимодействует он далеко не со всеми элементами таблицы Менделеева, но это не мешает разрабатывать новые реакции с его непосредственным участием.
Инвестиционная. Как ни странно, палладию и тут нашли выгодное применение. Из него чеканят ценные монеты и используют при финансовых вложениях.
Пищевая. Здесь также можно встретить рассматриваемый элемент. Его иногда применяют при создании элементов посуды. Это обеспечивается тем известным фактом, то драгоценный металл обладает химической нейтральностью. При этом изготавливаемые с его участием изделия практически ничем не отличаются от обычных, но цена их на порядок выше.

Расценки

За один грамм палладия в чистом виде придется отдать не менее 1 300 рублей. Что касается изделий, в которые он входит, здесь все зависит на процент содержания данного металла.

Специалисты, которые скупают драгоценный элемент, самостоятельно разделяют цены таким образом:

контакты, иглы, спицы и прочее (содержание палладия составляет 18-28%) - около 350 рублей за один грамм;
накрутка со струн и другие вещи (80 % элемента в составе) - более тысячи рублей за 1 г;
монеты (советские 5, 10 и 25 рублей - содержат порядка 99,9% этого металла) - от 1400 рублей;
лом радиодеталей (ограничители, резисторы, лигатура ШИВ, фильтры противогаза) - стоимость высчитывается поштучно, исходя из веса, категории товаров и прочих характеристик;
хлорид палладия (коричневый порошок с кристаллами) - тысяча рублей за килограмм.

Заключение

Хотя палладий и считается редким металлом, информации о нем добыто вполне достаточно, чтобы понять, что он собой представляет. Он имеет множество интересных свойств и его изучение все еще продолжается. Перечень отраслей промышленности, в которых может быть использован указанный элемент, постоянно расширяется. Стоимость палладия не такая уж и высокая, как можно предположить на первый взгляд, хотя приобретать такой товар спешат лишь единицы.

Крупнейшие потребители палладия - автоконцерны, которые используют его в катализаторах дожигания выхлопных газов (нейтрализаторах). На втором месте производители электроники. И только потом по мере убывания идут: медицина и стоматология, химическая промышленность, ювелирная промышленность и прочие.

Палладий относительно дёшев (примерно в четыре раза дешевле платины), и это делает его самым перспективным из всех его собратьев. Везде, где возможно (а это возможно в очень многих случаях по причине схожести свойств), более дорогую платину целесообразно заменять палладием.

Как и все платиновые металлы, палладий - отличный катализатор. В присутствии палладия начинаются и идут при низких температурах многие практически важные реакции. Гидрирование органических продуктов палладий ускоряет даже лучше, чем такой испытанный катализатор, как никель. Многие крупнотоннажные производства неорганических и органических продуктов - серной, азотной, уксусной кислот, аммиака, хлора, каустической соды, удобрений, взрывчатых веществ, высокооктанового бензина, фармацевтических препаратов, волокон и полимеров не обходятся без катализаторов из этого благородного металла. В электронике палладий широко применяют для изготовления многослойных керамических конденсаторов, которые используют в производстве мобильных телефонов, пейджеров, компьютеров, широкоэкранных телевизоров и других электронных приборов.

В 70-х годах произошло резкое перераспределение структуры потребления палладия. Его начали использовать в катализаторах дожигания автомобильных выхлопных газов - нейтрализаторах. И если раньше по применению палладия лидировала электронная промышленность, то сейчас на нейтрализаторы расходуется больше половины объёма ежегодно производимого в мире палладия. В связи с тем что и в Европе и в США вводят всё более жёсткие нормы на выхлопные газы, потребность в палладии постоянно растёт. Правда, Россия пока не относится к числу потребителей автомобильных катализаторов, хоть и располагает необходимыми тонкими технологиями. Дело в том, что действие автомобильного катализатора напрямую зависит от качества бензина: если оно плохое (с большим содержанием сероорганических соединений), то катализатор не работает. Но Россия тоже принимает, хоть и с опозданием, европейские нормы по выхлопам, а значит, рано или поздно нашей автомобильной промышленностью наш же палладий также будет востребован. Кроме того, без катализатора не сделаешь и бензин хорошего качества, поэтому здесь тоже открывается широкое поле для будущего применения.

В онкологии произошёл переворот после того, как платиновые препараты начали использовать для лечения злокачественных образований. Каждый год учёные синтезируют в медицинских целях всё более эффективные и безопасные соединения платины. Сейчас многие институты и компании пытаются найти биоактивные препараты среди других соединений платиновой группы, в том числе палладия.

В химической промышленности палладиевые мембраны нужны не только для производства сверхчистого водорода, но и вообще во всех реакциях дегидрирования. Понятно, что если в реакторе стоит такая мембрана, то водород, просачиваясь через неё, тут же выводится из зоны реакции, а это позволяет провести дегидрирование с большим выходом и меньшими затратами.

В будущих водородных технологиях палладий потребуется не только для получения чистого водорода, но ещё как минимум в двух ключевых моментах. Во-первых, один из электродов в топливном элементе может содержать палладий в каталитических количествах. Во-вторых, палладиевые катализаторы используются в реакциях получения водорода из жидких углеводородов, например из метанола.

С помощью палладия можно попробовать решить проблему хранения водорода. А это пока один из лимитирующих моментов развития водородной энергетики. Поглощённый палладием водород легко выходит в вакуум при небольшом нагреве. Но эта технология хранения очень дорогая, поэтому пока специалисты считают более перспективными другие способы хранения и перевозки водорода.

В ювелирном деле палладий используется в качестве компонента палладиевых сплавов и сплавов белого золота и платины. В последнее время его все чаще применяют для изготовления ювелирных украшений. В сплавах используемых в ювелирном деле (например, для получения сплава золото-палладий - т. н. «белое золото»), в целом палладий даже в незначительном количестве (1 %) способен резко изменить цвет золота в серебристо-белый. Основные сплавы палладия с серебром в ювелирном деле имеют пробу 500 и 850(наиболее технологичны и привлекательны).

Легирование сплавов золота палладием и серебром позволяет получать благородный белый цвет при содержании палладия 10-12 % и серебра 5-10 %. Золото-серебряный сплав пробы 9 карат (содержание золота - 37,5%), легко обрабатывается, но из-за значительного содержания серебра склонен к потускнению. Палладий более плотный металл, чем золото, поэтому аналогичные изделия из палладия будут более тяжелыми и, соответственно, более дорогими, чем из золота. Кроме того, хотя золото и палладий обладают неограниченной растворимостью в жидком и твердом состоянии, высокая температура плавления палладия (1550°С) усложняет процессы плавки. Однако сплавы золота с палладием обладают и целым рядом преимуществ: у них значительно выше пластичность, они устойчивы к потере цвета при нагреве, имеют более интенсивный блеск после финишной обработки.

Палладий используется для изготовления специальной химической посуды, стойких к коррозии деталей высокоточных измерительных приборов. Определённое количество палладия расходуется для изготовления химической аппаратуры для производства плавиковой кислоты (сосуды, перегонные кубы, детали насосов, реторты).

Палладий - элемент побочной подгруппы восьмой группы пятого периода периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, атомный номер 46. Обозначается символом Pd (лат. Palladium). Простое вещество палладий - пластичный переходный металл серебристо-белого цвета. Благородный металл платиновой группы.
Известны крупные месторождения палладия на Урале, Аляске, а также в Австралии, Колумбии, Трансваале (Африка), Канаде.
Палладий, главным образом, палладий получают при переработке сульфидных руд никеля, серебра и меди.

