Палладий сплавы на основе этого металла

Палладий — где его добывают, что это такое и как выглядит металл? Все эти вопросы возникают довольно часто, ведь название химического элемента остается у всех на слуху благодаря ювелирам и биржевым сводкам.

Не менее интересны способы добычи и свойства, проба и сравнение с платиной. Чтобы найти максимально полные ответы, нужно как можно подробнее изучить сведения о палладии — металле, зародившемся в глубинах космоса.

Обозначенный латинскими литерами Pd химический элемент палладий (Palladium) известен каждому школьнику. Этот благородный металл относится к группе платиноидов. В таблице Менделеева ему присвоен атомный номер 46. Выглядит палладий как металл серебристо-белого оттенка, в природе встречается крайне редко. Чаще всего его можно обнаружить в составе многокомпонентных минералов.

Проба палладия в ювелирном деле чаще всего обозначается по другим металлам. Обычно для этих целей используется золото или серебро. Из чистого металла 999-й пробы изготавливают памятные монеты, имеющие высокую ценность. В слитках и изделиях чаще всего встречаются следующие пробирные клейма: 500, 850, 900, 950 и 990.

Свое название металл получил благодаря цепи случайностей. Согласно легендам Древней Греции, Палладиумом именовался упавший с неба деревянный лик богини Афины Паллады — талисман, охранявший стены Трои.

Когда в 1802 году астроном из Германии открыл новое небесное тело (астероид), он дал ему имя Паллада.

Спустя некоторое время был обнаружен и химический элемент, который получил схожее название благодаря популяризации давно забытого мифа в Европе.

Впрочем, палладий вполне оправдывает свое имя. Появление нового металла тоже не обошлось без ряда мистификаций. Например, о его появлении было объявлено примерно за год до реального открытия химического элемента.

Более того, вместо научно обоснованного представления, образец был послан торговцу, специализировавшемуся на продаже минералов в Лондоне.

Выставленный в качестве лота слиток вызвал всеобщее волнение, а затем все же был приобретен ученым-химиком.

Разумеется, новый владелец «палладия» купил его вовсе не с целью обогащения. Стремясь разоблачить подделку, химик по фамилии Ченевикс приложил все усилия, чтобы доказать искусственное происхождение своего приобретения.

Было объявлено, что это сплав ртути и платины, синтезированный по ранее утвержденному методу русского ученого Мусина-Пушкина.

В ответ на разоблачение в прессе появилось новое сообщение: продавец предлагал солидное вознаграждение тому, кто сумеет синтезировать палладий.

Выплачивать деньги не пришлось — эксперименты были безуспешны.

Вслед за этим объявился и таинственный аноним.

Им оказался Уильям Хайд Волластон, известный к тому времени как один из первооткрывателей УФ-излучения, конструктор гониометра и рефрактометра, то есть человек известный и вполне уважаемый.

Именно он в ходе экспериментов с сырой платиной сумел отделить от нее сначала палладий, а затем и родий, присутствующие в составе в виде примесей. В качестве доказательств Волластон предоставил результаты экспериментов.

Интересно, что впервые выделить палладий удалось из руды, полученной на южноамериканских землях. Собственно говоря, здесь тоже не обошлось без цепи счастливых случайностей.

Изначально целью экспериментов Волластона было отделение чистой платины от примесей ртути и золота. Для этого он использовал раствор азотной и соляной кислот, известный как «царская водка», а затем осаживал нужный ему элемент при помощи нашатыря.

Результаты экспериментов были довольно неожиданными — жидкость окрасилась в розовый оттенок.

В ходе дальнейших попыток найти причины необычного окрашивания химик применял различные вещества. Помимо чистой платины, ему удалось получить тот самый палладий — металл легче ртути, необычного светло-серебристого цвета. Из оставшегося осадка годом позже им же был выделен другой химический элемент, названный родием.

Когда история появления палладия была раскрыта, сомнений в существовании нового металла не осталось. Научные расчеты и точные результаты химических опытов легко подтверждали слова Волластона. С 1805 года палладий был признан мировым сообществом.

