Что за металл палладий. Палладий: основные свойства, цена, добыча и использование. Мировой рынок палладия

Палладий - редкий минерал, благородный металл платиновой группы, серебристого цвета, не тускнеющий на воздухе. Открыт английским химиком и минералогом У.Х. Волластоном, обнаружившим палладий в самородной платине в 1803 г. Ковкий и тягучий. Более легкоплавкий по сравнению с платиной, легко прокатывается и вытягивается в проволоку. Температура плавления 1552°С. Парамагнитен. Растворим в HNO 3 , в горячей концентрированной Н 2 SO 4 и царской водке. Палладий отличается чрезвычайно высоким сродством к водороду, в форме порошка способен абсорбировать объём водорода, в 900 раз превышающий собственный объём металла. По сравнению с другими платиновыми металлами менее устойчив к действию окислителей.

Смотрите так же:

СТРУКТУРА

СВОЙСТВА

Палладий пластичен, микродобавки никеля, кобальта, родия или рутения улучшают механические свойства Pd, повышают твёрдость.

В воде нерастворим; плотность - 12,02 (20 °C, г/см³); в особых условиях образует коллоидный палладий и палладиевую чернь. Из всех металлов платиновой группы палладия является самым легкоплавким.Температура плавления - 1554 °C (в некоторых источниках 1552 °C); температура кипения около 2940 °C. Теплота плавления - 37,8 кал/г; удельная теплоёмкость при 20 °C - 0,0586 кал/(г·град); удельное электросопротивление при 25 °C - 9,96 мкОм/см; теплопроводность - 0,161 кал/(см·сек·град). Парамагнетик, то есть, намагничивается во внешнем магнитном поле в направлении этого поля.

В чистом виде палладий обладает красивым серебристо-белым цветом. Как и у всех благородных металлов, его цвет не меняется со временем.

Палладий в чистом виде довольно мягкий металл. Его твердость составляет 373 МПа по Бринеллю, что примерно соответствует твердости платины (392 МПа) и превосходит твердость золота и серебра (245 МПа). Твердость чистого палладия возрастает при холодной обработке ковкой или прокаткой. При отжиге твердость снова уменьшается. Чистый палладий нельзя использовать в ювелирных украшениях, они будут крайне чувствительными к механическим воздействиям. Однако, добавление к палладию небольшого количества других металлов, особенно никеля или рутения, значительно увеличивает его твердость. К примеру, для производства ювелирных изделий в Европе и Северной Америке используется палладий 950 пробы, т.е. украшение содержит 95% чистого палладия. Остальные 5% обычно составляет рутений или медь. В России для изготовления украшений используются сплавы палладия с серебром и никелем 500 или 850 пробы, сплав с медью 850 пробы. Износоустойчивость ювелирных изделий из палладия примерно равна платиновым и выше, чем у золотых и серебряных изделий.

ЗАПАСЫ И ДОБЫЧА

Геологи подсчитали, что в недрах Земли палладий занимает долю в 6%. То есть, этого благородного металла в недрах вдвое больше, чем золота. Палладий выделяют из платины, а значит, и добывают в одних и тех же месторождениях.
Таковые расположены на Кольском полуострове, Урале. Недавно разведаны залежи и около Норильска. В платине этих месторождений чуть ли не половина палладия.
За пределами России, наличием ценного металла славятся земли Аляски, Австралии, Колумбии, Канады, Африки. Последние две страны богаты никелевыми рудами. При их обработке также происходит добыча палладия. Поэтому, именно Африка и Канада лидируют по добыче этого металла.
Поставки палладия в мире в 2007 году составили 267 тонн (в том числе Россия - 141 тонна, ЮАР - 86 тонн, США и Канада - 31 тонна, прочие страны - 9 тонн). Потребление палладия в 2007 году составило в автомобильной промышленности 107 тонн, в производстве электроники - 40 тонн, в химической промышленности - 12 тонн.

Главным образом, палладий получают при переработке сульфидных руд никеля, серебра и меди.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Палладий встречается в виде примеси во многих сульфидах и силикатах ультраосновных и основных пород. Некоторые угли обогащены палладием до 10%, повышенная концентрация наблюдается в марганцевых рудах, в фосфоритах, в золе растений. Содержание палладия повышено в ультраосновных породах и породах, содержащих сульфиды Cu, Ni и Te. Обычно находится в природе в виде примеси в самородной платине, с которой образует неупорядоченный твёрдый раствор; иногда встречается в её россыпях в виде окатанных зёрен. Как правило, содержит примеси платины, иридия, золота, серебра. В палладистой платине содержится 19-40% палладия, в палладистой станноплатине -17-21%, в поликсене — до 6%, в ферроплатине — до 13%, в иридистой платине — до 4%. Может находиться также в виде примеси к самородному золоту (в Бразилии, например, найдена редкая разновидность самородного золота (порпецит), с содержанием 8-11% палладия). Формируется в зоне окисления коренных источников платины и непосредственно в россыпях в результате гипергенного преобразования платиновых минералов. В железных метеоритах на тонну вещества приходится до 7,7 гр. палладия, в каменных — до 3,5 гр.
Поскольку россыпные месторождения cамородного палладия весьма редки, основным сырьём для его попутного получения служат сульфидные руды никеля и меди (Норильский р-н и др.)