В 2012 году, по оценке Johnson Matthey, произошло снижение общемирового предложения палладия на 11% до 204,4т, самого низкого уровня с 2003 года. Отмечалось снижение объемов первично аффинированного палладия, а также значительное сокращение поставок из российских госзапасов по сравнению с уровнем последних лет.
В 2012 году сократились поставки палладия из Южной Африки, соответствующее падению производства платины. Учитывая перерывы из-за трудовых конфликтов и закрытие ряда производств в этой стране, в 2012 году было отмечено снижение объемов поставок палладия по сравнению с прошлым годом на 9,1% до 72,5т.
В России, с учетом производства Норильского Никеля в 2012 году, выпуск аффинированного металла сократился на 2,6% до 81,8т. В 2012 году поставки российской добывающей промышленности были дополнены продажами из госзапасов, оценочно в объеме 7,8т, что на 16,3т ниже уровня 2011 года. По данным Johnson Matthey, в 2012 году эти запасы были реализованы почти полностью. Также было отмечено дальнейшее увеличение поставок из Зимбабве при сохранении объемов предложения из Северной Америки и других регионов на неизменном уровне.
В 2012 году было отмечено сокращение объемов утилизации палладия на 4,4% до 70,9т. Это связано с намерениями сборщиков лома придержать лом автокатализаторов до повышения цен. В связи с увеличением числа транспортных средств, поступающих на переработку, и повышением среднего уровня вложений палладия в долгосрочной перспективе ожидается рост объемов металла, утилизируемого из отработанных автокатализаторов. Прогнозируется сокращение утилизации палладия из ювелирных изделий из-за снижения объемов ювелирного лома, возвращаемого на переработку в Китае. В то же время из ювелирной торговли Китая поступает информация о значительном увеличении доли металла из возвращаемых потребителями старых палладиевых украшений в объеме брутто-спроса. Увеличение объемов палладия, утилизированного из электронного лома, достигло нового максимума в 16,2 тонн.

* данные US Geological Survey

Палладий часто применяется как катализатор, в основном в процессе гидрогенизации жиров и крекинге нефти. Хлорид палладия используется как катализатор и для обнаружения микроколичеств угарного газа в воздухе или газовых смесях.
Другой областью применения палладия является очистка водорода - так как водород очень хорошо диффундирует через палладий. Также, палладий способен исключительно эффективно обратимо аккумулировать водород. Для экономии дорогостоящего палладия при производстве мембран для очистки водорода и разделении изотопов водорода, разработаны сплавы его с другими металлами (наиболее эффективен и экономичен сплав палладия с иттрием).
Палладий также используется в гальванотехнике. Хлорид палладия применяется в качестве активирующего вещества при гальванической металлизации диэлектриков - в частности, осаждении меди на поверхность слоистых пластиков при производстве печатных плат в электронике.
Палладий и сплавы палладия используется в электронике - для покрытий, устойчивых к действию сульфидов (преимущество перед серебром). В частности, палладий постоянно расходуется для производства реохордов прецизионных сопротивлений высокой точности (военная и аэрокосмическая техника), в том числе в виде сплава с вольфрамом (например ПдВ-20М). Применение в данных узлах обусловлено высокой износоустойчивостью палладия, что идеально подходит для его использования в контактных группах. Также палладий входит в состав керамических конденсаторов (тип КМ), с высокими показателями температурной стабильности ёмкости в высокочастотной аппаратуре радиовещания, радиосвязи, телевидения.
Палладий применяется в сплавах используемых в ювелирном деле (например, для получения сплава золото-палладий - т.н. «белое золото»), в целом палладий даже в незначительном количестве (1%) способен резко изменить цвет золота в серебристо-белый. Основные сплавы палладия с серебром в ювелирном деле имеют пробу 500 и 850 (наиболее технологичны и привлекательны).
Из палладия иногда чеканятся памятные монеты в ограниченном количестве. Из палладия и его сплавов изготавливают медицинские инструменты, детали кардиостимуляторов, зубные протезы; В некоторых странах незначительное количество палладия используется для получения цитостатических препаратов - в виде комплексных соединений, аналогично цис-платине.
Другие области применения палладия - это изготовление специальной химической посуды, стойких к коррозии деталей высокоточных измерительных приборов, прецизионных механических инструментах. Определённое количество палладия расходуется для изготовления химической аппаратуры для производства плавиковой кислоты (сосуды, перегонные кубы, детали насосов, реторты). Покрытия из палладия применяются для нанесения на электрические контакты для предотвращения искрения.
В результате динамичного роста производства автомобилей с бензиновыми двигателями и активного замещения платины палладием в дизельных катализаторах в 2012 году было отмечено повышение спроса на палладий для автокатализаторов на 7% до нового рекордного уровня в 205,7т. Увеличение брутто-спроса было наиболее значительным в Северной Америке, где двузначные показатели повышения продаж стимулировали рост производства на 14%. Это более чем в два раза выше темпов роста в Китае, который до недавнего времени был самым быстрорастущим автомобильным рынком в мире. Положительное влияние на спрос на палладий в течение 2012 года также оказало восстановление японского промышленного производства как внутри страны, так и на японских предприятиях за рубежом, особенно в Северной Америке и Китае. Лишь в Европе отмечалось сокращение спроса на палладий для автокатализаторов в связи с падением продаж и объемов производства транспортных средств.
В 2012 году произошло сокращение промышленного спроса на палладий на 4,3% до 73,6т. В то время как волна строительства новых химических производств в Китае способствовала закупкам палладия для новых загрузок катализаторов, в электротехническом секторе отмечено снижение спроса. Долгосрочная тенденция замены палладий-содержащих компонентов на более дешевые альтернативы из цветных металлов во всех областях за исключением наиболее узкоспециализированных высокотехнологичных секторов ведет к сокращению объемов применения палладия. Продолжающаяся миниатюризация деталей, для которых требуется все меньше металла, также негативно отражается на объемах спроса на палладий, даже несмотря на повышение количества таких деталей на одно устройство.
Некоторый рост применения палладия с изначально низкого уровня в 2012 году был отмечен в секторе контроля выхлопов недорожной техники. Как правило, палладий наряду с платиной используется в дизельных катализаторах окисления и фильтрах твердых частиц.
После сокращения позиций ETF более чем на 17,6 тонн в 2011 году, в 2012 году были отмечены нетто-инвестиции в объеме 12,0т благодаря более оптимистичным настроениям инвесторов. Вслед за резким сбросом активов в конце 2011 года инвесторы вернулись на рынок, вероятно благодаря снижению доступности металла из-за сокращения поставок из российских госзапасов, и повышения спроса для автокатализаторов. В отличие от предшествующего поведения инвесторов на рынке палладия и их текущей тактики на платиновом инвестиционном рынке, в секторе палладиевых ETF происходило наращивание объемов закупок палладия, благодаря снижению цены на протяжении большей части первого полугодия. При повышении цены в августе закупки палладия ETF продолжались, однако в сентябре наблюдалась ликвидация позиций.
В 2012 году произошло очередное падение спроса на палладий для ювелирного производства на 12,1% до 13,8т. Недостаточно четкое позиционирование и отсутствие эффективной маркетинговой программы оказывали негативное влияние на ювелирный спрос на крупнейшем китайском рынке, где брутто-спрос сократился на 21% до 7,5т. В Европе наблюдалось некоторое увеличение выпуска палладиевых украшений в секторе мужских обручальных колец, хотя и с низкой базы.