Палладий — металл с условным обозначением Pd и установленной а.е.м. 106,42 (1) был включен в короткую периодическую систему при ее создании. Цвет в чистом виде – серебристо-белый, близкий к серебру или ртути.

Металл состоит из стабильных изотопов следующих видов: 110Pd, 108Pd, 106Pd, 105Pd, 104Pd, 102Pd.

Также присутствует среди компонентов изотоп 107Pd, имеющий радиоактивность с очень долгим периодом полураспада веществ.

Изотопы палладия могут являться побочным продуктом ядерной реакции. Сам металл вовсе не радиоактивен. Его химические и физические характеристики имеют следующие значения:

• t кипения – 2940 градусов;
• плавится при температуре 1554 градуса;
• плотность составляет 12,02 г/см3;
• твердость низкая – это мягкий металл с показателем 373 МПа;
• в воде не растворяется;
• отсутствует реакция на гидрат аммиака, разбавленные кислоты и щелочи.

Палладий обладает высокой пластичностью и ковкостью, поддается протяжке в проволоку. Его механические свойства можно повысить при помощи добавления в сплав родия, рутения, никеля или кобальта.

Реактивом, в котором растворяется палладий, выступает «царская водка». В этом он аналогичен платине.

Сам палладий имеет ценность в качестве химического реактива, поскольку растворяет водород, на воздухе происходит активное испарение более летучего вещества.

Палладий в чистом виде не магнитится. Но изделия из него могут обладать такими свойствами. К магниту в сплавах с палладием чувствительны никель и кобальт. При соединении с золотом последнее осветляет его, придает светло-серебристый оттенок даже в объеме 1-2%. Титан даже в минимальных пропорциях увеличивает его устойчивость к воздействию соляной и серной кислот.

Формула оксида палладия – PdO, окисление происходит при контакте с кислородом только при нагревании свыше 300–350 градусов. После этого на поверхности появляется характерная потускневшая пленка. При дальнейшем нагреве до 850 градусов и выше происходит разложение на чистые элементы, первоначальные свойства восстанавливаются.

В отличие от многих других платиноидов палладий встречается в самородном виде, такая форма называется аллопалладием. В чистом виде его получают только химическим путем. Палладий присутствует на солнце, в составе железных метеоритов его доля доходит до 7,7 г на 1 т. Основные запасы в земной коре сосредоточены в России, в Трансваале, в Колумбии.

Стоит отметить, что доказано зарождение палладия в ядре планеты, в этом он родственен железу.

Примерные объемы палладия в недрах земли оцениваются в 6%, в этом он превосходит золото. Тем не менее металл все же относится к категории редких и драгоценных. Выделение химическим путем подразумевает сопутствующую добычу платины, минералов или металлов. Чаще всего приходится отделять его от родственных по свойствам элементов.

К примеру, палладистая платина в месторождении в Норильске содержит до 40% палладия, а порпецит (вид самородного золота, добываемый в Бразилии) – до 10%.

Основные месторождения и запасы этого металла сосредоточены в России: на Кольском полуострове, в горах Урала. Существуют неразрабатываемые, законсервированные объекты.

Именно к ним относятся норильские залежи этого ценного металла.

За пределами РФ месторождения палладия сосредоточены в Колумбии, Бразилии, Австралии. В Канаде и странах Африки находятся залежи никелевых руд, богатых палладием. Из них этот металл и выделяют — фактически данный канал является наиболее продуктивным источником его получения. ЮАР — второй после России поставщик платиноидов.

Палладий получают различными способами. Чистый металл можно выделить через промышленную добычу руды платиносодержащих групп. Используются месторождения коренного (первичного) и рассыпного типов.

Добыча палладия производится попутно, в ЮАР и РФ преимущественно из залежей платины, никеля.

Чистый металл получается на аффинажных заводах, где его выделяют и концентрируют в слитки или сохраняют в порошкообразной форме.

