Лом палладия – описание, средние цены

Радиодетали

Почти у каждого потребителя дома хранится советский телевизор или радиоприемник. Выбрасывая эту технику, никто даже не представляет, какую ценность она может содержать. Ведь в старой электронике есть части, имеющие в своем составе благородные вещества. Например, золото, серебро, палладий в радиодеталях.

Знающие люди не выбрасывают такие предметы на свалку, а используют их в качестве настоящей «золотой жилы». Но число дорогих металлов в деталях зависит от предназначения устройства и типа конденсатора. Везде в старых аппаратах бывшего СССР применяли серебро, золото, палладий.

Делалось это для увеличения их эксплуатационного срока. Каково было не знать умельцам об этом! Многие «кусали локти» от того, что не владели такой информацией.

Современные бытовые устройства этой «радости» не имеют. Ничего ценного в них нет. Поэтому они недолговечны. Лишь в некоторых отраслях промышленности продолжают добавлять в технику Pd и платину. Золото и серебро уже не используется.

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 (Фото: Instagram / chemical_elements)

Палладий

Палладий — химический элемент, металл. Атомный номер – 46. Атомная масса – 106,42(1) а.е.м.. Обозначается символом Pd (от лат. Palladium).

Элемент относится к переходным металлам и к благородным металлам платиновой группы (лёгкие платиноиды). Палладий является самым легким элементом платиновой группы, одним из четырех драгоценных металлов, подлежащих клеймению.

Простое вещество палладий при нормальных условиях — пластичный металл серебристо-белого цвета.

Металл назван по имени астероида Паллада, открытого немецким астрономом Ольберсом в 1802 году, незадолго до открытия палладия. В свою очередь, астероид назван в честь Афины Паллады из древнегреческой мифологии. Палладий или Палладиум — упавшее с неба легендарное деревянное изображение Афины Паллады. Согласно прорицанию Гелена (сына Приама), Троя останется несокрушимой, пока в её стенах хранится этот талисман. По легенде, Троя пала лишь после того, как Одиссей и Диомед во время ночной вылазки выкрали Палладий.

Физические свойства Палладий — переходный металл. При нормальных условиях образует кристаллы серебристо-белого цвета кубической сингонии, пространственная группа Fm3m, параметры ячейки a = 0,38902 нм, Z = 4, структурный тип меди.

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. Температура плавления — 1554°C, температура кипения около 2940°C. Теплота плавления — 16,7 кДж/моль, теплота испарения 353 кДж/моль. Удельная теплоёмкость при 20°C — 25,8 Дж/(моль·К), удельное электрическое сопротивление при 25°C — 9,96 мкОм/см; теплопроводность — 75,3 Вт/(м·К). Твёрдость по Виккерсу 37…39. Твёрдость по Бринеллю 52 кгс/мм².

Температурный коэффициент линейного расширения 1,17·10−5 К−1 (в диапазоне 0…100°С).

Коэффициент поверхностного натяжения жидкого палладия при температуре плавления равен 0,015 Н/см.

Палладий является парамагнетиком; его магнитная восприимчивость равна +5,231·10−6 (при +20°C).

Активно поглощает водород, образуя твёрдые растворы (до 900 объёмов водорода на один объём Pd), при этом увеличивается постоянная решётки. Водород удаляется из палладия при нагревании до 100°C в вакууме.

Химические свойства Палладий является наиболее химически активным из платиновых металлов. При комнатной температуре палладий реагирует с царской водкой, с влажными хлором и бромом. Реагирует с горячими концентрированными серной и азотной кислотами, в отличие от других платиновых металлов. Может быть переведён в раствор анодным растворением в соляной кислоте. При нагревании реагирует со фтором, серой, селеном, теллуром, мышьяком и кремнием. Окисляется при сплавлении с гидросульфатом калия, взаимодействует также с расплавом пероксида натрия. При нагревании на воздухе устойчив до ~300°C и выше 850°C. В диапазоне 300-850°C тускнеет ввиду образования плёнки оксида палладия PdO, который при более высокой температуре разлагается. Металл не реагирует с водой, разбавленными кислотами, щелочами, раствором аммиака.