Производство и потребление палладия в мире, тонн*

год	2008	2009	2010	2011	2012
Всего добыча	227.5	220.9	228.8	228.8	203.5
Вторичное производство	50.2	44.5	57.5	74.2	70.9
Всего производство	277.7	265.3	286.3	303.0	274.4
Автомобили	138.9	126.0	173.6	191.4	205.7
Химическая промышленность	10.9	10.1	11.5	13.7	16.5
Медицинская промышленность	19.4	19.8	18.5	16.8	16.5
Электротехника	42.6	42.6	43.9	42.8	37.3
Ювелиры	30.6	24.1	18.5	15.7	13.8
Инвестиции	13.1	19.4	34.1	-17.6	14.6
Прочее	2.3	2.2	2.7	3.3	3.3
Всего потребление	257.8	244.2	302.8	266.2	307.7
Баланс рынка	19.9	21.2	-16.5	36.8	-33.3

* данные Johnson Matthey (Platinum Today)

Пик цен на палладий пришелся на 2000 год, когда резко увеличилось потребление данного металла в производстве автокатализаторов в результате введения ограничений на выхлопы в Европейском союзе. Цена палладий подскочила с уровня 250-300 долл./унц. в 1998-1999 годах до 700 долл./унц в 2000 году.
В последующие годы в результате замещения палладия в автокатализаторах платиной, цены на палладий резко упали и уже в период с 2003 по 2005 год составиляли не более 240 долл./унц. Несколько дороже палладий стоил в следующие четыре года - порядка 300 долл./унц.
Новый рост цен на палладий начался в 2010 году. Тут сказался как общий экономический рост в мире после кризиса 2008-2009 годов, а следовательно и повышение потребления металла во многих отраслях, так и возращение палладия как основного металла в автокатализаторах, ввиду значительного рост цен на платину. Дело в том, что в автокатализаторах платина и палладий замещают друг друга, поэтому автопроизводители ориентируются на более дешевый металл. Вместе с тем, сказывается это на ценах не сразу, так как производителям автомобилей необходимо время - обычно два-три года, чтобы отреагировать на изменение на рынке.
В 2012 году цена на палладий оставалась на относительно низком уровне (по сравнению с уровнем 2011 года), даже в последнем квартале, когда возникли опасения по поводу возможных перебоев поставок из Южной Африки. Несмотря на распространенное мнение о возможности возникновения дефицита на рынке из-за сокращения поставок из российских госзапасов и устойчивого спроса в секторе автокатализаторов, поддерживавшее позитивный настрой инвесторов, устойчивого роста цены, как в предыдущие годы, не происходило. Значительные запасы металла, скопившиеся в инвестиционном и ювелирном секторах, вероятно, смягчали опасения по поводу возникновения реального дефицита на рынке палладия.

В 2013 году ожидается падение предложения палладия в связи с сокращением объемов выпуска в России и ограниченными возможностями наращивания производства в Южной Африке. Прогнозируется еще один год устойчивого спроса для автокатализаторов и в промышленности, а также увеличение объемов утилизации металла из отработанных автокатализаторов.
Johnson Matthey прогнозирует снижение мирового предложения палладия в 2013 году в связи с последним сокращением объемов российского производства, медленными темпами восстановления добывающей промышленности Южной Африки после перебоев в производстве, а также сохраняющейся неопределенностью в вопросе рентабельности эксплуатации ряда месторождений в этой стране. В 2013 году ожидается увеличение утилизации палладия из отработанных автокатализаторов, вторичный металл, полученный из этого источника, позволит частично компенсировать сокращение предложения первичного металла.
В связи с наращиванием выпуска автомобилей на ряде рынков и ростом объемов использования палладия в технологиях контроля выхлопов мы ожидаем очередного увеличения закупок для автокатализаторов с прогнозируемого рекордно высокого уровня 2012 года.
Несмотря на сохранение неопределенности относительно перспектив увеличения выпуска автомобилей в Европе из-за рецессии в ряде стран, ожидается повышение спроса на палладий в производстве катализаторов для легковых автомобилей, обусловленного ростом выпуска бензиновых моделей и замещением платины на палладий в дизельных катализаторах.
Ожидается снижение спроса на палладий для производства автокатализаторов в Японии по сравнению с периодом восстановления после стихийного бедствия, однако в других регионах мы прогнозируем рост. В Северной Америке потребители, вероятно, продолжат использовать преимущества доступных кредитов на покупку новых автомобилей, что будет способствовать росту производства автомобилей и повышению спроса на палладий для катализаторов тройного действия. Увеличение выпуска в Индии и Китае также будет способствовать повышению закупок.
Основным фактором роста промышленного спроса на палладий, вероятно, станет наращивание производственных мощностей в химической промышленности, особенно в Азии, для удовлетворения растущего спроса на потребительские товары. Однако Johnson Matthey прогнозирует сокращение спроса в тех областях применения, где палладий в долгосрочной перспективе конкурирует с более дешевыми альтернативными материалами, особенно в электротехнике и стоматологии.
Ожидаются стабильные брутто-закупки палладия ювелирной промышленностью в Европе и Северной Америке, где он занял свою нишу в секторе мужских украшений, включая обручальные кольца.
В Китае вероятно сохранение понижательной тенденции, т.к. на этом рынке палладий испытывает конкуренцию со стороны других металлов в аналогичной ценовой категории, включая сплавы белого золота пониженной чистоты.
В секторе инвестиций в физический металл, в случае роста цен при падении производства в Южной Африке ниже запланированного уровня, возможны как дополнительные закупки со стороны ETF, так и параллельная фиксация прибыли. В целом мы прогнозируем положительные показатели инвестиционного спроса на палладий.

Палладий (лат. Palladium) в периодической системе обозначается символом Pd — химический элемент с атомным номером 46 и атомной массой 106,42. Является элементом второй триады (платиновые металлы) побочной подгруппы, восьмой группы пятого переходного периода периодической системы Дмитрия Ивановича Менделеева. Палладий - серебристо-белый благородный металл по внешнему виду схожий с серебром, на этом их сходство не заканчивается, ведь сорок шестой элемент самый легкий из платиновых металлов. По плотности (12,02 г/см3) палладий ближе к серебру (10,49 г/см3), чем к родственной платине (21,5 г\см3). Палладий тяжелый тугоплавкий пластичный ковкий металл, который легко прокатывается в фольгу и протягивается в тонкую проволоку.

Природный палладий состоит из шести стабильных изотопов: 102Pd (1,00 %), 104Pd (11,14 %), 105Pd (22,33 %), 106Pd (27,33 %), 108Pd (26,46 %) и 110Pd (11,72 %). Наиболее долгоживущий искусственный радиоактивный изотоп 107Pd с периодом полураспада семь миллионов лет. Многие изотопы палладия в сравнительно небольших количествах образуются при делении ядер урана и плутония. В современных ядерных реакторах в 1 т ядерного топлива при степени выгорания 3 %, содержится около 1,5 кг палладия.

Палладий был открыт английским врачом и химиком Вильямом Волластоном в 1803 году при изучении сырой платины, привезенной из Южной Америки, в той ее части, которая растворима в царской водке. Растворив руду, Волластон нейтрализовал кислоту раствором NaOH, после чего осадил платину из раствора действием хлорида аммония NH4Cl (в осадок выпадает хлорплатинат аммония). Потом к раствору был добавлен цианид ртути, при этом образовался цианид палладия. Чистый палладий был выделен из цианида нагреванием. Лишь через год Волластон доложил Королевскому обществу о том, что им в сырой платине обнаружены палладий и еще один новый благородный металл - родий. Само название нового элемента - палладий (Palladium) Волластон произвел от названия малой планеты Паллады (Pallas), открытой незадолго до этого (1801) немецким астрономом Ольберсом.

Сорок шестой элемент благодаря ряду своих замечательных физико-химических свойств нашел широкое применение во многих областях науки и жизни. Так из палладия изготовляют некоторые виды лабораторной посуды, а также детали аппаратуры для разделения изотопов водорода. Весьма ценное применение находят сплавы палладия с другими металлами. Например, сплавы сорок шестого элемента с серебром применяют в аппаратуре связи (изготовление контактов). В терморегуляторах и термопарах используются сплавы палладия с золотом, платиной и родием. Определенные сплавы палладия применяются в ювелирном деле, зубоврачебной практике (зубные протезы) и даже идут на изготовление деталей кардиостимуляторов.

При нанесении на фарфоровые, асбестовые и прочие носители, палладий служит катализатором ряда окислительно-восстановительных реакций, что широко используется при синтезе ряда органических соединений. Палладиевый катализатор применяют для очистки водорода от следов кислорода, а также кислорода от следов водорода. Раствор хлористого палладия - прекрасный сигнализатор наличия угарного газа в воздухе. Покрытия из палладия применяются для нанесения на электрические контакты для предотвращения искрения и повышения их коррозионной стойкости (палладирование).