На коренных месторождениях возможна только попутная добыча палладия. На рассыпных или вторичных его получают в чистом виде.

Если разработка месторождений ведется карьерным — открытым — способом, руду извлекают при помощи землеройной техники. В шахтах в толще рудного пласта высверливают отверстия, закладывают взрывчатку.

После ее детонации грунт дорабатывается, поднимается на поверхность, отправляется на обогащение.

Переработка минеральной породы с целью выделения ценных металлов и других компонентов — процесс долгий и трудоемкий. Именно его называют обогащением.

В среднем на 1 т такого сырья приходится не более 6 г ценного вещества. Повысить эту долю помогает искусственное увеличение доли металлов путем изготовления платиносодержащего концентрата.

Обработанная таким образом руда дает уже до 1,4 кг палладия на 1 т сырья.

Дальнейшее получение палладия происходит на аффинажных заводах. Именно здесь выполняется выделение химического элемента в чистом виде.

Происходит оно путем отсева примесей через аффинирование, после чего палладий превращают в порошок или сплавляют в гранулы, слитки.

Все производство – от промышленной разработки месторождений до выхода готового металла с завода – занимает около 6 недель.

Все существующие разновидности сплавов палладия нормируются требованиями ГОСТ. В РФ установлены следующие пропорции: 50% или 85% палладия.

В странах Европы и Северной Америки основной сплав имеет 950-ю пробу, то есть содержит 95% чистого палладия и 5% платины.

В России встречается самая высокая концентрация — 999 г металла на 1 кг, используемая при чеканке юбилейных и памятных монет, медалей.

Стоит учесть, что в объеме 1–11% палладий входит в состав белого золота, отвечая за придание последнему нехарактерного для него светло-серебристого оттенка.

В сплавах с преобладанием палладия можно выделить следующие группы сочетаний металлов:

• с платиной;
• с иридием;
• с медью или кобальтом и серебром;
• с серебром в чистом виде;
• с титаном.

Применение этих соединений во многом зависит от того, какие именно ставятся задачи. Например, палладиево-серебряные сплавы чаще всего используются в ювелирном деле. Здесь же применяют и соединения с золотом или платиной. Палладиево-иридиевые сплавы идут на изготовление промышленных полуфабрикатов, их формируют через деформационные процессы, горячим и холодным способами.

Разницу между металлами часто ищут как в группах, получаемых из одной руды, так и в неродственных видах. Особенно часто это делается при выборе ювелирных изделий, когда нужно отличить палладий от серебра, белого золота или платины, определить, какой вариант сплава лучше. О том, что стоит учесть при сравнении палладия с другими металлами, лучше поговорить подробнее.

1. Внешне палладий практически неотличим от серебра. При этом разница в цене у них существенная: 1 г палладия стоит как 100 г серебра. При этом со временем серебро темнеет, а палладий нет.
2. С платиной основная разница состоит в удельном весе. Палладий легче, менее плотный (почти вдвое), растворяется в нагретой азотной кислоте. При проверке реагентом из царской водки и 10%-ной концентрации калия йодида у палладия будет реакция, а у платины нет.
3. С золотом сравнение палладия сегодня происходит разве что в инвестиционной сфере. Здесь этот редкий металл уверенно опережает более широко известного конкурента. При наличии палладиевой лигатуры золото не теряет в цене.

Все эти факторы стоит учитывать при выборе металла для инвестиций. При покупке в слитках наиболее прибыльными по динамике цен сегодня считаются именно золото и палладий.

Драгоценный палладий широко применяется в различных сферах. Например, в нефтедобыче его используют в роли катализатора.

Аналогичное применение металл находит в органическом синтезе или при гидрогенизации, в работе с жирами.

Через палладий очищают водород путем диффузии материалов, чаще всего используются сплавы из палладия и иттрия. В чистом виде он используется для обратимого накапливания этого вещества.

В медицинской отрасли из палладия делают зубные протезы, он входит в состав кардиостимуляторов. При брахиотерапии онкозаболеваний применяют изотоп палладий-103.

