Палладий сплавы на основе этого металла

Все о палладии: что это за драгметалл, где его используют, кто и как добывает + цена за 1 грамм

Здравствуйте! Палладий — это драгоценный металл, который ценится во многих отраслях и в особенности в ювелирном деле. Уникальные физические и химические свойства, сходство с платиной, доступная стоимость — все это делает его таким популярным. И все же мало кто знает, для чего нужен этот металл и где его найти.

Что такое палладий

Химический элемент представляет собой пластичный минерал, имеющий серебристо-белый цвет. Он отнесен к виду драгоценных металлов платиновой группы.

Краткая история появления

Впервые Pd был открыт в XIX веке. Обнаружил химический элемент химик Вильям Волластон (Великобритания). В процессе опытов ученый извлек его из платиновой руды.

Наименование металл получил в честь открытого за год до него астероида Паллада. Тот, в свою очередь, окрестили так благодаря богине из Древней Греции Афине Палладе и упавшему по легенде с неба ее изображению из дерева — Палладиуму.

Как выглядит палладий в природе

В чистом виде самородки в природе не встречаются. Частицы металла извлекаются вместе с иными минералами. По приблизительным данным элементов, которые контактируют с палладием, приблизительно 30.

Внешне крупицы драгметалла весьма схожи с платиной. В отдельных месторождениях эти два элемента добываются совместно (так называемая палладистая платина) и затем отделяются химической обработкой. Также жилы могут пересекаться с золотыми, тогда наблюдается соединение двух металлов (например, палладистое золото либо порпецит из Бразилии).

Процесс образования в природе

Основной источник появления — космические обломки метеоритов. В железных и каменных видах инопланетных осколков обнаружено большое содержание кристаллов драгметалла.

Структура, химические и физические свойства

По своей природе минерал выгодно отличается от прочих драгметаллов низким показателем плотности и химической инертностью. Благодаря последнему свойству он не взаимодействует с другими элементами и не окисляется.

  1. Исключениями являются кремний, бор, сера, хром, с ними палладий образует химические соединения.
  2. Также кристаллы металла растворяются в «царской водке» (это смесь двух кислот —серной и азотной).

Температура плавления составляет 1554 градуса Цельсия .

Как находят палладиевые жилы

Вкрапления минерала ищут в первую очередь в местах расположения серебряных, медных и никелевых руд. Изредка встречаются небольшие месторождения с самородками чистого металла.

Спутники палладия

В земных недрах палладий находится исключительно в виде соединений с другими минералами. Часть из них по сегодняшний день мало изучена и не имеет названия. Наиболее известными спутниками драгметалла являются:

Также нередко его извлекают из золотых и платиновых жил.

Где встречается палладий в природе

В естественных условиях земных недр минерал содержится в виде соединений разных металлов. Подобные жилы встречаются и на территории Европы, и в РФ, и в Америке.

Виды месторождений

Сложнее всего Pd обнаружить в виде самородков. Гораздо чаще он входит в состав с другими минералами, после извлечения из недр отделяется путем химической обработки.

Месторождения делятся на 2 типа:

  1. Россыпные — представляют собой самородки, накапливавшиеся в течение долгих лет, расположены преимущество в районах рудных залежей.
  2. Коренные — представлены в большинстве, содержат соединения палладия с другими минералами.

Способы добычи

Работа с палладиевыми месторождениями ведется в двух формах:

  1. закрытая (шахтная);
  2. открытая (карьерная).

В первом случае для добычи драгметалла создается система подземных туннелей — шахт. В найденном рудном пласте создаются небольшие по размерам отверстия, в которые затем закладывается взрывчатка. Разрыхленный взрывом грунт обрабатывается механизированным или ручным способом для извлечения частиц палладия. По окончании первичной очистки руда переправляется на поверхность, а затем транспортируется к месту дальнейшей переработки.

Читайте также:  Чем убрать запах рыбы с металла

Для работы во втором случае привлекается тяжелая землеройная техника и транспорт для перевозки извлеченной руды. С ее помощью разрабатывают грунтовый карьер, из которого затем извлекают палладий. Далее ее перевозят для переработки на соответствующие предприятия.

Топ стран по добыче

Мало кто знает, где находятся палладиевые жилы:

  1. Лидерами по добыче является Россия и ЮАР. На долю первой выпадает 41% выработки, а второй — 39%.
  2. Следом за ними идут Канада (9%), США (6%) и Зимбабве (3%).
  3. На долю остальных стран выпадает 2% добычи.

Мировые запасы палладия

Данные о наличии палладия в земных недрах различаются. По одним источникам его количество в 2-3 раза превышает запасы золота. По другим — в 20 раз ему уступает.