ПРИМЕНЕНИЕ

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.

Хлорид палладия применяется в гальванотехнике, как активирующее вещество 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. К слову говоря, реохорды из палладиевой проволоки широко применялись и в аппаратуре гражданского назначения, а палладий в чистом виде применялся в контактах шаговых переключателей контрольно-самопишущих машин, в контактах и струнах МКС (многократных координатных соединителях) АТСК (автоматических телефонных станций координатных) производства с 1982 по 1987 года СССР.
Палладий входит также в состав керамических конденсаторов (тип КМ), с высокими показателями температурной стабильности ёмкости в высокочастотной аппаратуре радиовещания, радиосвязи, телевидения.

В сплавах, используемых в ювелирном деле (например, для получения сплава золото-палладий - так называемое «белое золото»). Палладий даже в небольшой концентрации в сплаве (около 1 %) изменяет цвет сплава на основе золота из жёлтого в серебристо-белый. Основные сплавы палладия с серебром, используемые в ювелирном деле, имеют пробы 500 и 850 по серебру (так как наиболее технологичны при механической обработке и декоративны). Из палладия иногда чеканятся памятные монеты ограниченным тиражом.

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.

Палладий (англ. Palladium) — Pd

КЛАССИФИКАЦИЯ

Так называемым,- платиноидам .

С открытием этого металла связана довольно занимательная история. В 1803 году один из крупных британских торговцев минералами получил небольшой слиток палладия в анонимном письме с предложением продать его. Вокруг нового (как говорилось в письме) металла - родственника платины разгорелись ожесточенные дискуссии. Консервативные британские ученые назвали новое вещество «псевдометаллом», вероятнее всего - сплавом ртути и платины. Однако другие ученые не нашли ни следа ртути, ни следа платины. Чуть позже, когда споры поутихли, в одном из научных журналов было опубликовано объявление с обещанием немалой награды тому, кто сможет повторить этот сплав. Дискуссии разгорелись с новой силой, но любые попытки воссоздания материала оборачивались закономерной неудачей.

Наконец, в 1804 году на научной арене появился британский ученый Уильям Уолластон с еще одним слитком палладия. За год до этого ему удалось выделить палладий из платиновой руды с помощью смеси азотной и соляной кислот («царской водки», которая растворяет золото и платину).

Новый металл, кроме красивого внешнего вида, не тускнел и не окислялся, что обеспечивали 18 электронов на его внешней орбите. При этом он был гибким, ковким и мягким. Добавление незначительной части других платиноидов, золота или серебра придавало ему прочность.

Название металл получил в честь недавно открытого (1802 год) астероида Паллада, названного, в свою очередь, в честь древнегреческой богини Афины-Паллады. Одновременно, кстати, с открытием палладия, из той же платиновой руды Уолластон открыл и другой платиноид - родий.

Применение палладия.

Применение палладий получил в самых разнообразных сферах производства:

• в стоматологии при производстве зубных коронок и протезов;
• в химической промышленности (производство химической посуды);
• в медицине - в производстве (благодаря бактерицидным свойствам) медицинской посуды, инструментов и даже кардиостимуляторов;
• в фармацевтике (незначительное количество палладия входит в состав некоторых лекарственных средств);
• в электронике и электротехнике при производстве печатных плат и электронных микросхем;
• в ювелирной промышленности (довольно популярны сплавы палладия с платиной или с золотом; последнее при соединении превращается в «белое золото», более прочное и практичное);
• в стекольной промышленности (варка стекла);
• в автомобильной промышленности (благодаря тому, что палладий является сильным катализатором, его применяют в технологии очищения выхлопных газов автомобилей);
• в самолетостроении и в ракетостроении (опять же, благодаря каталитическим свойствам, палладий используют для очищения водорода).

Добыча и рынок палладия.

Ключевыми районами добычи палладия в мире являются:

• Россия (около Норильска);
• Южная Африка;
• Аляска (США);
• Канада;
• Австралия.

Около половины мирового экспорта палладия приходится на Российскую Федерацию. На втором месте идет ЮАР, затем Канада и Соединенные Штаты.

Основными потребителями палладия являются предприятия электронной, химической и автомобильной промышленности. По объему импорта палладия уверенное первое место в мире занимает Китай.