Высоко оценивается использование этого платиноида в радиоэлектронике. В форме хлорида он используется как активатор при металлизации в гальванике, помогает осаживать медь.

В электрических контактах его используют как неокисляемый и нерастворимый элемент.

Этот металл можно встретить в составе керамических конденсаторов, применяемых при производстве телевизионной и радиоаппаратуры.

В ювелирном производстве палладий наиболее известен как лигатура для получения белого золота. В качестве самостоятельного компонента палладий сплавляют с серебром и платиной в пропорции 50:50 или 85:15 частей.

Ценятся обручальные кольца и другие украшения, в оправе из палладия эффектно смотрятся бриллианты.

Этот металл также выступает сырьем для производства монет и медалей, выпускаемых ограниченным тиражом, к памятным событиям.

При выборе ювелирных украшений из палладия очень важно обращать внимание на их состав. В странах ЕС, где запрещено использование никеля, представлен только металл 950-й пробы в сплаве с платиной. В России до сих пор встречаются добавки в виде этого токсичного металла, способного провоцировать сильнейшую аллергию.

Если палладий используется в соединении с другими компонентами, пусть это будут серебро и золото, безопасные для организма.

Стоит учесть, что современная ювелирная промышленность представляет преимущественно мужские украшения с этим металлом. Палладиевые запонки и зажимы для галстуков смотрятся благородно и элегантно. Интересно смотрятся печатки и кресты из палладия.

Женские украшения чаще всего изготавливаются в комбинированном варианте, со вставками из эмали, с драгоценными камнями. Интересно выглядят кольца, серьги, браслеты и подвески из него — можно выбирать варианты по своему вкусу.

Украшения из палладия пока еще довольно редки, но этот металл присутствует в составе многих сплавов. Соответственно, стоит учитывать его особенности при уходе за металлическими изделиями. Основные рекомендации останутся теми же, что и для платины.

1. Периодически рекомендована сухая чистка мягкими салфетками.
2. Влажный уход при сильном загрязнении выполняется с использованием слабого мыльного (щелочного) раствора.
3. Выпускаются специальные салфетки для чистки ювелирных изделий. Их можно применить, если не хочется проводить обработку жидкостями.
4. Появление царапин на палладии практически исключено. Если он все же поврежден, потребуется профессиональная полировка, вручную отшлифовать его не получится.
5. Не рекомендуется хранить изделия из платиноидов, в том числе палладия, вместе с серебряными и золотыми. Такая беспечность может привести к повреждению более мягких металлов.

Учитывая эти рекомендации, можно обеспечить максимальное сохранение привлекательного вида изделий из палладия с разными пробирными показателями.

О том, как разделить золото, палладий и платину в присутствии меди, смотрите в следующем видео.

Палладий свойства, производство и применение

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.

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/см3; — 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/мм2; — модуль нормальной упругости составляет 12600 кгс/мм2; — относительное удлинение при разрыве 24 — 30 %;

— предел прочности при растяжении 18,5 кгс/мм2.

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 + O2 > 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 + 2H2SO4 > PdSO4 + SO2 + 2H2O Pd + 4HNO3 > Pd(NO3)2 + 2NO2+ 2H2O 3Pd + 4HNO3 + 18HCl > 3H2[PdCl6] + 4NO + 8H2O 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 + Cl2 > PdCl2

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 H2[PdCI6], 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 [Pd(NH3)2]Cl2, его очищают от примесей других металлов перекристаллизацией из раствора NH4Cl.

4. Прокаливая это соединение в восстановительной атмосфере водорода, получают палладий в виде губки:

[Pd(NH3)2]Cl2 + H2 > Pd + 2NH3 + 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.

• Золото
• Иридий
• Осмий
• Платина
• Родий
• Серебро

Использование материала страницы допустимо только с письменного разрешения автора с обязательной прямой ссылкой на сайт mir-fin.ru.

Палладий

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 HNO3, в горячей концентрированной Н2SO4 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.

