Потребление палладия, основанное на уникальных физических и химических свойствах, за последние годы значительно выросло и оказалось сосредоточенным в ограниченном секторе промышленного производства. Палладий на 90–95 % используется для производства автокатализаторов, стоматологических и других медицинских материалов, в электронной и химической промышленности.
Приведем некоторые детали, иллюстрирующие вышесказанное.
Палладий – один из самых эффективных катализаторов. Исследованиями ряда авторов установлено, что в производстве азотной кислоты наилучшими катализаторами являются изготовленные из сплавов платины с 7-10 % родия или 20 % палладия.
С помощью мембранных палладиевых катализаторов из нефтяного сырья и попутных газов можно получать сверхчистый водород, необходимый, например, для производства полупроводников и особо чистых металлов.
Палладий применяется в качестве катализатора при лабораторных химических исследованиях (восстановление нитробензола в анилин, гидрогенизация при помощи коллоидного палладия и др.).
Палладий оказывает благотворное воздействие на другие металлы, либо придавая им особый внешний вид (при добавлении его к золоту желтый металл становится белым, на который есть хороший спрос), либо усиливая их свойства, что позволяет им выполнять новые функции. Например, известно, что титан химически весьма устойчивый металл; это ценное качество можно резко усилить, добавив менее 1 % палладия. За год пребывания в соляной кислоте пластинка чистого титана становится тоньше на 19 мм, а из сплава с палладием – всего на 0,1 мм, поэтому из такого сплава изготовляют аппаратуру для химической, атомной, нефтяной промышленности.
Ученые доказали, что если в сплавы на основе титана, железа, хрома или свинца ввести буквально микродозы благо родных металлов – палладия, рутения, платины, то стойкость сплавов против коррозии повышается в сотни и тысячи раз
Сплавы палладия широко применяются для изготовления отдельных частей медицинских приборов, игл, шприцев, наконечников и т, д. Ниже приведены составы сплавов, используемых в производстве медицинских игл (%),
Палладий применяют в качестве катализатора при получении синтетического аммиака, синтезе лекарственных препаратов, например антималярийных, а также при гидрогенизации жиров, где благодаря присутствию Pd можно вести процесс при более низкой температуре, чем в присутствии других катализаторов.
В медицине главный потребитель палладия – стоматология. Палладиевые сплавы с другими металлами (главным образом, с серебром) в зубной технике применяются при изготовлении так называемых крампонов для крепления искусственного зуба, а также в качестве материала для коронок, литых зубов, мостов, крючков для укрепления протезов и т. д.
Палладий находит применение и в других сферах.
В технике для защитных и декоративных целей нередко используется палладирование. Покрываемые металлы – никель, железо и сталь должны быть предварительно покрыты медью и серебром или только медью. Для декоративных целей применяются покрытия толщиной до 2,5 мкм. Полировать их не требуется. Для защитных целей применяются покрытия толщиной свыше 5 мкм – осадки беспористые. Палладием покрывают астрономические, военные и другие точные инструменты, поскольку он не темнеет под действием атмосферы, отражает свет лучше, чем никель и хром. Палладиевое покрытие легко снимается с серебряных поверхностей под током в электролите. С других поверхностей палладий не снимается, так как неблагородные металлы растворяются быстрее палладия. Палладирование осуществляется электролитическим способом. Палладий выделяется на катоде в виде черного порошка из слабого сернокислого раствора и одновременно растворяется на аноде.
Лабораторные изделия (чашки, электроды, шпатели и др.), не подвергающиеся действию высокой температуры, изготовляют из сплава палладия с платиной (80 % Pt).
Вместе с платиной палладий используется в электротехнике для изготовления особо надежных электрических контактов с большим сроком службы, Им покрывают ответственные контакты электронной техники, телефонных аппаратов и других электротехнических приборов.
Для измерения высоких температур применяются термопары из сплава с содержанием 60 % золота, 30 % палладия и 10 % платины. Такой сплав в паре с платиной при температуре 1200 °С дает термоэлектродвижущую силу 45,41 мВ, а в паре с платинородиевым сплавом (10 % родия) – 57,3 мВ при той же температуре. Эти термопары возможно применять для измерения температур до 1300 °С.
Из палладия изготовляют фильеры – колпачки с множеством мельчайших отверстий, которые применяются в производстве тончайшей проволоки или искусственных волокон (через эти отверстия продавливают специально подготовленную массу).