Палладий, обладая схожими физическими и химическими свойствами с платиной, где-то в два раза дешевле, поэтому он продолжает пользоваться спросом на рынке металлов, в том числе на Лондонской бирже металлов (LME ).

Пик мировых поставок палладия приходится на 1990-е и 2000-е годы, что объясняется возросшим вниманием некоторых государств к экологической безопасности автомобильных двигателей.

Динамика цены на палладий.

Цена на палладий возросла в 70-х годах прошлого века, когда он стал использоваться в автомобильной промышленности в качестве нейтрализатора выхлопных газов вместо платины, поскольку последняя была почти вдвое дороже. Однако уровень добычи палладия был тогда недостаточно высок для мирового автомобилестроения. Поэтому пик продаж палладия приходится уже на 90-е годы, когда были разработаны новые месторождения этого металла.

В начале 90-х годов цена на палладий на Лондонской бирже колебалась в районе 150-200 долларов за тройскую унцию (около 31 грамма). При этом не следует забывать, что, учитывая инфляцию, 150 долларов 1990 года - это приравнивалось приблизительно 600 долларам 2010 года.

Динамика цен на палладий в начале 2000-х годов активизировалась, и в 2001 году цена палладия достигла исторического рекорда, когда этот благородный металл стал стоить около 900-1000 долларов. Новый рост цен на палладий произошел уже в 2011 году, когда он приравнялся 825 долларам за тройскую унцию. В последующие годы стоимость палладия стабилизировалась на уровне 700-800 долларов за унцию.

Однако в последние два года на бирже наблюдается постепенное снижение фьючерсов на палладий . Учитывая снижение добычи металла и потенциальный его дефицит, это выглядит несколько парадоксально, так как снижение добычи обычно вызывает рост цены. Эксперты эту ситуацию связывают со снижением экономики Китая (основного импортера), а также с появлением автомобильной промышленности более дешевых нейтрализаторов выхлопных газов.

В 2015 году средняя мировая цена на палладий снизилась до 550-600 долларов за унцию, и снижение продолжилось.

Тем не менее, специалисты по бирже драгоценных металлов считают, что инвестиции в палладий далеко не так безнадежны, как кажется. Прогнозы цен на палладий в 2016 году гораздо более оптимистичны. Во-первых, потребности в электронике, медицине, химической и других отраслях промышленности в палладии никто не отменял. Во-вторых, у России в планах существует разработка новых, не затронутых пока, месторождений палладия .

В любом случае, инвестирование в палладий , как и в любой другой драгоценный металл, не принесут быстрой прибыли. Они больше подходят для долгосрочного инвестирования, то есть сохранения денежных средств.

Что касается роли палладия в автомобильной промышленности, то новые каталитические конвертеры выхлопных газов на основе органического карбамида (мочевины) больше используются с дизельными, а не бензиновыми, двигателями. Поэтому катализаторы на основе палладия все еще имеют достаточно высокую перспективу применения (особенно, если учесть, что многие производители по-прежнему используют дорогие платиново-иридиевые сплавы).

Банковские аналитики пишут о недостаточном удовлетворении спроса на палладий – а ведь в ценном металле нуждается и промышленность, и медицина, и ювелирная отрасль.

Между тем, по подсчетам ученых ежегодно на поверхность нашей планеты выпадает чуть ли не палладиевый ливень. Ну, может, и не ливень, но верных семь килограммов из космоса прилетает всякий год!

Откуда такое богатство?

Мы – дети звезд...

Выброшенный в межзвездное пространство металл рано или поздно становится частью газопылевого облака, из массива которого конденсируются звезды и планеты. Сталкиваясь и разрушаясь, небесные тела дробятся – вот эти-то осколки и собирает Земля в своем путешествии по орбитам галактики. Означенные семь килограммов палладия содержатся в двух тысячах тонн метеоритов, выпадающих на нашу планету за год...

Немалое количество палладия сосредоточено в выгорающем ядерном топливе атомных электростанций. В силу понятных причин как-либо использовать металл из урано-плутониевого шлака нельзя. Вот так сразу – нельзя, а через 10-15 миллионов лет (совсем немного по меркам Вселенной) – можно!

Два столетия со дня открытия палладия

Уильям Волластон, на тот момент уже действительный член Лондонского Королевского Общества познания природы, в последние годы XVIII века затевает прибыльный бизнес по производству платиновой посуды. Экспериментируя с рудным остатком , Волластон выделяет новые металлы, одному из которых ученый дарит имя «палладий», а второму – «родий».

Название палладия в достаточной степени случайно. В начале 1800-х греческая богиня Афина Паллада на слуху: ее имя присвоено недавно открытому астероиду. В 1803-м, через два года после знаменательного события, Волластон дает «новому серебру» модное имя мудрой воительницы.