СТРУКТУРА

Палладий — переходный металл серебристо-белого цвета с гранецентрированной кубической решёткой типа Cu (a = 0,38902 нм; Z = 4; пространственная группа Fm3m). Элементарная ячейка гранецентрированной кубической решетки представляет собой куб с ребром а. В вершинах куба находятся 8 атомов. Кроме того, в центре каждой из 6 граней находится по одному атому.

СВОЙСТВА

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.

Особенности и сферы применения металла палладий

Палладий — металл, который относится к группе драгоценных. Многие путают его с платиной. Ювелирные украшения из палладия часто появляются в продаже. Интерес к драгоценному металлу постоянно растет.

Химический элемент палладий

История открытия

История палладия начинается с 1803 года. Тогда торговец минералами и драгоценными металлами Форстнер получил письмо с предложением продать небольшое количество нового химического элемента. Слиток палладия прилагался к письму.

Торговец выставил металл на продажу. Он быстро привлек внимание покупателей. Первыми, кто заинтересовался новым товаром, стали английские химики. Они начали спорить насчет того, является ли металл новым химическим элементом или продавец выдает его за новинку, а на самом деле это известный науки сплав.

Один из ученых, химик Ричард Ченевикс выкупил слиток, чтобы попытаться разоблачить продавца. После нескольких экспериментов он написал доклад, который представил Лондонскому Королевскому Сообществу.

В нем он написал, что данный слиток — не новый химический элемент, а обычное соединение ртути с платиной. Секретарь данного сообщества не поверил словам Ченивикса, высказал мнение о том, что ни один из ученых Королевского Сообщества не смог выделить похожий вид металла из платины или ртути.

Споры вновь усилились. Появились предложения награды человеку, который сможет получить данный вид металла.

Ученый Уильям Волластон в 1804 году выступил на заседании Лондонского Королевского Сообщества с собственным докладом.

Он утверждал, что смог обнаружить два новых элемента в платиновой руде, которая была добыта в Южной Америке. Это были родий и палладий.

Через некоторое время ученый признался, что именно он устроил шумиху вокруг нового химического элемента, чтобы привлечь к нему внимание, сделать открытие значимым.

Палладий в пробирке ( Instagram / chemical_elements)

Запасы и месторождения

В чистом виде, самородки палладия в природе найти невозможно. Частицы этого металла извлекаются вместе с другими минералами. Всего таких соединений может быть более 30. По виду крупицы палладия можно легко спутать с платиной. Некоторые месторождения содержат одновременно два этих металла, которые добываются совместно. Изредка жилы палладия пересекаются с золотом.

Главный источник появления этого металла на планете Земля — космические обломки метеоритов. Именно в них обнаруживается большое количество кристаллов этого драгоценного металла.

Самородок золота ( Instagram / in_sochi)

Добыча и промышленное получение

Получение чистого металла выполняется в несколько этапов:

1. Подготовка расходного сырья. Его нагревают в специальных фарфоровых котлах. В процессе нагревания котлы заполняются царской водкой.
2. Переведение платины в осадок с использованием специальных фильтров. От основы отделяются присадки, сторонние компоненты, которые интересны для получения палладия.
3. Обработка фильтрата. Проводится процедура аффинажа, в ходе которой получается труднорастворимое соединение, которое называется дихлордиаммином палладия.
4. Очищение нужного металла от примесей.
5. Прокаливание. Проводится в герметичных камерах, заполненных водородом.

Полученный губчатый палладий переплавляется в заготовки требуемых размеров и формы.

Добыча руды ( Instagram / khabkrai)

Марки

Марки:

1. Пд99.8.
2. Пд99.9.
3. ПдА-0.
4. ПдА-1.
5. ПдА-2.
6. ПдАП-0.
7. ПдАП-1.
8. ПдАП-2.
9. ПдВ-20.
10. ПдИ-10.
11. ПдИ-18.
12. ПдМ850.
13. ПдСр-20.
14. ПдСр-30.
15. ПдСр-40.
16. ПдСрК-35-5.
17. ПдСрМ-36-4.