Изотопы 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%). Наиболее долгоживущий искусственный радиоактивный изотоп 107Pd (Т1/2 7·106 лет).

История открытия В 1803 году известный лондонский торговец минералами Форстер получил анонимное письмо с просьбой попытаться продать небольшое количество нового химического элемента — «палладия», слиток которого прилагался к письму. Неизвестный металл был выставлен на продажу и привлёк всеобщее внимание, а среди английских химиков разгорелись споры: является ли металл действительно новым химическим элементом или это сплав ранее известных металлов. В целях разоблачения “мошенничества”, химик Ричард Ченевикс купил слиток палладия и вскоре выступил с докладом перед членами Лондонского Королевского общества, где объявил, что вещество — всего лишь сплав платины с ртутью. Секретарь Королевского общества химик Уильям Хайд Волластон публично усомнился в выводах Ченевикса, так как другим химикам не удалось выделить в этом «сплаве» ни платины, ни ртути. Споры вновь обострились, а когда они стали стихать, в научном журнале Nicholson’s Journal появилось анонимное объявление, что любому, кто в течение года сможет изготовить искусственный палладий, будет выплачена награда в 20 фунтов стерлингов. Интерес к металлу вновь подскочил, но никому так и не удалось его “изготовить”.

В 1804 году Уильям Волластон доложил Королевскому обществу, что в платиновой руде из Южной Америки он обнаружил новые ранее неизвестные металлы — палладий и родий. Стремясь очистить выделенную из руды «сырую» платину от примесей золота и ртути, он растворял её в царской водке, а затем осаждал её из раствора нашатырём. Оставшийся раствор имел розовый оттенок, что было невозможно объяснить присутствием золота и ртути. Добавление в раствор цинка привело к выпадению чёрного осадка. Волластон обнаружил, что если попытаться растворить этот высушенный осадок царской водкой, то часть его растворяется, а часть — нет. После разбавления раствора водой Волластон добавил в него цианид калия, что привело к обильному выпадению осадка уже оранжевого цвета, который при нагревании сначала приобрёл серый цвет, а затем сплавился в капельку металла — палладия, который по удельному весу был меньше ртути. Из оставшейся нерастворённой части осадка им был выделен другой металл — родий.

В феврале 1805 года в Nicholson’s Journal было опубликовано открытое письмо Волластона, в котором он признался, что скандальная шумиха вокруг палладия — дело его рук. Именно он пустил в продажу новый металл, и он же дал анонимное объявление с обещанием премии за его искусственное изготовление, уже располагая доказательством, что палладий — это новый металл.

Нахождение в природе и добыча Палладий – один из наиболее редких элементов в земной коре. Его кларковое число составляет 1·10−6%. Металл встречается в самородном виде (аллопалладий), в виде интерметаллических минералов (палладистая платина, станнопалладинит и др.) и других соединений (палладит, брэггит и др.). Всего известно около 30 минералов палладия. Палладий сопровождает другие платиновые металлы, его содержание в смеси платиноидов в различных месторождениях колеблется от 25 до 60%. По Гольшмидтовской геохимической классификации элементов, как и все платиноиды, относится к сидерофилам, то есть обладает сродством к железу и концентрируется в ядре Земли.

Добыча палладия осуществляется на коренных и россыпных месторождениях. В коренных месторождениях металл входит в состав минералов и добывается как побочный продукт при обработке никелевых или медных руд. Рассыпные месторождения представляют собой разрешенные коренные залежи руды, где Pd высвободился и накопился в виде самородков.

Добыча палладия на россыпных месторождениях занимает около 2% от мирового производства объема элемента. Крупнейшие из них находятся в уральских и дальневосточных районах России, в Канаде, США, Австралии и Колумбии. Остальные 98% Pd извлекаются из недр земли на коренных месторождениях медно-никелевых, платиновых и хромовых руд.