Ричард неверующий

Честолюбивый ирландский химик Ричард Ченевикс, только что получивший высшую награду Королевского общества, решил превратить свой успех в триумф, и принародно пообещал вывести мошенника на чистую воду. По мнению Ченевикса, неизвестный шарлатан всего-навсего воспользовался малоизвестным методом Мусина-Пушкина, позволявшим сплавлять ртуть с платиной.

Выкупив продававшийся слиток, Ченевикс торопливо провел исследования, и вскоре доложил на заседании ученого совета о собственной правоте. Осталось только изобличить фальсификатора!

И тут в газете появляется объявление: некто обещает выплатить 20 фунтов всякому, кто сумеет сплавить платину с ртутью так, чтобы получилось «новое серебро»...

С яростью, переходящей в остервенение, Ченевикс приступает к опытам. Одновременно с ним работу ведут и другие химики Лондона. Надо ли говорить, что ни одному из них не удается ни синтезировать палладий, ни выделить из купленного Ченевиксом слитка платину и ртуть.

Через год после начала эпопеи Волластон выступает с детальным рассказом об открытии. Вскоре его выбирают президентом Королевского общества. Ричарду Ченевиксу приходится оставить занятия химией...

Добыча и применение палладия

Залежи палладиевых руд, как правило, совпадают с месторождениями других цветных металлов, в том числе никеля, ртути, меди. По современным оценкам, наиболее перспективные запасы палладия сосредоточены в Норильске.

Горячий палладий легко проницаем для водорода. Миллиметровой толщины пластина металла, установленная в качестве мембраны, удаляет водород из сложных газовых составов и растворов, не отдающих водород иным путем.

Палладиевые сплавы не окисляются даже под электрической дугой , что открыло им дорогу в электротехническую индустрию. Титан с небольшой добавкой палладия проявляет свойства повышенной устойчивости к разнообразным химическим нагрузкам. Не обходится без палладия и медицина: металл находит применение в стоматологи, кардиологии, фармацевтике.

Палладий в ювелирном деле

Обручальные кольца из сплава с высоким содержанием палладия (палладиевые пробы – 500, 850, лигатура – серебро) визуально неотличимы от родированных золотых колец. При этом собственнику украшения нет нужды периодически возобновлять родиевое покрытие. Да и в цене палладий несколько уступает золоту.

Добавка палладия к платине сообщает изделию большую выразительность и повышает технологические свойства материала.

Палладий (лат. Palladium) - химический элемент побочной подгруппы восьмой группы пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, атомный номер 46. Обозначается символом Pd, CAS-номер: 7440-05-3. Благородный металл платиновой группы. Название происходит от астероида Паллада, открытого незадолго до химического элемента. В свою очередь, астероид был назван в честь Афины Паллады – древнегреческой богини.

Палладий - пластичный переходный драгоценный металл серебристо-белого цвета. По внешнему виду он напоминает серебро. В 1803 году его так и называли - "новое серебро". Его также довольно трудно отличить от самородной платины, но он значительно легче и мягче ее. Считается, что по своим внешним качествам он похож на серебро больше, чем на платину.

Палладий обладает рядом уникальных свойств, благодаря которым широко применяется в различных отраслях промышленности. Он исключительно пластичен, легко прокатывается в фольгу и протягивается в тонкую проволоку. Не теряет своего блеска в течение длительного времени, не вызывает аллергии и на его поверхности не образуются различные дефекты в виде трещин и царапин.

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. Геохимики могут назвать около 30 минералов, в которые входит этот благородный металл.

Палладий встречается и в самородном виде (в отличие от остальных платиноидов), при этом он может содержать примеси других металлов: платины, золота, серебра и иридия. Но самородный палладий крайне редок. Довольно часто он сам является примесью в самородном золоте или платине.

Палладий в основном получают при переработке сульфидных руд никеля и меди. Это такой вот драгоценный побочный продукт, получение которого технологически очень сложный и трудоемкий процесс.

Палладий был открыт английским врачом и химиком Вильямом Волластоном (William Hyde Wollaston) в 1803 году, который выделил его из платиновой руды привезённой из Южной Америки.

Для выделения палладия Волластон растворил руду в царской водке. Растворив руду, он нейтрализовал кислоту раствором NaOH. Затем осадил платину из раствора действием хлорида аммония NH4Cl (в осадок выпадает хлорплатинат аммония). Далее к раствору он добавил цианид ртути, при этом образовался цианид палладия. Чистый палладий был выделен из цианида нагреванием. Только через год ученый доложил Королевскому обществу о том, что им из сырой платины выделены палладий и родий.

С 1831 года Британское геологическое общество вручает медаль Волластона, изготовленную из открытого им палладия.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПАЛЛАДИЯ

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 %). Это пластичный металл, который хорошо сваривается, поддается прокатке, протяжке, штамповке и волочению даже при комнатной температуре. При нагревании эти качества улучшаются, из него удается получать тончайшие листы, проволоку, цельнотянутые трубы нужной длины и диаметра.

Палладий обладает следующими физическими свойствами:
- плотность 12,6 г/см 3 ;
- температура плавления 1554 °С;
- температура кипения 2940 °С;
- теплота плавления 37,8 кал/г;
- удельная теплоёмкость при 20 °C 0,0586 кал/ (г.град);
- удельное электросопротивление при 25 °C 9,96 мкОм см;
- теплопроводность 0,161 кал/(см.сек.град);
- линейный коэффициент теплового расширения при 0 °С равен 11,67 10 -6 ;
- твердость по Бринеллю 49 кгс/мм 2 ;
- модуль нормальной упругости составляет 12600 кгс/мм 2 ;
- относительное удлинение при разрыве 24 - 30 %;
- предел прочности при растяжении 18,5 кгс/мм 2 .
После холодной обработки твердость возрастает в 2 - 2,5 раза, но снижается после отжига. Добавки родственных металлов тоже влияют на свойства: добавка 4 % рутения и 1 % родия увеличивает прочность палладия на растяжение вдвое.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПАЛЛАДИЯ

Палладий – единственный из металлов, у которого предельно заполнена наружная электронная оболочка, что придает ему очень высокую химическую стойкость. Он не реагирует с водой, разбавленными кислотами, щелочами, гидратом аммиака.

На воздухе палладий устойчив до температуры 300 - 350 °C, после которой начинает окисляться кислородом, образуя на поверхности тусклую пленку оксида палладия PdO:
2Pd + O 2 > 2PdO.
«Перевалив» рубеж в 850 °C PdO разлагается на металл и кислород и при такой температуре металлический палладий становится вновь устойчивым к окислению.

Палладий взаимодействует с концентрированными серной и азотной кислотами, растворяется в царской водке:
Pd + 2H 2 SO 4 > PdSO 4 + SO 2 + 2H 2 O
Pd + 4HNO 3 > Pd(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
3Pd + 4HNO 3 + 18HCl > 3H 2 + 4NO + 8H 2 O
В соединениях палладий чаще всего бывает двухвалентным, но он может быть и трех-, четырехвалентным.
При комнатной температуре палладий реагирует с влажными бромом и хлором:
Pd + Cl 2 > PdCl 2
При температуре 500 °C и выше он может взаимодействовать с фтором и другими сильными окислителями, а также с серой, селеном, теллуром, мышьяком и кремнием.

Палладий способен усилить антикоррозионные свойства даже стойкого к агрессивным средам титана. Добавка палладия всего в 1 % повышает устойчивость титана к серной и соляной кислотам. 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.

ПОЛУЧЕНИЕ ПАЛЛАДИЯ

Современные методы получения чистого палладия из природного сырья, основанные на разделении химических соединений платиновых металлов, очень сложны и длительны. Получение палладия является одной из стадий переработки сырой платины и получения платиновых металлов. Большинство фирм и корпораций, занимающихся аффинажем, не делятся своими производственными секретами. Получение металла производится по следующей схеме:
1. В результате длительного нагревания сырой платины и лома в фарфоровых котлах с царской водкой, почти весь палладий виде H 2 , вся платина, частично родий, иридий, рутений и основная масса неблагородных металлов (железо, медь и другие) переходят в раствор.
2. На следующем этапе переводят основную часть платины в осадок. Основная же масса спутников платины и неблагородных примесей остается в растворе.
3. Из фильтрата, оставшегося после осаждения платины, в результате аффинажа получают труднорастворимое комплексное соединение дихлордиаммин палладия Cl 2 , его очищают от примесей других металлов перекристаллизацией из раствора NH 4 Cl.
4. Прокаливая это соединение в восстановительной атмосфере водорода, получают палладий в виде губки:
Cl 2 + H 2 > Pd + 2NH 3 + 2HCl
5. Губчатый палладий сплавляют в вакуумной электрической печи высокой частоты.

Мировой рынок палладия

Почти все мировые запасы руд, содержащих металлы платиновой группы, находятся в России и ЮАР, причем, в российских рудах больше палладия, а в южноафриканских - платины. Также в небольших количествах руды содержащие палладий есть в недрах Канады, США, Зимбабве и Китая. Самые крупные разведанные запасы палладия находятся за Полярным Кругом. По данным компании “Норильский никель” доказанные и вероятные запасы руды в месторождениях на Таймырском полуострове содержат 62 млн. унций палладия и 16 млн. унций платины.
Основные производители:
- южноафриканские компании Anglo Platinum, Impala Platinum и Lonmil;
- американская Stillwater Mining Company;
- российский «Норникель».
На их долю приходится 90% мирового производства палладия.

Производство и потребление палладия в мире, тонн*

* данные Johnson Matthey (Platinum Today)

Поставки палладия в мире в 2007 году составили 267 тонн (в том числе Россия - 141 тонна, ЮАР - 86 тонн, США и Канада - 31 тонна, прочие страны - 9 тонн).

Запасы палладия никогда не раскрывались. Согласно указу президента от 30 ноября 1995 года, данные о металлах платиновой группы (к ним относится и палладий), хранящихся в Гохране и Банке России, входили в перечень сведений, отнесенных к государственной тайне.

Палладий является драгоценным металлом и торгуется на биржевых и внебиржевых рынках . В некоторых странах, в том числе в России, законодательство разрешает физическим и юридическим лицам открывать в банках «металлические счета» в палладии. Абсолютного максимума палладий достиг в 2000 году, когда мировые продажи взяли отметку в 300 тонн. Тогда же был установлен ценовой максимум - $1125 за унцию.

ПРИМЕНЕНИЕ ПАЛЛАДИЯ

Очень ценным свойством палладия является его относительно низкая цена. В наши дни его цена в пять раз меньше, чем платины. Именно это качество палладия делает его самым перспективным из всех платиновых металлов, расширяя сферы его использования.

Сегодня палладий производят десятками тонн в год. Он стал более доступным по сравнению с другими платиновыми металлами, что приводит к всё большему применению его в технике. Теперь им, в случаях когда это возможно, часто заменяют платину.

Современную промышленность сложно представить без палладия. Он широко применяется в электронике и в химической промышленности, служит катализатором, из него изготавливают химическую посуду и другое стойкое к воздействиям оборудование.

Применение в качестве катализаторов

Палладий 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 другие испытанные катализаторы. Его используют в качестве катализатора при производстве ацетилена, многих фармацевтических препаратов, серной, азотной, уксусной кислот, удобрений, взрывчатых веществ, каустической соды, аммиака, хлора и других продуктов органического синтеза.

Хлорид палладия используется как катализатор и для обнаружения микро количеств угарного газа в воздухе или газовых смесях.

В аппаратуре химических производств катализатор из палладия, как правило, 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 прошлого века палладий активно стала использовать автомобильная промышленность в катализаторах дожигания выхлопных газов (нейтрализаторы).

Применение в гальванотехнике

Хлорид палладия применяется в гальванотехнике, как активирующее вещество при гальванической металлизации диэлектриков - в частности, осаждении меди на поверхность слоистых пластиков при производстве печатных плат в электронике.

Очистка водорода

Если в сосуд, изготовленный из палладия, закачать под давлением водород, а затем нагреть закупоренную емкость, то водород «вытечет» из 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. Это свойство палладия широко используется для очистки водорода. Под небольшим давлением газ пропускают через закрытые с одной стороны палладиевые трубки, нагретые до 600 °С. Водород быстро проходит через палладий, а примеси задерживаются в трубках. В результате получается особо чистый водород - с концентрацией 99,9999%. Для работы водородного топливного элемента нужен именно такой сверхчистый водород. Для удешевления процесса используют не чистый палладий, а сплавы его с другими металлами (серебро, иттрий).

Применение в медицине

Из палладия изготавливают некоторые медицинские инструменты. Благодаря своей высокой биологической совместимости он востребован при производстве электрокардиостимуляторов. Здесь особенно важно то, что палладий не вызывает аллергических реакций. Применяется этот благородный металл и в стоматологии: входит в состав сплавов, служащих материалом для зубных протезов. В последнее время его используют для производства противораковых препаратов.

Применение в электронной промышленности

Палладий и сплавы на его основе широко используются в электронике для покрытий, устойчивых к действию сульфидов. Этот металл идет на производство реохордов прецизионных сопротивлений высокой точности. В чистом виде палладий входит в состав керамических конденсаторов, с высокими показателями температурной стабильности ёмкости, которые нашли применение в производстве мобильных телефонов, компьютеров, широкоэкранных телевизоров и других электронных приборов.

Применение в ювелирной промышленности

Палладий получил широкое распространение в ювелирном деле. Он достаточно легко поддается обработке, отлично полируется, не подвержен коррозии, не теряет своего естественного блеска в течение очень длительного времени. В его оправе особенно эффектно смотрятся драгоценные камни.

