Согласно данным компании Statista, в течение последних десяти лет мировое производство палладия стабильно составляет приблизительно 200 тонн в год. Россия занимает доминирующую позицию среди стран-экспортеров этого металла. В 2022 году российская Федерация добыла 88 тонн палладия, в то время как Южноафриканская Республика оказалась на втором месте с результатом 80 тонн. Замыкает тройку стран-крупнейших производитеелей Канада, добывающая всего 15 тонн палладия.
Какую роль сыграет палладий в экономике будущего
Палладий, который в настоящее время широко применяется в автомобильной промышленности, можно ожидать займёт важную нишу в контексте применения водородных технологий. В этой статье мы обсудим перспективы использования данного металла в высокотехнологичной экономике будущего.
Чем уникален палладий
Палладий — это благородный металл, обладающий серебристо-белым цветом, который входит в состав группы металлов платиновой группы (МПГ), наряду с платиной, родием, иридием, рутением и осмием. Об этом сообщает Роман Борисов, кандидат химических наук и научный сотрудник Института химии и химической технологии при Федеральном исследовательском центре Красноярского научного центра Сибирского отделения Российской академии наук.
Этот металл был открыт в начале XIX века английским химиком и минералогом Уильямом Волластоном. Он обнаружил палладий в составе самородной платины. На сегодняшний день палладий находит широкое применение в промышленности благодаря своим превосходным физико-химическим свойствам.
Среди уникальных характеристик палладия можно выделить отличную пластичность и ковкость, одну из самых низких температур плавления «в группе» (1552 °С), долговременное сохранение своего изначального серебристого цвета, а также высокую твердость и возможность прокатки. Эти факторы делают палладий важнейшим компонентом различных металлических сплавов, к примеру, сплава золота с палладием, известного как белое золото, уточняет Борисов. Более того, высокая устойчивость палладия к окислению делает его особенно востребованным в электронике, устраняя проблему окисления контактов со временем.
Палладий, как и другие металлы платиновой группы, можно легко получать в виде черни — частиц размером от нескольких сотен до десятков нанометров, которые обладают уникальными каталитическими свойствами. Эти свойства значительно ускоряют химические реакции (согласно определениям РБК Тренды) и находит применение в различных каталитических процессах, используемых как в автомобильной, так и в химической промышленности.
Таким образом, данные характеристики делают палладий металлом будущего и одним из ключевых элементов водородной экономики. Главным для водородной энергетики является каталитическое действие палладия в наноразмерных частицах, что поможет в производстве газообразного водорода, — поясняет Борисов.
Его история
В самом начале XIX века, в 1803 году, английский продавец минералов Форстер получил анонимное предложение о продаже небольшого количества нового металла, внешне схожего с серебром, именуемого палладием. Этот загадочный слиток вызвал интерес научного сообщества.
Английские химики начали дебаты касаемо происхождения нового металла: одни считали, что это абсолютно новый элемент, тогда как другие были уверены, что это сплав уже известный металлов (к примеру, известный ирландский минералог и химик Ченевикс придерживался второй точки зрения).
Не смотря на высокую цену, Ченевикс купил слиток для своих химических экспериментов. В результате его исследований он пришел к выводу, что палладий представляет собой нечто большее, чем простое сочетание платины и ртути, а был создан по методике известного русского минералога — Мусина-Пушкина.
После публикации научного отчета о новом сплаве, вновь появился анонимный продавец палладия, который предложил денежное вознаграждение тому, кто сможет доказать, что этот металл был получен искусственным путем. Однако ни один химик-минералог, включая Ченевикса, не смог осуществить такую задачу.
Позже выяснилось, что загадочным продавцом оказался английский химик Уильям Волластон. В 1803 году он открыл этот металл во время своих экспериментов, связанных с растворением платины в крайне сильном окислителе — царской водке (смесь азотной и соляной кислот). Волластон не спешил с публикацией своего открытия и оставил другим ученым возможность самостоятельно изучить природу, свойства и характер нового металла. Лишь после того, как другие исследователи потерпели неудачу в попытках получить палладий из сплавов, он публично объявил о своем открытии палладия, добытого из южноамериканской платиновой руды. В том же самом контексте он также открыл родий.
Происхождение названия
Палладий получил свое название в честь богини военного дела, мастерства и изобретательности — Афины Паллады. Согласно древним легендам, палладиум представляет собой упавшее с небес изображение Афины, служащее талисманом, который, по мифологии, обладал защитными свойствами, охраняющими Трою. Как только этот талисман был украден Одиссеем и Диомедом, судьба Трои была предопределена.
По аналогии с падением талисмана, в 1802 году был назван астероид — Паллада. А в следующем 1803 году это имя стало ассоциироваться и с новым серебристым металлом.
Следует отметить, что Афина Паллада считалась покровительницей военной стратегии, а одно из основных современных применений палладия связано с его использованием в военной промышленности, а также в области ракетной и авиационной техники для производства высокоточных приборов.
Палладий в природе
Палладиевые находки в природе представлены несколькими формами:
- Как примесь в сульфидах (особенно с медью и никелем) и силикатах горных пород.
- В марганцевых рудах, углях, фосфорных соединениях.
- В золе растений.
Естественный палладий может встречаться в виде маленьких частиц, находящихся в россыпях или коренных залежах самородной платины. Эти формирования являются результатом преобразования других платиноидов.
Иногда он может встречаться в примеси с самородным золотом, что наблюдается, например, в рудах бразильского происхождения (данная руда называется порпецитом, содержание палладия может достигать 10,9%).