В ювелирных изделиях палладий используется как в качестве компонента сплавов, так и сам по себе. Кроме того, банк России чеканит из палладия памятные монеты в очень ограниченном количестве. Небольшое количество палладия расходуется в медицинских целях - приготовление цитостатических препаратов - в виде комплексных соединений, аналогично цис-платине.

Биологические свойства

Ученые определенно ничего не могут сказать о биологической роли палладия в живых организмах, возможно дальнейшие исследования свойств данного платиноида выявят его значимость в определенных биологических процессах.

Тем не менее, роль данного элемента в медицине достаточно велика. Так в некоторых странах (включая Россию) определенное количество палладия используется для получения цитостатических препаратов - в виде комплексных соединений, аналогично цис-платине. Сразу же после открытия Розенбергом цитостатического действия платины, ученые всего мира приступили к изучению данного явления и синтезированию в медицинских целях всё более эффективных и безопасных соединений платины. Последние годы ведущие мировые медицинские институты и крупные компании пытаются найти биоактивные препараты среди других соединений платиновой группы, в том числе палладия. Этот благородный металл убивает и замедляет рост раковых клеток не хуже платины, но зато почти в десять раз менее токсичен. Противоопухолевые препараты на основе палладия проходят последние клинические испытания и вскоре могут оказаться на вооружении врачей-онкологов.

Другое довольно важное назначение палладия и его сплавов связано с высокой биологической совместимостью этого металла - изготовление медицинского инструментария, деталей кардиостимуляторов и зубных протезов. Уже сейчас применение традиционных неблагородных сплавов на основе кобальта, никеля и хрома для ортопедической стоматологии существенно сокращается в связи с частыми случаями возникновения побочных реакций у ряда пациентов, чувствительных к влиянию неблагородных металлов.

Что же заменит устаревшие материалы? Ответ очевиден - сплавы благородных металлов, в том числе платиноидов и палладия в частности. Один из таких сплавов - палладент («Суперпал»), содержащий 60 % палладия и 10 % золота. Сплав обладает красивым серебристо-серым металлическим цветом, надежными прочностными характеристиками, биологически совместим. В челюстно-лицевой хирургии применяется для изготовления протяжённых мостовидных протезов. Другой сплав, содержащий палладий - плагодент («Супер КМ»). На 98 % состоит из благородных металлов (кроме палладия содержит золото и платину), имеет светло-желтый цвет и предназначен для изготовления цельнолитых протезов, вкладок, полукоронок, мостовидных протезов преимущественно с керамическим или ситалловым покрытием.

Палладий использует и пищевая промышленность. После того, как в ряде стран выяснилось, что никель стал причиной всплеска аллергии населения, многие обвинили в этом посуду из этого материала. Однако последующие исследования опровергли эту гипотезу и установили истинную причину аллергической реакции - никель был обнаружен в пище, а точнее в маргарине, производимом из растительного масла. Дело в том, что по технологическому процессу масло должно стать твердым, для этого его гидрируют, то есть насыщают молекулы водородом с помощью катализатора. В роли такового долгое время выступал никель. Для интенсификации процесса порошок катализатора интенсивно перемешивают с растительным маслом при высокой температуре, а затем от катализатора избавляются путем фильтрации, однако, полностью никель не удаляется, а уж если происходит сбой в процессе, то в конечный продукт поступает довольно большое количество этого аллергена.

Решить эту проблему удалось благодаря разработкам ученых Нефтехимического института имени А.В. Топчиева. Им удалось создать катализатор на основе палладия, нанесенного на оксид алюминия. Это внедрение позволило решить сразу несколько проблем: палладий инертен и безопасен для человека, кроме того, во много раз эффективнее никеля, значит, его нужно в тысячи раз меньше. Есть и другие преимущества палладиевого катализатора - его легче удалить из конечного продукта и структура молекул последнего «расшифровывается» организмом легче, чем в случае никелевого катализатора, поэтому «палладиевый» маргарин легче усваивается.

Известно, что палладий часто используется ювелирами в сплавах с другими благородными металлами. Так сплавы 583-ей и 750-ой проб называемые «белым золотом» могут содержать от десяти процентов палладия и больше. В нашей стране правительством официально установлены пробы палладия 500 и 850. Эти пробы наиболее распространены в ювелирных изделиях.

Еще одна палладиевая проба, пользующаяся популярностью - 950. Связано это с тем, что из металла, такой пробы делают обручальные кольца, как альтернативу кольцам из белого золота с родированным покрытием. Дело в том, что родий довольно быстро стирается с поверхности кольца, и не каждый сможет ежегодно обновлять дорогостоящее покрытие. Палладиевые кольца имеют абсолютно такой же внешний вид, как золотые, но не требуют ежегодного обновления. Помимо стандартных сплавов палладия в ювелирном производстве иногда используются декоративные соединения палладия с индием, образующие широкую цветовую гамму от золотистого до сиреневого. Однако изделия из такого сплава - большая редкость.

В 1988 году впервые были отчеканены из палладия 25-рублевые монеты в серии «1000-летие древнерусской монетной чеканки, литературы, зодчества, крещения Руси». На монете весом 31,1 г высшей 999 пробы изображен памятник князю Владимиру Святославовичу в Киеве. В Базеле на Международной нумизматической выставке эта серия признана лучшей программой года, получив первый приз за качество исполнения.

Выпуск таких монет был ограниченным и продолжался недолго, по этой причине монеты имеют высокую коллекционную стоимость. Наибольшую ценность представляют две серии монет (выпуск 1993-1994 гг.): «Первое русское кругосветное путешествие. 1803-1806» - «Шлюп "Надежда"» с портретом И. Ф. Крузенштерна, «Шлюп "Нева" (Ю.Ф. Лисянский)». Вторая серия «Первая русская антарктическая экспедиция. 1819-1821» - «Шлюп "Мирный" (М.П. Лазарев)», «Шлюп "Восток" (Ф. Ф. Беллинсгаузен)». Также представлены монеты серии «Россия и мировая культура» - «А. Рублев», «М. П. Мусоргский», монеты серии «Русский балет» и посвященные российским монархам.

В мире немало наград и премий, которые вручаются выдающимся ученым. Существует медаль имени Уильяма Хайда Волластона, изготовленная из чистого палладия. Учреждена эта награда была почти два века назад (1831) Лондонским геологическим обществом и по началу изготовлялась из золота. Лишь в 1846 году известный английский металлург Джонсон извлек из бразильского палладистого золота чистый палладий, предназначавшийся исключительно для изготовления этой медали. В числе удостоенных медали имени Волластона был Чарльз Дарвин, а в 1943 году медаль была присуждена советскому ученому академику Александру Евгеньевичу Ферсману за его выдающиеся минералогические и геохимические исследования. Сейчас эта медаль хранится в Государственном Историческом музее.

Однако это не единственная палладиевая медаль. Вторую, присуждаемую за выдающиеся работы в области электрохимии и теории коррозионных процессов, учредило Американское электрохимическое общество. В 1957 году этой наградой были отмечены труды крупнейшего советского электрохимика академика А. И. Фрумкина.

В заслуги Уильяма Волластона входит не только открытие палладия (1803) и родия (1804), получение первой чистой платины (1803), но и независимое от И. Риттера открытие ультрафиолетового излучения. Кроме того, Волластон сконструировал рефрактометр (1802) и гониометр (1809).

Палладиевая промышленность в России появилась сравнительно поздно. Лишь в 1922 году Государственный аффинажный завод выпустил первую партию русского аффинированного палладия. Этим было положено начало промышленному получению палладия в нашей стране.