Мировыми лидерами по добыче палладия на таких месторождениях являются Россия и ЮАР. Безоговорочное первое место среди добывающих предприятий отрасли занимает ГМК «Норильский никель», производящий более 40% мировых объемов Pd. Металлургический комбинат извлекает металл как побочный элемент при добыче основных своих продуктов – меди и никеля. Среди добывающих активов «Норильского никеля», имеющих потенциал запасов палладия, выделяются месторождения на полуострове Таймыр – Талнахское, Октябрьское и Норильск-1. Крупнейшее известное месторождение палладия (не разрабатываемое) находится на территории Кольского полуострова в Федорово-Панском интрузивном массиве (Мурманская область) .

Получение Палладий получают главным образом при переработке сульфидных руд никеля, серебра и меди. Около 10% мирового производства составляет восстановление металла из вторичного сырья.

Из раствора смеси благородных металлов в царской водке после осаждения золота и платины осаждают дихлородиамминпалладий Pd(NH3)2Cl2, очищают его перекристаллизацией из аммиачного раствора HCl, разлагают до порошкообразного палладия прокаливанием в восстановительной атмосфере, после чего переплавляют.

Восстанавливая растворы солей палладия, получают палладиевую чернь — мелкокристаллический порошок палладия.

Компактный металлический палладий получают также электроосаждением из нитритных и фосфатных кислых электролитов.

Применение Палладий – самый доступный драгоценный металл платиновой группы. Это качество является пропускным билетом для его использования во всех отраслях. Стоимость металла в сравнении с некоторыми другими драгоценными металлами ниже, при том же наборе полезных свойств, востребованных во многих сферах промышленности.

Физические и химические свойства палладия позволяют широко использовать его в химической промышленности и электронике, а принадлежность к числу драгоценных материалов – в качестве ювелирного сырья.

По объемам применения палладий опережает все остальные металлы платиновой группы. Главным потребителем является автомобильная индустрия. Концерны и компании, выпускающие автотранспортную технику, используют 65% добываемого металла. В этой отрасли почти весь палладий уходит на производство катализаторов. Он образует на их внутренней поверхности тонкое напыление, способное очищать автомобильные выхлопы.

Каталитические свойства палладия ценятся и в химической промышленности. Этот металл является ускорителем различных реакций и процессов. С его помощью происходит синтез многих органических соединений. Палладиевые катализаторы – отличные очистители водорода и кислорода от лишних компонентов. Драгоценный металл является исходным материалом для изготовления химической посуды и аппаратуры. Химическая промышленность потребляет 5% общемировой добычи палладия.

15% палладия уходит на электронную промышленность. Здесь металл наносится на электрические контакты с целью улучшения их коррозионной устойчивости. Сплавы палладия с родием, золотом и платиной используются для изготовления термопар и терморегуляторов. В соединении с серебром металл применяется для изготовления контактов.

Сплавы палладия применяются также и в традиционной медицине. Они незаменимы в зубоврачебной практике, в челюстно-лицевой хирургии, в изготовлении кардиостимуляторов и хирургических инструментов. Палладий также является металлом, способным вернуть здоровье. Его лекарственные формы наряду с платиной убивают раковые клетки и избавляют от онкологических заболеваний. При этом палладий обладает более низкой токсичностью, чем платина. Доля палладия, применяемого в медицинской отрасли, составляет 5%.

В ювелирном производстве металл больше применяется в виде добавок к другим драгоценным металлам. В сплаве золото благодаря палладию получает белую окраску. Драгоценный палладий в состоянии придать белый цвет шестикратному количеству золота. Украшения из палладия также изготавливаются. Сплав 950 пробы содержит 95% палладия и 5% рутения. Изделия из палладия имеют изысканный вид и отличаются более низкой стоимостью, чем традиционное белое золото. Кроме того ювелирная отрасль использует сплавы палладия с индием, принимающий различную окраску от золотистого цвета до сиреневого.