Небольшие количества палладия используются для обнаружения и определения окиси углерода.
В сплаве с платиной и золотом палладий может заменить родий в термопарах для измерения температур до 1200 °C. Эти термопары достаточно стойки, обладают термоэлектродвижущей силой 45 мВ и отличаются дешевизной. Родий можно заменить и в платинородиевых катализаторных сетках, применяемых в производстве азотной кислоты. Замена платины, иридия и родия палладием и его сплавами экономически выгодна как вследствие его более низкой стоимости, так и благодаря соотношению их плотностей.
В часовой промышленности палладий используют для изготовления некоторых деталей и корпусов часов.
Разновесы для точного аналитического взвешивания изготовляют из палладиевых сплавов, трудно поддающихся окислению и долго сохраняющих свою массу.
Совершенно уникальный вариант использования палладия предложил недавно преступный мир: оказалось, из него можно делать самые обычные, недефицитные канцтовары. Вопрос: зачем?
Было и такое…
НЕ ВЫБРАСЫВАЙТЕ СКРЕПКИ – ПРОВЕРЬТЕ, МОЖЕТ, ОНИ ИЗ ПАЛЛАДИЯ Весна 2001 г. Огромную партию драгоценных металлов изъяли на днях сотрудники ГУБЭП МВД и УВД Тульской области. Более 500 кг изделий из платины, палладия, золота и серебра на сумму более 250 тыс. долл. под видом канцелярских кнопок и скрепок в картонных коробках быт подготовлены для переправки из России в Прибалтику (возможно, уже не в первый раз). Выйти па стад сокровищ оперативникам помог случай. В начале февраля они узнали, что в город приехали двое жителей Литвы, желающие приобрести драгоценные металлы. За ними установили слежку. Вскоре в гостиницу, где жили приезжие, пришел местный житель, у которого с собой была довольно увесистая сумка, и сыщики решили задержать троицу прямо в номере. Как оказалось, он принес 34 кг платины, палладия и серебра, за которые надеялся выручить 10 тыс. долл. На допросах он вначале упорно молчал, но потом сознался, что изъятые у него драгоценные металлы – лишь незначительная часть всего товара. Впоследствии у преступников были обнаружены и конфискованы еще почти 500 кг платины, серебра, золота и палладия стоимостью, как сказано в начале заметки, свыше четверти миллиона долларов.
Итак, факты свидетельствуют: у палладия – даже без тульских скрепок и кнопок – достаточно широкая сфера применения, поэтому спрос на него велик и в последнее десятилетие ушедшего века заметно превышал предложение.
Ценовые рубцы на рыночном лице палладия
За последние 10 лет XX в, (1991–2000 гг.) спрос на палладий увеличился почти в 2,5 раза, в основном в связи с возросшим его потреблением в автомобильной промышленности. Хотя поставки тоже росли, но явно в меньшей степени, чем предложение, и в результате цена резко подскочила – в 8 раз.
В ответ на такие скачки рынок, как красиво выражаются дипломаты, отреагировал симметрично: потребители стали множить аварийные складские объемы палладия и создавать запасы платины.
Цифры спроса на палладий были такими. В 2000 г. он составил 276,8 т – несколько ниже по сравнению с рекордным 1999 г., но второй по объему за всю историю.
У крупнейшего поставщика палладия – России два источника металла: новый металл, произведенный компанией «Норильский никель», и запасы, контролируемые правительством. В течение всего 2000 г, экспорт норильского палладия осуществлялся в основном равномерно. Продажи из правительственных запасов носили непостоянный характер.
Поставки палладия из Южной Африки несколько сократились, главным образом из-за снижения производства в компаниях «Англо Платинум» и «Импала». Поставки из Северной Америки увеличились в связи с расширением производства на «Стиллуотер» и «Норт Америкой Палладиум», хотя затянувшаяся забастовка на «Фэлконбридж» свела на нет значительную часть этого роста. В Зимбабве закрытие шахты «Хартли Платинум» в 1999 г. негативно сказалось на поставках из этой страны.
В 2000 г., как и в 1999-м, значительную роль играли также два других источника поставок из стран Запада. Первым из них явились продажи из военных запасов США. Оборонным агентством США в 2000 г. реализовано 5,71 т палладия. Вторым более сложным для количественной оценки источником были продажи из запасов, созданных спекулятивными фондами в середине 90-х годов.