При изготовлении ювелирных украшений применяется, как правило, не чистый палладий, а его сплавы с различными химическими элементами, самыми распространенными из которых являются серебро, никель, кобальт и рутений. Правительство РФ официально установило 500 и 850 пробы палладия. Это самые распространенные виды проб, которые имеются у большинства ювелирных изделий. Также весьма популярна 950 проба, из которой часто изготавливаются обручальные кольца. «Чистые» палладиевые ювелирные украшения имеют в своем составе примесь рутения в 5 %.
Сплав палладия ПдСрН 500 пробы имеет следующий состав: Pd – 50%, Ag - 44,5-45,5%, остальное никель.
Сплав палладия ПдСрН 850 пробы имеет следующий состав: Pd – 85%, Ag - 12,5-13,5 %, остальное никель.

Палладий часто применяют для получения белого золота. Даже 1 - 2% его хватает, чтобы сплавы золота приобретали серебристо-белый оттенок. Так, например, белое золото 583 пробы содержит 13% палладия. Белое золото 750-й пробы имеет следующий состав: Au – 75 %, Ag – 4 %, Pd – 21 % (для этой пробы состав может изменяться).

Благодаря легкому весу и доступной цене палладий применяется для изготовления любых видов ювелирных изделий: колье, цепей, серег, различных колец и просто для модных изделий.

Применение в качестве денег

Палладий значительно реже, чем золото, платина или серебро, но все же используется для изготовления памятных монет. В 1988 году впервые были отчеканены из палладия 25-рублевые монеты в серии "1000-летие древнерусской монетной чеканки, литературы, зодчества, крещения Руси". 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. Выпуск монет продолжался недолго, поэтому они имеют высокую коллекционную стоимость.

ПАЛЛАДИЙ (химический элемент)

ПАЛЛА́ДИЙ (лат. Palladium, по названию одного из крупнейших астероидов Паллада), Pd (читается «палладий»), химический элемент с атомным номером 46, атомная масса 106,42. Природный палладий состоит из шести стабильных изотопов 102 Pd (1,00%), 104 Pd (11,14%), 105 Pd (22,33%), 106 Pd (27,33%), 108 Pd (26,46%) и 110 Pd (11,72%). Наиболее долгоживущий - искусственный радиоактивный изотоп 107 Pd (Т 1/2 7 млн. лет). Многочисленные изотопы палладия образуются при делении ядер U и Pu. В современных ядерных реакторах на 1 тонну топлива при 3%-м выгорании образуется 1,5 кг Pd.
Конфигурация двух внешних электронных слоев 4s 2 p 6 d 10 5s 0 . Расположен в VIIIB группе 5 периоде периодической системы элементов. Вместе с рутением (см. РУТЕНИЙ) и родием (см. РОДИЙ) образует триаду элементов. Относится к платиновым металлам (см. ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫ) .
Степени окисления 0, +1, +2 (наиболее часто), +3, +4 (часто), +5, +6 (очень редко).
Радиус атома 0,137 нм, ионный радиус Pd 2+ 0,078 (координационное число 4), 0,100 (6), Pd 4+ 0,064 (6). Энергии последовательной ионизации 8,336, 19,428, 32,95 эВ. Электроотрицательность по Полингу (см. ПОЛИНГ Лайнус) 2,2.
История открытия
Палладий открыт в 1803 У. Х. Волластоном (см. ВОЛЛАСТОН Уильям Хайд) при изучении самородной платины.
Нахождение в природе
Палладий - один из наиболее редких элементов. Содержание в земной коре 1·10 –6 % по массе. Встречается в самородном виде, в виде сплавов (палладистая платина, до 39% Pd) и соединений (аллопалладий содержит примеси Cu, Hg, Pt, Ru), в виде сплавов. Известно около 30 минералов, содержащих Pd: палладит PdO, станнопалладит Pd 3 Sn 2 , стибиопалладит Sb 3 Pd, бреггит (Pd,Pt,Ni)S.
Получение
Извлечение палладия начинается с выделения и разделения платиновых металлов. Из полученного концентрированного раствора соединений платиновых металлов сначала осаждают золото (см. ЗОЛОТО (химический элемент)) и платину, затем Pd(NH 3) 2 Cl 2 . Далее палладий в виде Pd(NH 3) 2 Cl 2 очищают от примесей других металлов перекристаллизацией из раствора NH 4 Cl. Полученную соль прокаливают в восстановительной атмосфере:
Pd(NH 3) 2 Cl 2 = Pd + N 2 + 2HCl + 2H 2 .
Приготовленный порошок палладия переплавляют в слитки. Восстанавливая растворы солей палладия, получают мелкокристаллический Pd - палладиевую чернь.
Физические и химические свойства
Палладий - серебристо-белый металл c гранецентрированной кубической решеткой типа Cu, а = 0,38902 нм. Температура плавления 1554°C, кипения 2940°C плотностью 12,02 г/см 3 . Проявляет свойства парамагнетика.
По химическому поведению Pd близок к платине. Обладает уникальной способностью растворять водород: в 1 объеме Pd при нормальных условиях растворяется 800 объемов H 2 . Если Pd, поглотивший H 2 , вынести на воздух, то он потеряет весь H 2 .
Палладий пластичен, микродобавки никеля (см. НИКЕЛЬ) или рутения улучшают механические свойства Pd.
В ряду стандартных потенциалов палладий расположен правее водорода и с неокисляющими кислотами и водой не реагирует. Это самый активный платиновый металл.
Pd устойчив к окислению при нагревании на воздухе до 300°C. При 350-800°C Pd окисляется с образованием оксида PdO:
2Pd + O 2 = 2PdO
Выше 850°C оксид палладия PdO разлагается на металл и кислород (см. КИСЛОРОД) , и при этих температурах Pd устойчив к окислению.
Палладий растворяется в царской водке (см. ЦАРСКАЯ ВОДКА) :
3Pd + 4HNO 3 + 18HCl = 3H 2 + 4NO + 8H 2 O
В отличие от других платиновых металлов, палладий растворяется в горячих азотной и серной кислотах:
Pd + 4HNO 3 = Pd(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
Pd + 2H 2 SO 4 = PdSO 4 + SO 2 + 2H 2 O.
При комнатной температуре реагирует с влажными Cl 2 и Br 2:
Pd + Cl 2 = PdCl 2
Кристаллический PdCl 2 имеет цепочечное строение, каждый атом палладия в нем находится в центре квадрата, вершины которого образованы атомами хлора:
В присутствии хлоридов Pd образует комплексы:
Pd +2Cl 2 + 2NaCl = Na 2 PdCl 6 .
При нагревании Pd реагирует с фтором (см. ФТОР) , серой (см. СЕРА) , селеном (см. СЕЛЕН) , теллуром (см. ТЕЛЛУР) , мышьяком (см. МЫШЬЯК) и кремнием (см. КРЕМНИЙ) .
При гидролизе солей палладия (II, III, IV) получены черный гидроксид Pd(OH) 2 , шоколадно-черный Pd 2 O 3 ·nH 2 O и темно красный PdO 2 .
Na 2 PdCl 4 + 2NaOH = Pd(OH) 2 + 4NaCl
Все эти соединения проявляют сильные окислительные свойства.
Оксиды палладия (III) и (IV) при нагревании теряют кислород и переходят в PdO:
2Pd 2 O 3 = 4PdO + O 2 ,
2PdO 2 = 2PdO + O 2 .
Гидроксид палладия (II) проявляет амфотерные (см. АМФОТЕРНОСТЬ) свойства:
Pd(OH) 2 + 4HCl = H 2 PdCl 4 + 2H 2 O
Pd(OH) 2 + 2KOH = K 2 Pd(OH) 4 .
Известны интенсивно окрашенные аммиачные комплексы 2+ и комплексные соединения, в которых Pd является анионом - .
Благодаря квадратному строению, многие комплексы Pd (II) обладают оптической изомерией (см. ИЗОМЕРИЯ МОЛЕКУЛ) .
Применение
Палладий используется для изготовления специальной химической посуды, стойких к коррозии деталей высокоточных измерительных приборов. Из Pd и его сплавов изготовляют медицинские инструменты, детали кардиостимуляторов, зубные протезы, некоторые лекарственные средства. Палладий используется для глубокой очистки водорода, в электронике.
Палладий и его соединения являются катализаторами химических процессов.

Энциклопедический словарь . 2009 .

Смотреть что такое "ПАЛЛАДИЙ (химический элемент)" в других словарях:

- [хим. Palladium, Pd = 106 [По новым определениям (1894 г., Е. Н. Keiser, M. В. Breed) Pd = 106,2 106,3] один из легких членов платиновой группы металлов, открыт (1803) Волластоном в платиновой руде из Колумбии. Этот металл встречается почти во… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Палладий (лат. Palladium; назван в честь открытия малой планеты Паллады), Pd, химический элемент VIII группы периодической системы Менделеева; атомный номер 46, атомная масса 106,4; тяжёлый тугоплавкий металл (см. Платиновые металлы) … Большая советская энциклопедия

Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

- (Platine фр., Platina или um англ., Platin нем.; Pt = 194,83, если О = 16 по данным К. Зейберта). П. обыкновенно сопровождают другие металлы, и те из этих металлов, которые примыкают к ней по своим химическим свойствам, получили название… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

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,… … Банковская энциклопедия Словарь иностранных слов русского языка

- (Palladium), Pd, химический элемент VIII группы периодической системы, атомный номер 46, атомная масса 106,42; относится к платиновым металлам, tпл 1554 шC. Из палладия и его сплавов изготовляют медицинские инструменты, зубные протезы, тигли для… … Современная энциклопедия