Известно, что палладий способен усилить антикоррозионные свойства даже такого стойкого к агрессивным средам металла, как титан. Добавка палладия всего в 1 % повышает устойчивость титана к серной и соляной кислотам. Так за год пребывания в соляной кислоте пластинка из нового сплава теряет всего 0,1 миллиметра своей толщины, в то время как чистый титан за тот же срок утончается на 19 миллиметров. Раствор хлорида кальция вовсе не действует на сплав, титан же ежегодно теряет до двух миллиметров в агрессивной среде. В чем же секрет такого сплава? Дело в том, что кислота взаимодействует в первую очередь с палладием и тут же поверхность второго компонента сплава покрывается тончайшей окисной пленкой - деталь как бы надевает на себя защитную рубашку. Это явление было названо учеными самопассивацией (самозащитой) металлов.

История

Честь открытия палладия принадлежит англичанину Уильяму Хайду Волластону, выделившему новый металл из сырой платины южноамериканских рудников в 1803 году. Кто же этот человек, чьим именем названа медаль из чистого палладия, ежегодно присуждаемая Лондонским геологическим обществом?

В конце восемнадцатого века Уильям Волластон был одним из многих никому не известных лондонских врачей, практиковавших в бедных рабочих районах. Работа, не приносившая дохода, не могла устроить умного и предприимчивого молодого человека. В те времена врачу приходилось иметь навыки не только медика, но и владеть аптекарским делом, что в свою очередь предполагало отличное знание химии. У.Х. Волластон оказался отменным химиком - изучая платину, он изобрел новый способ изготовления платиновой посуды и наладил ее производство. Стоит упомянуть, что в те годы платиновая посуда для химических лабораторий была необходимостью, ведь ажиотаж вокруг научных открытий был таким же, как во времена алхимиков вокруг философского камня. Неслучайно на рубеже XVIII и XIX вв. открыто около 20 новых химических элементов!

Неудивительно, что новое предприятие англичанина стало приносить ему немалый доход, достаточный чтобы оставить бесперспективную медицинскую практику. Продукция, производимая Волластоном, пользовалась спросом далеко за пределами туманного Альбиона, позволяя англичанину не беспокоясь о денежном вопросе, заниматься новыми химическими изысканиями. Совершенствуя технику аффинажа и очистки платины от примесей, химик пришел к мысли о возможности существования платиноподобных металлов.

Платина, с которой приходилось работать Волластону, являлась побочным продуктом, получаемым при промывке золотоносных песков в далекой Колумбийской республике. Помимо золота она содержала примеси ртути, от которых необходимо было избавиться. Сырую платину он растворял в царской водке, после осаждал из раствора только платину - особо чистым нашатырем NH4Cl. Тогда-то Волластон отметил, что осаждаемый раствор имеет розовый оттенок, которого не могут дать такие примеси, как золото и ртуть. Добавив к окрашенному раствору цинк, химик получил осадок черного цвета, который он высушил, а затем растворил в царской водке. Оказалось, что растворяется лишь часть черного порошка. Разведя концентрат водой, Волластон добавил цианид калия, в результате чего образовался обильный осадок оранжевого цвета, который при нагревании приобретал серый цвет. Серый осадок сплавлялся в металл, который по удельному весу был меньше ртути. Растворив полученный металл в азотной кислоте, Волластон получил растворимую часть, которая и была палладием и нерастворимую, из которой он выделил другой платиноид - родий.

Свое название родий получил от греческого слова «розовый», ведь соли родия придают раствору розовый цвет. Что касается палладия, то его Волластон назвал в честь одного астрономического открытия, произошедшего ранее. Незадолго до открытия палладия и родия (в 1802 г.) немецкий астроном Ольберс обнаружил в солнечной системе малую планету и в честь древнегреческой богини мудрости Афины Паллады так и назвал ее Палладой.

Что же Волластон предпринял после открытия нового элемента? Он не стал сразу же заявлять об этом, а распространил анонимную рекламу о продаже нового металла палладия в магазине торговца минералами Форстера. Сообщение о новом благородном металле - «новом серебре» заинтересовало многих, в том числе и химика Ричарда Ченевикса. Имея типичный вспыльчивый и неудержимый ирландский характер, Ченевикс желал разоблачить «мошенническую проделку» и, пренебрегая высокой ценой, купил слиток палладия и стал его анализировать.

Вскоре ирландец выдвинул предположение о том, что металл вовсе не новый элемент, а изготовлен из платины путем ее сплавления ртутью по методу русского ученого А. А. Мусина-Пушкина. Это мнение Ченевикс поспешил высказать - сначала в докладе, прочитанном перед членами Лондонского Королевского общества, а затем и в широкой печати. В ответ на это анонимный автор рекламы объявил, что он готов выплатить 20 фунтов стерлингов тому, кто сумеет искусственно приготовить новый металл, по предполагаемому Ченевиксом методу. Однако другие химики, да и сам Ченевикс, при всем своем старании никак не могли найти в палладии ни ртути, ни платины...

Лишь спустя некоторое время Волластон заявил официально, что это он автор открытия палладия и описал способ его получения из сырой платины. Одновременно он сообщил об открытии и свойствах еще одного платинового металла - родия. Кроме того, он рассказал, что был тем анонимным продавцом нового металла, который назначил премию за его искусственное приготовление.

Вот таким интересным и неординарным человеком был Уильям Хайд Волластон - малоизвестный лондонский врач и всемирно известный химик - первооткрыватель палладия и родия.

Нахождение в природе

Палладий является одним из самых редких металлов, его средняя концентрация в земной коре 1∙10-6 % по массе, однако это в два раза больше, чем содержащегося в земной коре золота (5∙10-7 %). Уильяму Волластону приходилось извлекать палладий из зерен колумбийской самородной платины - единственного известного в те времена минерала, содержащего палладий. В наше время геохимики могут назвать около 30 минералов, в которые входит этот благородный металл.

Как и платина, сорок шестой элемент встречается в самородном виде (в отличие от остальных платиноидов), при этом он может содержать примеси других металлов: платины, золота, серебра и иридия. По внешнему виду его довольно трудно отличить от самородной платины, но он значительно легче и мягче ее. Довольно часто палладий сам является примесью в самородном золоте или платине. Так в рудах Норильска обнаружена палладистая платина, содержащая 40 % палладия, а в Бразилии (штат Минас Жераис) найдена очень редкая и малоизученная разновидность самородного золота - палладистое золото или порпецит. По внешнему виду этот минерал весьма трудно отличить от чистого золота, потому что он содержит всего 10 % палладия.

Около трети минералов, содержащих палладий, мало изучены, некоторые из них не имеют даже названия, это связано с тем, что минералы всех платиновых металлов образуют в рудах микровключения и труднодоступны для исследования. Один из таких минералов - аллопалладий. Этот серебристо-белый с металлическим блеском минерал очень редок. Полностью все составляющие этого минерала не выявлены до сих пор, однако спектральный анализ показал содержание в нем ртути, платины, рутения и меди. Самые известные палладиевые минералы - это палладит PdO, станнопалладит Pd3Sn2, стибиопалладит Pd3Sb (содержит примеси PtAs2), брэггит (Pd, Pt, Ni) S (16-20 % палладия), потарит PdHg. Последний из названных минералов был найден еще в 1925 году в алмазных россыпях Британской Гвинеи. Его состав был установлен обычным химическим анализом: 34,8 % Pd и 65,2 % Hg.

Самые крупные россыпные месторождения платиновых металлов (в том числе и палладия) расположены в России - на Урале. Среди других богатых палладием стран выделяются США (Аляска), Колумбия и Австралия.

Однако главным поставщиком сорок шестого элемента стали месторождения сульфидных руд никеля и меди, в которых палладий является побочным продуктом переработки. Ведь содержание его в таких рудах втрое больше, чем самой платины, не говоря уже об остальных ее спутниках. Крупные залежи таких руд расположены в Африке (Трансвааль) и Канаде. В нашей стране богатейшие месторождения медноникелевых руд расположены в Заполярье (Норильск, Талнах).