Долговременные находки самородного палладия имеют место быть, однако основным источником сырья остаются коренные залежи никелевых и медных руд.
Основной метод добычи палладия — шахтный, аналогичный тому, который применяют для других руд. Геологи и старатели ищут палладиевые жилы, расположенные близко к поверхности.
Также было обнаружено, что палладий может иметь космическое происхождение. В одном центнере вещества, полученного из железных метеоритов, содержится до 0,76 грамма палладия, а в каменных — в два раза меньше.
Применение палладия
Палладий востребован в различных областях благодаря своим уникальным свойствам. Рассмотрим несколько направлений его применения:
- Автомобильная промышленность: Палладий играет ключевую роль в производстве катализаторов для автомобилей, отвечающих за очистку выхлопных газов. Это помогает сократить уровень выбросов вредных веществ, тем самым улучшая экологическую ситуацию.
- Ювелирное дело: Палладий является популярным материалом для создания ювелирных изделий. Его блеск и идеальная способность сочетаться с драгоценными камнями делают изделия из палладия настоящими произведениями ювелирного искусства.
- Электроника: Благодаря своей высокой электропроводности, палладий находит широкое применение в производстве электроники. Он используется для создания контактов, разъемов, электродов и других компонентов электрических устройств.
- Медицинская промышленность: Палладий активно используется в стоматологии, в частности в производстве коронок и мостов, так как он является биосовместимым и долговечным материалом.
- Производство часов: Палладий применяют при изготовлении высококачественных часовых механизмов. Этот металл обладает отличными антикоррозийными свойствами и способен сохранять точность работы механизма на протяжении длительного времени.
Факты о палладии
Представляем несколько интересных фактов о палладии:
- Палладий — один из самых дефицитных и ценных металлов, его запасы в природе значительно меньше, чем у золота или серебра.
- В 2019 году стоимость палладия достигла своего исторического рекорда, что сделало его одним из наиболее дорогих металлов в мире.
- Палладий является важным компонентом в автомобильных катализаторах, способствующих снижению выбросов токсичных веществ.
- Палладий использовался для создания некоторых известных ювелирных изделий, таких как Тиффани-лампа с ценой более 400 миллионов долларов США и ожерелье Небесный замок стоимостью 3,5 миллиона долларов США.
Применение палладия
Наиболее значительная сфера использования палладия заключается в производстве автомобильных катализаторов. По данным компании Johnson Matthey, около 70% всего производимого палладия используется в автопроме. Около 10% идёт в электронную промышленность для изготовления конденсаторов и электрических разъемов. Также 5% палладия находит применение в химической промышленности, медицине и в качестве инвестиционного инструмента. Остальная часть используется в ювелирной отрасли и в других сегментах.
Палладий для ювелиров
В последние десять лет использование палладия в ювелирной отрасли сократилось почти в три раза, несмотря на то, что объемы его добычи за тот же период увеличились примерно на 25%. Главной причиной этого является рост цен на палладий, вызванный увеличением потребностей со стороны автомобильной промышленности.
В ювелирном производстве палладий в основном используется в качестве легирующего металла в сплавах с золотом и платиной. Рост цен спровоцировал производителей на поиск более доступных альтернатив. Кроме того, спрос на изделия из палладия в ювелирной сфере продолжает оставаться довольно низким.
Быт и медицина
В советское время палладий и его сплавы активно использовались для изготовления деталей различных бытовых приборов и устройств, таких как радиоприемники, ламповые телевизоры, видеомагнитофоны и калькуляторы. Однако в современном производстве бытовой техники такие метап используемые детали больше не актуальны, так как их успешно заменяют более дешевые и не менее надежные материалы.
В медицине палладий и его сплавы широко используются для создания хирургических инструментов и высокоточного оборудования. Этот прочный металл применяется для изготовления функциональных деталей электрокардиостимуляторов и электрокардиографов, стерилизаторов, термостатов, дефибрилляторов и портативных газоанализаторов, а также электронных весов.
Из палладиевых сплавов изготавливаются каркасы долговечных металлокерамических зубных протезов. Их высокие износостойкость, прочность и надежность объясняются высокой коррозийной стойкостью и химической инертностью металла.
Палладиевые сплавы применяются и в производстве лабораторных и медицинских инструментов и вспомогательного оборудования. Высокая термостойкость, химическая инертность и стойкость к коррозии этого металла позволяют использовать его в создании деталей для перегонных аппаратов, лабораторных насосов и стоматологических либо хирургических инструментов. Искусственный изотоп палладия-103 используется в онкологической практике для лечения раковых заболеваний.
В ходе контактной лучевой терапии этот радиоактивный изотоп вводится непосредственно в пораженный орган, оказывая целенаправленное воздействие на опухолевый очаг и сконцентрированные в нем раковые клетки.
Другие способы
Палладий также нашел применение в монетном деле. Из него изготавливаются сувенирные и коллекционные монеты, которые выпускаются в строго ограниченных тиражах. Интересно, что настоящая стоимость таких монет зачастую значительно превышает номинальную, отображенную на аверсе или реверсе монеты.
В некоторых странах палладий используется в качестве инвестиционного актива. Для получения прибыли владелец должен открыть специальный банковский счет ОМС (обезличенный металлический счет), на который будут поступать процентные доходы, либо доходы от роста цены металла на международном рынке.
В следующем видео вы сможете увидеть частичную демонстрацию аффинажа палладия.