ПдСрН850-130, ПдСрН500-450 — марки, которые указываются на ювелирном палладии.

Палладий ( Instagram / radio_detali30)

Свойства и характеристики

Палладий применяется при изготовлении ювелирных украшений, деталей для радиоэлектроники. Он используется в разных сферах деятельности.

Физические

Свойства:

1. Атомный номер в периодической таблице Менделеева — 46.
2. Плотность — 12,6 г/см3.
3. Удельная теплоемкость — 20 °C 0,0586 кал/ (г.град).
4. Температура плавления — 1554°C.
5. Показатель удельного электросопротивления — 25 °C 9,96 мкОм см.
6. Температура кипения — 2940°C.
7. Твердость по шкале Бринелля — 49 кгс/мм2.
8. Показатель теплопроводности — 0,161 кал/(см.сек.град).
9. Максимальное удлинение на разрыв — до 30%.
10. Коэффициент теплового расширения — 11,67•10-6.
11. Максимум прочности на растяжение — 18,5 кгс/мм2.

Чтобы повысить твердость палладия, нужно выполнить холодную обработку. Показатель повысится в 2,5 раза. Если провести отжиг, твердость будет снижена.

Слитки палладия ( Instagram / den.electro)

Химические

Палладий:

1. Не вступает в реакцию с водой, щелочами, разбавленными кислотами, гидратом аммиака.
2. Начинает окисляться после нагревания до 350°C. Поверхности покрываются плотной оксидной пленкой. После нагревания до 850°C она распадается на кислород и металл.
3. При нагревании свыше 500 градусов вступает в реакции с сильными окислителями.

Палладий повышает устойчивость разных сплавов к образованию ржавчины. После добавления 1% палладия повышается сопротивление разрушительному воздействию соляной, серной кислоты.

Серная кислота ( Instagram / lina_malina_artist)

Где используется палладий?

Сферы применения:

1. Водородные технологии. Из этого металла изготавливаются мембраны, которые нужны для получения сверхчистого водорода.
2. Медицина. Из палладия изготавливаются медицинские инструменты, зубные протезы, кардиостимуляторы, цитостатические препараты.
3. Производство химической посуды, деталей для сборки высокоточных измерительных приборов.
4. Изготовление прецизионных механических инструментов.
5. Производство химического оборудования, использующегося для получения плавиковой кислоты.
6. Изготовление электрических контактов, керамических конденсаторов.
7. Хлорид палладия применяется в гальванотехнике.
8. Использование металла в качестве катализатора в научных опытах. Его хлорид нужен, чтобы определить нахождение небольшого количества угарного газа в воздухе.
9. В ювелирном деле палладий — легирующий компонент для изготовления белого золота. Также в продаже можно найти ювелирные украшения, в которых этот драгоценный металл является основным компонентом. Он часто соединяется с серебром в пропорции 50х50 и с платиной в соотношении 85 к 15.

Поскольку палладий относится к драгоценным металлам, его используют в качестве валюты при торгах на внебиржевых, биржевых рынках. Во многих странах можно открыть «металлический» счет в банке, на котором будет храниться этот металл.

Кольцо из палладия ( Instagram / asyaair)

Влияние на организм

Поскольку чистый палладий абсолютно безвреден для организма, из него изготавливают посуду, ювелирные украшения. Хлорид этого металла является очень ядовитым химическим веществом, которое при длительном контакте вызывает сильную интоксикацию организма.

Сплавы

Палладий часто смешивается с другими металлами для изменения их физических или химических свойств. В качестве дополнительных компонентов обычно выступают:

• иридий;
• платина;
• титан;
• чистое серебро;
• кобальт;
• медь.

До 11% этого металла содержится в белом золоте. Оно нужен, чтобы придать последнему светло-серебристый оттенок.

Ювелирные украшения из палладия постепенно набирают популярность, но это направление не самое актуальное. Он был известен научному сообществу многие десятки лет в других сферах деятельности.

( 2 оценки, среднее 5 из 5 )