Палладий содержится не только в недрах нашей планеты, о чем свидетельствует химический анализ космических «гостей». Так, в железных метеоритах на тонну вещества приходится до 7,7 грамма палладия, а в каменных - до 3,5 грамма. А на Солнце его открыли одновременно с гелием еще в 1868 г.

Неудивителен тот факт, что, обладая богатейшими запасами руд платиновых металлов, Россия - один из крупнейших в мире производителей и экспортеров палладия, а также платины, никеля и меди. Лидерство в этой сфере среди российских компаний принадлежит ГМК «Норильский никель». Предприятия, принадлежащие компании, ведут добычу ценных металлов на Таймырском и Кольском полуостровах. Ведется разработка месторождений Красноярского края. Считается, что месторождение Таймырского полуострова одно из самых богатых в мире по содержанию палладия в сульфидных рудах. По этой причине компания «Норильский никель» - обладатель крупнейших запасов палладия в мире.

Применение

Еще одним очень ценным свойством палладия является его относительно низкая цена. Так в конце шестидесятых годов прошлого века он стоил примерно в пять раз меньше, чем платина. Со временем цена на сорок шестой элемент возросла, однако возросли цены и на другие благородные металлы. Именно это качество палладия делает его самым перспективным из всех платиновых металлов, расширяя сферы его использования.

Палладий, как и прочие платиновые металлы - прекрасный катализатор. В его присутствии начинаются и идут при низких температурах многие практически важные реакции, например, процессы гидрогенизации жиров и крекинга нефти. Процессы гидрирования многих органических продуктов палладий ускоряет гораздо лучше, чем такой испытанный катализатор, как никель. Сорок шестой элемент в качестве катализатора используют в производстве ацетилена, многих фармацевтических препаратов, серной, азотной, уксусной кислот, удобрений, взрывчатых веществ, аммиака, хлора, каустической соды и других продуктов органического синтеза.

В аппаратуре химических производств катализатор из палладия чаще всего используют в виде «черни» (в тонкодисперсном состоянии палладий, как и все платиновые металлы, приобретает черный цвет) или в виде окисла PdO (в аппаратах гидрирования). С семидесятых годов XX века палладий активно стала использовать автомобильная промышленность в катализаторах дожигания выхлопных газов (нейтрализаторы). Между прочим, нейтрализаторы необходимы не только для очистки выхлопных газов автомобилей, но и для очистки любых газовых выбросов, например на ТЭЦ. Промышленные установки подобного назначения применяются в США, некоторых странах ЕС и Японии.

Благодаря тому, что водород активно диффундирует через палладий, последний применяют для глубокой очистки водорода. Под небольшим давлением газ пропускают через закрытые с одной стороны палладиевые трубки, нагретые до 600° C. Водород быстро проходит через палладий, а примеси (пары воды, углеводороды, кислород, азот) задерживаются в трубках. Для удешевления процесса используют не чистый палладий, а сплавы его с другими металлами (серебро, иттрий).

Палладий и сплавы на его основе широко используются в электронике - для покрытий, устойчивых к действию сульфидов. Определенное количество этого металла идет на производство реохордов прецизионных сопротивлений высокой точности (аэрокосмическая и военная техника), в том числе в виде сплава с вольфрамом (например, ПдВ-20М). В чистом виде палладий входит в состав керамических конденсаторов, с высокими показателями температурной стабильности ёмкости, которые нашли применение в производстве пейджеров, мобильных телефонов, компьютеров, широкоэкранных телевизоров и прочих электронных приборов. Хлорид палладия PdCl2 применяется в качестве активирующего вещества при гальванической металлизации диэлектриков - в частности, осаждении меди на поверхность слоистых пластиков при производстве печатных плат в электронике.

Необходим сорок шестой элемент и в ювелирном деле, как в качестве компонента сплавов, так и сам по себе. Например, хорошо известное понятие «белое золото», обозначает сплав золота, палладия и некоторых других элементов. Например, «белое золото» 583-й пробы содержит 13 % палладия, а белый драгоценный металл 750-й пробы имеет следующий состав: Au – 75 %, Ag – 4 %, Pd – 21 % (для этой пробы состав может изменяться). «Чистые» палладиевые ювелирные украшения имеют в своем составе примесь рутения в 5 %.

Палладий используется для изготовления специальной химической посуды (например, для производства плавиковой кислоты) - перегонные кубы, сосуды, детали насосов, реторты. Часть металла расходуется на изготовление стойких к коррозии деталей высокоточных измерительных приборов.

В стекольной промышленности сплавы палладия применяют в тиглях для варки стекла, в фильерах для получения искусственного шелка и вискозной нити.

Палладий и его сплавы используются и в медицине - изготовление медицинского инструментария, деталей кардиостимуляторов, зубных протезов. В некоторых странах незначительное количество палладия используется для получения цитостатических препаратов - в виде комплексных соединений, аналогично цисплатине.

Производство

Нам известно, что Уильям Хайд Волластон выделил палладий при изучении новейших методов аффинажа платины. Растворяя сырую платину в царской водке и осаждая из раствора нашатырем только чистый благородный металл, химик отметил необычный розовый цвет раствора. Окраску подобного рода нельзя было объяснить присутствием в сырой платине известных примесей, из этого Волластон сделал заключение о наличии неких платиновых металлов в образцах исследуемой им руды.

Подействовав на полученный раствор необычного цвета цинком, английский химик получил осадок черного цвета, который он высушил и попытался повторно растворить в царской водке. Однако не весь порошок удалось растворить. Разведя этот раствор водой и добавив цианид калия (дабы избежать осаждения незначительных количеств платины, оставшейся в растворе), Уильям Волластон получил оранжевый осадок, который при нагревании приобрел серый цвет, а при сплавлении превратился в капельку металла, который ученый попытался растворить в азотной кислоте. Растворимая часть и являлась палладием.

Таким сложным и малопонятным языком сам ученый описывал открытие нового металла. Современные методы получения чистого палладия из природного сырья, основанные на разделении химических соединений платиновых металлов, очень сложны и длительны. Большинство фирм и корпораций, занимающихся аффинажем не расположены делиться своими производственными секретами. Можно лишь сказать, что получение палладия является одной из стадий переработки сырой платины и получения платиновых металлов. Получение металла производится по следующей схеме: из фильтрата, оставшегося после осаждения (NH4)2, в результате аффинажа получают труднорастворимое комплексное соединение дихлордиаммин палладия Cl2, его очищают от примесей других металлов перекристаллизацией из раствора NH4Cl. Прокаливая это соединение в восстановительной атмосфере водорода, получают палладий в виде губки:

Cl2 + H2 → Pd + 2NH3 + 2HCl

Губчатый палладий сплавляют в вакуумной электрической печи высокой частоты. Восстанавливая растворы солей палладия, получают мелкокристаллический палладий - палладиевую чернь. Электроосаждение палладия проводят из нитритных и фосфатных кислых электролитов, в частности с использованием Na2.

Применяют и другие способы аффинажа, в частности, основанные на использовании ионитов.

Известно, что в середине восьмидесятых годов прошлого века ежегодная добыча и производство палладия в западных и развивающихся странах составляла порядка 25-30 тонн. Из вторичного сырья палладия получали не более десяти процентов. В то же самое время на долю СССР приходилось до двух третей от общего мирового производства драгоценного металла. В наше время (по данным 2007 года) производство палладия составило 267 тонн, из них на долю России пришлось 141 тонна, ЮАР - 86 тонн, США и Канада - 31 тонна, прочие страны - 9 тонн. Из этой статистики видно, что производство, как и добыча сорок шестого элемента, возрастает, а роль лидера по-прежнему остается за нашей страной.

Изделия из палладия в основном производят штамповкой и холодной прокаткой. Из данного металла довольно легко можно получить цельнотянутые трубы нужной длины и диаметра. Кроме того, палладий выпускается в слитках 3000-3500 граммов, а также в виде лент, полос, фольги, проволоки и других полуфабрикатов.

На рынке торговли металлами наблюдается стремительный рост спроса на палладий. Возможно, в скором времени существующего предложения на рынке уже будет не хватать для удовлетворения растущего спроса на металл, в результате чего стоимость на палладий поднимется еще выше. Таким образом, палладий становится лучшим объектом для инвестиций среди драгоценных металлов.

Физические свойства

Палладий - благородный платиновый металл серебристо-белого цвета c гранецентрированной кубической решеткой типа медной (а = 0,38902 нм, z = 4). Входя в первую триаду платиноидов палладий, все же по внешнему виду более похож на серебро, чем на платину. В тоже время все три металла внешне весьма схожи, чего не скажешь об их плотности. В этом аспекте палладий (плотность 12,02 г/см3) гораздо ближе к серебру (10,49 г/см3), чем к платине (21,5 г\см3).

Кроме того, что сорок шестой элемент самый легкий из платиновых металлов, он еще и самый легкоплавкий из них - температура плавления Pd 1 552 °С, в то время, как температура плавления платины (Pt) равна 1 769 °С, температура плавления родия (Rh) 1 960 °С, температура плавления рутения (Ru) 2 250 °С, для иридия (Ir) температура плавления составляет 2 410 °С, а температура плавления осмия (Os) превышает 3 000 °С. Такая же ситуация и с температурой кипения платиновых металлов - самая низкая у палладия (3 980 °С), для родия и платины около 4 500 °С, у рутения около 4 900°С, а у иридия (5 300 °С) и осмия (5 500 °С) самые высокие температуры кипения из всех платиноидов.

Другие температурные характеристики сорок шестого элемента: теплоемкость (при температуре 0 °С) 0,058 кал/(г∙°С) или 0,243 кДж/(кг∙К); теплопроводность 0,17 кал/(см∙сек∙°С) или 71 Вт/(м∙К). Линейный коэффициент теплового расширения при 0 °С равен 11,67∙10-6.

Схожесть внешнего вида палладия с серебром и платиной, его способность хорошо полироваться, устойчивость к коррозии и, как следствие, отсутствие потускнения - все эти качества сделали сорок шестой элемент одним из ювелирных металлов. В палладиевой оправе эффектно выделяются драгоценные камни. Большой популярностью пользуются часы в корпусах из белого золота. Казалось бы причем тут палладий? Дело в том, «белое золото» для часовых корпусов - это золото, обесцвеченное добавкой палладия. Хорошо известно свойство палладия «отбеливать» большое количество золота. На другие металлы палладий тоже воздействует благотворно. Так его добавка к титану (менее 1 %) способна превратить этот металл в абсолютно устойчивый к агрессивным средам сплав. Чистый титан способен сопротивляться царской водке и азотной кислоте, но неустойчив к концентрированным соляной и серной кислотам. Легированный же палладием, титан спокойно переносит их воздействие.

Как и платина, палладий пластичный и ковкий металл, который хорошо сваривается, поддается прокатке, протяжке, штамповке и волочению даже при комнатной температуре. Для разогретого палладия эти качества улучшаются, из него удается получать тончайшие листы, проволоку, цельнотянутые трубы нужной длины и диаметра. Твердость по Бринеллю 49 кгс/мм2. Модуль нормальной упругости для сорок шестого элемента составляет 12600 кгс/мм2. Относительное удлинение при разрыве 24-30 %. Предел прочности при растяжении 18,5 кгс/мм2. Примечательно то, что механические характеристики палладия непостоянны, что важно для техники. Так после холодной обработки твердость этого металла возрастает в 2-2,5 раза, но снижается после отжига. Добавки родственных металлов тоже влияют на свойства палладия: добавка 4 % рутения и 1 % родия увеличивает прочность на растяжение вдвое!

Как и все платиновые металлы, палладий парамагнитен, его магнитная восприимчивость χs∙10-6 (при температуре 18 °С) равна 5,4 электромагнитные единицы. Удельное электросопротивление при 0 °С равно 10 Ом∙см∙10-6. Палладий обладает уникальной способностью поглощать водород: в одном объеме палладия при нормальных условиях растворяется более восьмисот объемов водорода. При этом элемент сохраняет металлический вид, но растрескивается и становится хрупким.

Химические свойства

Перед описанием химических свойств палладия необходимо упомянуть о том, что это единственный элемент с предельно заполненной наружной электронной оболочкой: на внешней орбите атома палладия 18 электронов. Какова же важность данного факта? Дело в том, что при таком строении атом просто не может не обладать высочайшей химической стойкостью. Поэтому, на палладий при нормальных условиях не действует даже всесокрушающий фтор. В соединениях палладий бывает двух-, трех- и четырехвалентным, чаще всего двухвалентным. В тоже время, сорок шестой элемент - самый активный из платиновых металлов, близкий по химическим свойствам к платине. На воздухе палладий устойчив до температуры 300-350 °C, после которой начинает окисляться кислородом, образуя на поверхности тусклую пленку оксида палладия PdO:

2Pd + O2 → 2PdO

Что интересно, «перевалив» рубеж в 850 °C оксид палладия PdO разлагается на металл и кислород, и при такой температуре металлический палладий становится устойчивым к окислению вновь.

Палладий не реагирует с водой, разбавленными кислотами, щелочами, гидратом аммиака. Это объясняется положением сорок шестого элемента в ряду стандартных потенциалов, где он находится правее водорода. Зато палладий взаимодействует с концентрированными серной и азотной кислотами, растворяется в царской водке:

Pd + 2H2SO4 → PdSO4 + SO2 + 2H2O

Pd + 4HNO3 → Pd(NO3)2 + 2NO2+ 2H2O

3Pd + 4HNO3 + 18HCl → 3H2 + 4NO + 8H2O,

а также переходит в раствор при анодном растворении в соляной кислоте. При растворении в царской водке палладий образует гексахлоропалладиевую (IV) кислоту H2, разлагающуюся при кипячении до Н2 и Сl2.

При комнатной температуре палладий реагирует с влажными бромом и хлором:

Pd + Cl2 → PdCl2

Дихлорид палладия PdCl2 - красные кристаллы, легко растворимые в воде и соляной кислоте. Причем в результате последней реакции получается тетрахлоропалладиевая (II) кислота H2.

При температуре 500 °C и выше сорок шестой элемент может взаимодействовать с фтором и другими сильными окислителями, а также с серой, селеном, теллуром, мышьяком и кремнием.

Очень интересно взаимодействие палладия с водородом - металл способен поглощать большое количество этого газа (при комнатной температуре один объем палладия вбирает в себя до 950 объемов водорода) благодаря образованию твердых растворов с увеличением параметра кристаллической решетки. Водород находится в металле в атомарном виде и обладает высокой химической активностью. Поглощение большого объема водорода не проходит бесследно для палладия - металл разбухает, вспучивается, дает трещины. Поглощенный газ легко удаляется из палладия при нагреве до 100 °С в вакууме.

Кроме поглощения водорода палладий обладает свойством транзита данного газа через себя. Так, если в изготовленный из палладия сосуд закачать под давлением водород, а затем нагреть закупоренную емкость, то водород «вытечет» из палладиевого сосуда через стенки, как вода сквозь решето. При 240 °С за одну минуту через каждый квадратный сантиметр палладиевой пластинки толщиной в миллиметр проходит 40 кубических сантиметров водорода, а с повышением температуры проницаемость металла становится еще более значительной.

Как и все платиновые металлы, палладий образует множество комплексных соединений. Комплексы двухвалентного палладия с аминами, оксимами, тиомочевиной и многими другими органическими соединениями имеют плоское квадратное строение и этим отличаются от комплексных соединений других платиноидов. Те почти всегда образуют объемные октаэдрические комплексы. Современной науке известна не одна тысяча комплексных соединений палладия. Некоторые из них приносят практическую пользу - хотя бы в производстве самого палладия.

Что такое палладий? Это металл платиновой группы, который имеет характерные свойства. На сегодняшний день считается одним из самых дорогих и востребованных. Используется в различных отраслях промышленности, но чаще всего - в машиностроении.

Палладий - № 46 в таблице Менделеева

Как добывают в природе?

Pd редко встречается в природе в чистом виде, в основном в сочетании с другими металлами, такими как платина, золото, серебро и медь. В виде самородков встретить палладий, сложно, но можно.

Добыча металла проходит двумя способами:

На коренных месторождениях.
На россыпных месторождениях.

На коренных месторождениях палладий добывают в качестве сопутствующего материала при обработке медных и никелевых руд.

На россыпных месторождениях добывают металл в виде самородков, где он накапливался долгие годы. Самородки находят преимущественно в местах разработки месторождений руды.

Природный самородок палладия

В процентном соотношении:

самородки составляют 2 % от общего объема добычи;
остальные 98 % металла добывают при разработке коренных месторождений.

Стоит отметить, что добыча Pd осуществляется и на территории нашей страны. На Урале есть одно из крупнейших месторождений, правда, его ресурсы практически исчерпаны. На территории России металл добывают в дальневосточных районах.

В следующих странах происходит добыча Pd:

Канаде.
Австрии.
Колумбии.

В России добычей металла занимается «Норильский никель», извлекая драгоценный металл при добыче основного материала своего производства - никеля и меди.

Свойства

Свойства Pd позволяют использовать его во многих отраслях промышленности. Палладий отличается от других металлов:

химической инертностью;
низкой плотностью.

Имеет внешнее сходство с серебром.

Температура плавления палладия составляет 1555 °C. За счет солей ковкости и пластичности металл используют для изготовления украшений.

Но в чистом виде палладий относят к хрупким, непрочным металлам, он хорошо поддается обработке, но украшения из этого материала не будут отличаться прочностью. Испортить изделие можно при помощи слабого механического воздействия.

По этой причине использование палладия в ювелирном деле проходит при помощи создания лигатуры. То есть в сплав для изготовления украшения добавляют и другие металлы.

Химические свойства:

Не окисляется в природе.
Не вступает в реакции.
Образует соединения с другими химическими элементами.

Свойства Pd говорят о том, что это инертный металл, который не окисляется, находясь под воздействием природных факторов, как, впрочем, и все металлы платиновой группы.

Палладий не вступает в реакции с другими металлами, но растворяется в смеси серной и азотной кислот, которую химики называют «царской водкой».

Pd образует соединения с бором, хлором, кремнием и серой.

Свойства металла ценят при изготовлении драгоценностей. Украшения, изготовленные из палладия и сплава других металлов, отличаются износостойкостью, они не поддаются воздействию факторов внешней среды и долго сохраняют блеск и цвет. Налет на их поверхности образуется медленно.

Палладиевый браслет или часы будут носиться дольше других, серьги из белого золота или кольцо порадуют не только красотой, но и стойкостью к химическим реагентам и влажности.

Свойства Pd ценятся не только ювелирами и автомобилистами, но также химиками и медиками, которые активно используют металл для различных целей.

В промышленности

Внешне металл имеет определенное сходство с серебром по цвету. Благодаря инертности и другим качествам палладий используют в следующих отраслях промышленности:

производстве катализаторов для автомобилей;
ювелирной;
медицине;
инвестиционной;
электронной;
химической.

Использование палладия в производстве катализаторов - необходимое условие выпуске автомобиля любой марки. Необходимо для дожигания выхлопных газов. Интерес к этому металлу обусловлен не только желанием граждан иметь машину, но и нормами ЕС. Pd помогает сократить количество выхлопных газов, поэтому популярность металла неуклонно растет.

Слиток палладия с завода Красцветмет г. Красноярск

Украшения, которые делают из Pd и других драгоценных металлов, неизменно пользуются спросом. Но ювелирная промышленность не влияет на мировые объемы добычи по причине того, что встретить изделия из чистого металла практически невозможно. Палладий добавляют в состав лигатуры, с помощью которой делают часы, запонки и другие аксессуары. Кроме того, из лигатуры чеканят памятные монеты на радость нумизматов.

В медицине металл используют для изготовления деталей для кардиостимуляторов, а также специальной посуды и инструментов.

Инвестиции - это покупка Pd в виде слитков. Можно также открыть счет в банке, но при этом слитков вкладчик не увидит. А вот при их непосредственной покупке сможет подержать в руках палладий. Такое вложение денег приносит инвестиции лишь в долгосрочной перспективе.

В электронике Pd нашел свое применение в производстве военно-аэрокосмической техники. А также для создания специального покрытия, которое защищает детали от воздействия негативных факторов внешней среды, предотвращает окисление. Металл входит в состав керамических конденсаторов, которые используют для изготовления материнских плат. Таким образом, небольшое количество Pd есть в мобильных телефонах, компьютерах и другой бытовой технике.

Химическая промышленность использует 46-й элемент таблицы Менделеева для изготовления посуды, различных колб и других емкостей. А также для выделения ацетилена, аммиака, хлора и других веществ, для очистки водорода.

Применение палладия с целью очистки водорода не используют в чистом виде. Для удешевления производства в промышленности палладий сочетают с никелем и другими металлами.

Что такое аффинирование?

Аффинаж палладия - это процесс его отделения от других металлов. Используется в лабораторных условиях, но нередко химики и предприимчивые умельцы готовы провести аффинирование в домашних условиях.

Это делается по причине того, что:

Элемент используется в большом количестве химических реакций.
Его можно сдать и получить вознаграждение.

Стоимость одного грамма Pd колеблется в пределах от 1000 рублей и выше. Поэтому гораздо проще сдать несколько граммов палладия, чем собирать детали от компьютера и радиоприемника.

Можно попробовать получить Pd двумя способами:

электролизом;
растворением в царской водке.

Если попробовать снять Pd с деталей путем электролиза, то и тут не обойтись без смеси серной и азотной кислот. Проводится электролиз в концентрате серной кислоты, основная часть деталей из меди и латуни не пострадает, она останется. В ходе процесса сам палладий не образуется, получится отделить сплав, в составе которого есть Pd. Полученный сплав нужно растворить в царской водке.

Как определить палладий? Он снимется с деталей в виде черного порошка или хлопьев. Пока электролит чистый, промывка делается просто, если раствор нагрелся, то его нужно остудить. Обработка осадка проводится с применением царской водки.

При работе необходимо напряжение в 11–13 вольт, его подают до того, как деталь погружают в раствор. Необходимо продумать и процесс отделения Pd от других элементов, таких как серебро, золото и пр. Для этого понадобится азотная и соляная кислоты, а также раствор аммиака и воды.

Азотная кислота вместе с серной помогает отделить Pd от других элементов. Понять, что палладий есть в растворе, можно просто оценив его цвет. Во время реакции раствор приобретает характерный коричневый оттенок. Это свидетельствует о том, что Pd присутствует в составе сплава и опыты имеет смысл продолжать.

Если в составе сплава есть еще и золото, то раствор оставляют на сутки, предварительно залив его холодной водой. Далее проводят фильтрацию хлорида серебра, в результате чего в растворе остается только золото и Pd.

Процедура аффинажа палладия проводится с помощью аммиака. Он соединяется с раствором, смесь оставляют на двое суток, после чего можно отфильтровать золото, а палладий останется в растворе. В дальнейшем золото можно восстановить при помощи соляной кислоты и цинка.

В раствор с Pd стоит добавить соляной кислоты - появляется осадок оранжевого или желтого цвета. Через несколько часов осадок стоит отфильтровать, его высушивают и прокаливают при температуре не ниже 500 градусов. В результате процедуры можно получить аффинаж Pd. Некоторое количество драгметалла останется в растворе его можно получить при помощи повторного аффинирования.

Продуктивность процесса зависит от того, сколько палладия содержалось в деталях, а также от того, какие элементы помимо Pd входили в состав сплава.

В целом процедура достаточно сложная, требует определенных навыков в химии, порой получить положительный результат можно лишь путем проб и ошибок.