По приблизительным подсчетам в рудном слое земли содержится 0,0006-0,015 ppm — частей минерала на миллион частей прочих элементов.

Сферы применения

Элемент широко использует:

  1. Химическая промышленность . Pd — популярный катализатор при переработке нефти и рафинации жиров. Хлорид палладия также участвует в поиске микроколичеств угарного газа в воздухе либо газовых смесях. В электрохимии это же соединение является активирующим веществом при гальванической металлизации диэлектриков. Палладиевые мембраны нужны для очистки водорода.
  2. Электротехника . Металл важен как покрытие, что устойчиво к действию сульфидов: изготовление вольтагометров высокой точности. Физические характеристики обусловили его применение для производства керамических конденсаторов.
  3. Ювелирное дело . В состав изделий палладий добавляют для создания белого золота. Даже малое содержание металла в лигатуре меняет оттенок вещи с желтого на серебристо-белый. Изредка минерал используется при изготовлении памятных монет.
  4. Медицина . Палладий добавляют в лекарственные средства, предназначенные для борьбы с опухолями и терапии рака. Еще одной областью, где используется металл, является стоматология. Здесь на его основе изготавливаются зубные протезы. Сплавы с добавлением палладия служат для создания отдельных деталей кардиостимуляторов и медицинских инструментов.

Самые богатые месторождения

Хотя большое количество палладия содержится в кусках упавших на землю метеоритов, основная добыча припадает на рудные месторождения. Именно они обеспечивают около 98% мировых запасов металла.

В мире

Бушвелдский комплекс (ЮАР) — крупнейшее мировое месторождение, где добывают палладий. Здесь старатели находят до 40% мировых запасов драгметалла.

В гораздо меньших объемах его также извлекают в:

  • Лак-дез-Иль (Канада);
  • Стиллуотер (США);
  • Великой Дайке (Зимбабве).

В России

Медно-никелевые месторождения, входящие в состав ОАО «ГМК «Норильский никель», являются крупнейшими в России поставщиками металла:

Их суммарная прибыль составляет более 40% от общемировой.

Преимущества и недостатки металла

В первую очередь спрос на палладий обуславливают его физические характеристики:

  1. По сравнению с платиной он имеет меньший вес, а потому украшения на его основе, даже крупные, совершенно не тяжелые. При этом прочность его гораздо выше, чем у золота. Это позволяет использовать его в качестве оправы для крупных ювелирных камней. Со временем подобные украшения не темнеют и не теряют своей привлекательности.
  2. Еще одно неоспоримое преимущество палладия — невероятная внешняя схожесть с платиной. При этом его стоимость на порядок ниже. По приблизительным подсчетам стоимость 1 грамма металла в 2-3 раза ниже, чем у золота или платины.

В составе сплава палладий является устойчивым к износу, деформации, появлению царапин. Однако чистый металл имеет прямо противоположные свойства, а потому используется в редких случаях, например, для изготовления эксклюзивных украшений. Особо востребованы обручальные кольца на основе палладия. Часто он используется вместо никеля, обеспечивая схожий эффект, но при этом не вызывая аллергической реакции.

Виды сплавов и пробы

Так как в чистом виде палладий излишне мягок, для изготовления украшений используют сплавы на его основе.

На территории России законодательно утверждено 2 пробы — 500 и 850. В качестве лигатуры выступают никель, серебро и медь. За границей также популярна 950 проба. В этом случае на 95% палладия приходится 5% добавок из меди либо рутения. Изредка их заменяют никелем, чтобы обеспечить большую прочность сплава.

Читайте также:  Как удалить плиточный клей с металла

Таблица соответствия проб

Утвержденные в России сплавы палладия прописаны в ГОСТе. Состав и количество лигатуры в каждом из них можно отследить по таблице, представленной здесь.

Проба Массовая доля компонента, %
Палладий Серебро Никель Медь
500 50,0 44,5 5,5
850 85,0

Где можно купить или продать

Для покупки украшений из палладия, следует обратиться в ювелирный салон. Изредка дизайнеры с мировым именем включают драгоценный металл и изделия на его основе в состав своих коллекций. В этих случаях понравившиеся товары можно приобрести через фирменные магазины. Если говорить о сувенирных монетах, их рекомендуется покупать через банк для гарантии того, что получите настоящее изделие.

В случае возврата драгоценной сувенирной продукции сделать это можно также через банковские учреждения. Главное условие — безупречный внешний вид монеты и сохранность ее сертификата. Украшения же гораздо охотнее скупают в ломбардах. Если они повреждены, изделия забирают по цене лома.

Источник

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

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.

Источник

Поделиться с друзьями
Металл
Adblock
detector