Около 5% благородного металла находит свое применение как инвестиционный продукт. Палладий можно купить и продать на биржах, можно открыть металлический палладиевый счет в банке и т.п.

Потребление палладия в 2007 году составило в автомобильной промышленности 107 тонн, в производстве электроники — 40 тонн, в химической промышленности — 12 тонн.

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).

Подготовил Евгений Лавриненко (СМ)

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 (Фото: Instagram / in_sochi)

Добыча

Драгоценный металл относится к числу самых редких элементов, находящихся в земной коре. Встречается как в виде самородков, так и в виде смешения с другими металлами, часто с платиной, медью, золотом или серебром. Палладий добывается на коренных и россыпных месторождениях. Чаще на коренных.

самородок палладия

Большая часть металла сосредоточена на территории России (ок. 43%), остальное в ЮАР, Канаде, Зимбабве, Австралии и Америке. Самое крупное российское месторождение находится в Норильске. Оно же обеспечивает почти половину мирового производство металла.

Вопрос о запасе палладия считается государственной тайной. Указом президента от 30.11. 1995 г. Информация о государственных запасах металла считается засекреченной.

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 (Фото: Instagram / khabkrai)

Способы выделить металл

Есть несколько способов того, как выделить Pd из микросхем и конденсаторов.

Самым популярным остается метод с помощью процесса электролиза, либо в результате создания целой цепочки химических реакций.

Итак, вот эти способы:

  1. Металл снимается с помощью электролитической реакции. Она создается в насыщенной серной кислоте. Сама основа медной детали остается в целости и сохранности. В результате реакции создается не Pd, а всего лишь его соединение, которое потом растворяют в царской водке. Серная кислота выступает как электролит, деталь как анод, а свинец как катод. Напряжение оставляют на показателе 12 В. Оно пускается до погружения детали в приготовленную смесь. Палладий образуется, как черный порошок либо хлопья. Нельзя допускать слишком сильного нагревания электролита. Если это случилось, его необходимо остудить. Когда весь палладий снят, раствор следует поменять на новый. Осадок обрабатывается при помощи царской водки.
  2. Если имеется сплав палладия с иным элементом, для снятия оного требуется соляная кислота и раствор аммиака. Эти вещества отделяют Pd от остальных элементов. Элемент превосходно растворим в так называемой водке царской и кислоте азота. Чтобы определить наверняка содержание палладия в веществе, необходимо следить за его цветом в процессе реакции. Если окрас изменится на коричневый, значит, Pd там есть, и можно продолжать. Pd с золотом растворяют при помощи азотной кислоты; с серебром — при помощи царской водки. Затем сверху заливается вода, и смесь оставляется на 24 часа. Потом производится фильтрование хлорида серебра. Это делается для того, чтобы убедиться, что в растворе остались лишь палладий и золото.

    Извлечение палладия из микросхем

  3. Затем в раствор добавляют аммиак в таком количестве, чтобы его оказалось в избытке, и оставляют все как есть на 48 часов. После начинается следующий этап фильтрации. В этот раз отфильтровывают золото, чтобы остался один палладий. Осадок с Ag помещают в соляную кислоту, где восстанавливают его при помощи цинка. Палладий обрабатывается по-другому: в фильтрат добавляют соляную кислоту. Получается реакция, которая создает тетрахлорпалладат аммония. Осадок фильтруют в течение нескольких часов, просушивают и прокаливают при высокой t (500 градусов Цельсия). В итоге создается аффинаж палладия, имеющий порошкообразную форму. Бывает, что получается сульфид палладия. В этом случае его нужно сплавить. От высокой температуры вещество вновь восстановится до металлического состояния.

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 (Фото: 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 (Фото: 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 (Фото: Instagram / asyaair)

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.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: