Внешне палладий сильно напоминает серебро и платину, однако он заметно более легкий и мягкий. Он входит в группу платиновых металлов, причем, наряду с самой платиной в природе может встречаться в самородном состоянии. Обычно это смесь золота, серебра, палладия и иридия. На сегодня открыты лишь несколько месторождений палладистой платины (до 40% Pd).
В целом же это крайне редкий металл, который встречается в различных соединениях: алмазные россыпи в Британской Гвинее – в составе потарита (PdHg, где содержание палладия достигает 34,8%), самородное золото в Бразилии – порпецит (Pd – 10-11%). Наконец, палладий находят в каменных и железных метеоритах – примерно 2-7 грамм на тонну.
Физические свойства
Палладий – это металл платиновой группы. Цвет палладия – серебристо-белый, больше напоминающий окраску серебра. Основные физические свойства элемента:
- твердость (плотность) – 12,02 г/см 3 (у серебра – 10,49 г/см 3 , у платины – 21,40 г/см 3)
- температура плавления – 1552°С
- температура кипения – 3980°С
- предел прочности на растяжение – 18,5 кг/мм 2 (добавление 4% рутения и 1% родия увеличивает этот показатель в 2 раза)
Металл Pd настолько мягок, что комфортно обрабатывается при комнатной температуре. При этом ему присуще такое свойство, как двукратное увеличение твердости при холодной ковке. Основными же способами обработки палладия выступают холодная прокатка и штамповка.
Химические свойства
Палладий уникален в своём роде с точки зрения строения наружной электронной оболочки. Она заполнена полностью, поэтому металл наделен невероятно высокой химической стойкостью. Однако противостоять действию сильных окислителей Pd в состоянии лишь до уровня в 500°С. Палладий участвует в образовании огромного числа комплексных соединений, которые широко применяются в различных отраслях промышленности.
Очевидно, что такой металл не могла обойти стороной ювелирная промышленность. Палладий очень красив, особенно в сочетании с камнями, никогда не тускнет и отлично обрабатывается. Этот металл используется для «отбеливания» золота: доля палладия в белом золоте составляет 1/7 часть.
Pd относительно дешёв, поэтому является наиболее доступным из всей линейки платиновых металлов. Если же учесть, что палладий наделен основными свойствами элементов данной группы, с его помощью удается значительно удешевить производство различных изделий, к примеру, зубных протезов или некоторых деталей сложной электротехники.
Еще одно интересное качество палладия – его реакция на контакт с угарным газом. Как известно окись углерода CO является крайне опасным ядом, не имеющим запаха, цвета и вкуса. Обычная бумажка, смоченная в растворе хлористого палладия, моментально отреагирует на превышение содержания CO в воздухе (свыше 0,02 мг/л): она почернеет, поскольку в контакте с СО соединение PdCl 2 начинает восстанавливаться в палладиевую чернь.
Используется палладий и в противогазах: небольшая добавка Pd выступает здесь в роли простейшего катализатора доокисления воздуха.
Палладий: цена
Но, что дороже – палладий или золото? Платина или палладий? Ответить на этот вопрос поможет сравнение цены грамма каждого из этих металлов (по состоянию на середину 2015 года):
- Золото – $37,8
- Платина – $34,6
- Палладий – $21,7
- Серебро – $0,5
Палладий – химический элемент, драгоценный металл серебристо-белого цвета, являющийся биржевым товаром. Обозначается символом Pd. Считается, что название происходит от астероида Паллада, открытого незадолго до химического элемента. В свою очередь, астероид назван в честь Афины Паллады – древнегреческой богини.
Иллюстрация: Monex Precious Metals
Впервые палладий был выделен из платиновой руды английским химиком Вильямом Волластоном в 1803 году.
Применяется в следующих отраслях:
Автомобилестроение. Существует тенденция перехода к использованию более дешевого, чем платина , палладия в автокатализаторах. Общий спрос автопроизводителей на палладий превышает 100 тонн в год;
Химическая промышленность. Палладий применяется здесь в качестве катализатора (на эти цели расходуется до 10 тонн). В нефтегазовой отрасли используется при крекинге нефти. Палладий – уникальное вещество, при помощи которого очищается водород;
Электротехника и электроника: порядка 30 тонн в год расходуется на покрытия в электролитических конденсаторах и другие цели;
Медицина. Стоматология традиционно использует сплавы палладия в объеме приблизительно 26 тонн в год. Из палладия изготавливаются кардиостимуляторы, хирургические инструменты и др.
Кроме того, палладий применяется в ювелирной промышленности: он входит в состав так называемого белого золота (сплав золота и палладия). До финансового кризиса в лучший для ювелирной промышленности 2005 год объем используемого палладия доходил до 37 тонн в год. Однако впоследствии спрос снизился и не превышает 20 тонн. Основные покупатели ювелирных изделий из палладия – страны Юго-Восточной Азии: Япония и Китай.
Палладий относится к платиноидной группе элементов и добывается, как правило, там же, где платина, никель и медь. В мировом производстве палладия Россия занимает первое место: на нее приходится до 44% всего объема. На второй строчке - ЮАР, на третьей – Канада, на четвертой – США. Крупнейшие в мире месторождения находятся на Таймыре и Кольском полуострове.
Монеты из палладия
Иллюстрация: Банк России.
В год производится приблизительно 225 тыс. тонн палладия, а спрос составляет около 265 тыс. тонн. Таким образом, в мире наблюдается дефицит этого металла. При этом потребность в нем неуклонно растет. Потенциал роста усиливается за счет перехода промышленности там, где это возможно, на использование палладия вместо платины. Это объясняется тем, что палладий в несколько раз дешевле.
Такая ситуация на рынке делает его интересным в качестве объекта инвестирования. Палладий является биржевым товаром: он торгуется на London Metal Exchange (LME, Лондонская биржа металлов) и New York Stock Exchange (NYSE, Нью-Йоркская фондовая биржа). На палладий существуют фьючерсные контракты . Цены указываются в тройских унциях . На осень 2011 года палладий стоит в пределах 550-650 долларов США за унцию.
При этом следует учитывать, что цены на него находятся в прямой корелляционной зависимости от количества производимых автомобилей.
В России инвестирование в драгоценные металлы, в т. ч. в палладий, своим клиентам предлагает целый ряд банков - Сбербанк, НОМОС-Банк, СМП Банк и др. Причем возможно совершение операций не только с физическими слитками , но также и с использованием обезличенных металлических счетов . Для осуществления таких операций для своих клиентов по российскому законодательству банкам требуется особая лицензия.
Значительно реже, чем платина и тем более золото или серебро, но все же палладий используется также для изготовления памятных монет. Например, Госбанком СССР в 1989-1990 годах была выпущена серия монет «500-летие единого Русского государства», куда вошли «Иван III», «Петр Первый» и другие монеты достоинством 25 рублей из палладия 999 пробы.
Палладий – это драгоценный металл под номером 46 таблицы Менделеева – Palladium. Является составной частью никелевой трубы. В деталях, где есть палладий, его выделить сложно, но всё же ничего невозможного нет.
Драгметаллом заменяют серебряные изделия в случае возможного окисления сульфидами, и часто применяют палладий в ломе радиодеталей.
Основные отличия палладия от других металлов
Данный металл обладает блеском и оттенком цвета сродни серебру. Поэтому легко можно их перепутать.
Отличительные характеристики:
- Основное применение – покрытие или сплав целиком мелких деталей и проводки, особенно в таких сферах деятельности, как электротехника, машиностроение, конструирование воздухоплавательных аппаратов, судоходство.
- Если проволоку палладия оттянуть и отпустить – наблюдается эффект пружины.
- При соприкосновении с кислородом проявляет устойчивость к температурам в пределе от 300 до 350 градусов.
- Это материал, проявляющий гибкость, но не такой пластичный, как серебро.
Радиотехнический лом, в котором можно обнаружить палладий
Радиодетали, содержащие палладий – это кладезь драгоценных металлов в разном объёме. Содержание драгметалла варьирует от вида лома и выглядит следующим образом:
- В компьютерах – печатные платы старого образца.
- Металл из оборудования военно-промышленного комплекса. Входит в состав электроники машин, есть на военных платах.
- Оболочка потенциометра (радиодетали, регулирующая напряжение).
- Металлическая сердцевина резистора.
А также при разборе старых жёстких дисков есть возможность найти мизерные доли в составе керамических конденсаторов. Первостепенной ценностью являются позолоченные контакты, и малая часть может присутствовать в микросхемах. Вопрос только в количестве плат в наличии, ведь чтобы собрать 1 грамм золота потребуется не менее 70 плат. Реальную прибыль от старых жёстких дисков можно получить, только собирая алюминий.
Прием ювелирных изделий из палладия
Приём в качестве ювелирного изделия основан на весе в граммах, по типу украшений из золота или платины. Скупка отходов оценивается посредством дополнительных проверок или наличия пробы изделия (например, 500 или 850). Чем выше показатели – тем приличнее цена, всё зависимости от нескольких факторов:
- проба;
- объём продаваемых изделий.
В ювелирном деле материал в чистом виде не используется, так как является крайне пластичным. Его добавляют в количестве пары процентов от общей массы в сплавы, тем самым меняя характеристику отблеска украшения (например, из золота).
Ценообразование при скупке палладия
Цена на палладий варьирует в зависимости от некоторых особенностей:
- Штучная сдача – предусматривает только приём в сборе, с характерными паспортными данными радиодетали.
- Сырьё в виде хлорида металла принимается в порошкообразной форме тёмного красно-коричневого оттенка и используется в нефтепромышленности.
- В случае приёма лома палладия путём определения веса, выплата осуществляется по итогу экстрагированного материала. В учёт берутся некоторые тонкости: целостность или разобранный вид.
Если вместо искомого обнаружатся просто цветные металлы – клиент будет обязан оплатить услуги разборки, тем самым увеличивая расходы, а не доход.
Процентное соотношение драгметалла в составе объекта прямо пропорционально цене. Категории и ценовой максимум за грамм:
- В спицах, контактах, иглах и т. д. оценивается в пределе 250–400 руб., а от струнного покрытия – выше 1000 руб.
- Металлолом из радиодеталей предусматривает индивидуальный подход к каждой единице сырья.
- Нумизматические монеты Советской эпохи славятся практически стопроцентным содержанием металла и станут скорее добычей коллекционеров по цене до 70 тыс. руб. за штуку. Тогда как скупки дадут не более 45 тыс. руб.
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).
